Hopmann / Menges / Michaeli Spritzgießwerkzeuge
7. Auflage 2018
ISBN: 978-3-446-45390-6
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Auslegung, Bau, Anwendung
E-Book, Deutsch, 1007 Seiten
ISBN: 978-3-446-45390-6
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Das Spritzgießwerkzeug als zentrales Element
Das Spritzgießwerkzeug besteht als Fertigungseinheit aus unterschiedlichen Funktionskomplexen, die wesentliche Aufgaben im Spritzgießprozess erfüllen. Von den Spritzgießwerkzeugen wird im täglichen Einsatz eine hohe Zuverlässigkeit erwartet. Voraussetzung dafür ist ein wohlüberlegtes Planen und Gestalten von Formteil und Werkzeug.
Das Standardwerk
Das Buch soll Studierenden und allen, die am Entstehungsprozess eines Bauteils beteiligt sind, die Regeln näher bringen, nach denen Formteile und Werkzeuge auszulegen sind, um funktionelle, preisgünstige und optisch ansprechende Bauteile zu fertigen.
Jetzt neu in 7. Auflage
Die aktuelle Auflage baut auf den früheren Ausgaben auf, ist aber völlig überarbeitet, neu aufgebaut und erweitert. Hervorzuheben sind folgende neue Themen:
- Aktuelle Möglichkeiten des Rapid-Tooling
- Neue Konstruktionsbeispiele
- Ergänzung um hochaktuelle Sonderverfahren
Neu: E-Book Inside
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1;Vorwort;7
1.1;Zur 7.?Auflage;7
2;Die Autoren;11
3;Inhaltsverzeichnis;15
4;1Das Spritzgießverfahren;33
4.1;1.1?Ablauf des Spritzgießprozesses;34
4.2;1.2?Spritzgießen von Thermoplasten;35
4.3;1.3?Spritzgießen vernetzender Formmassen;36
4.3.1;1.3.1?Spritzgießen von Elastomeren;37
4.3.2;1.3.2?Spritzgießen von Duroplasten;38
4.4;Literatur Kapitel?1;38
5;2Formmassen für?das?Spritzgießen;39
5.1;2.1?Aufbau von Kunststoffen;39
5.2;2.2?Klassifikation von Kunststoffen aufgrund ihrer chemischen Struktur;40
5.2.1;2.2.1?Thermoplaste;40
5.2.1.1;2.2.1.1?Teilkristalline Thermoplaste;40
5.2.1.2;2.2.1.2?Amorphe Thermoplaste;41
5.2.2;2.2.2?Vernetzende Formmassen;43
5.2.2.1;2.2.2.1?Duroplaste;44
5.2.2.2;2.2.2.2?Elastomere;44
5.2.3;2.2.3?Zusatzstoffe;45
5.3;Literatur Kapitel?2;48
6;3Gestalten von Bauteilen für das Spritzgießen von?Thermoplasten;49
6.1;3.1?Kunststoff als Konstruktionswerkstoff;49
6.2;3.2?Gestaltungsregeln für die fertigungs- und werkstoffgerechte Konstruktion von?Spritzgießbauteilen;50
6.2.1;3.2.1?Wanddicke so dünn wie möglich auslegen;51
6.2.2;3.2.2?Gleichbleibende Wanddicken vorsehen;55
6.2.3;3.2.3?Masseanhäufungen vermeiden;59
6.2.4;3.2.4?Ecken und Kanten mit Radien versehen;61
6.2.5;3.2.5?Rippen spritzgießgerecht gestalten;65
6.2.6;3.2.6?Ebene Flächen vermeiden;70
6.2.7;3.2.7?Ausreichende Konizitäten vorsehen;72
6.2.8;3.2.8?Hinterschneidungen vermeiden;72
6.2.9;3.2.9?Keine genauere Bearbeitung als nötig;76
6.2.10;3.2.10?Das Potenzial der freien Formgebung ausschöpfen;78
6.2.11;3.2.11?Position des Angusses bei der Formgestaltung beachten;83
6.2.12;3.2.12?Kunststoff-Metall-Verbunde spannungsausgleichend gestalten;86
6.2.13;3.2.13?Löcher und Auskernungen kunststoffgerecht gestalten;92
6.2.14;3.2.14?Gewinde kunststoffgerecht gestalten;94
6.2.15;3.2.15?Formteile verfahrensgerecht optimieren;97
6.3;3.3?Prototypenfertigung mithilfe additiver Verfahren;99
6.4;Literatur Kapitel?3;101
7;4Maßänderungen, Schwindung und?Verzug;103
7.1;4.1?Einleitung;103
7.2;4.2?Definitionen zur Schwindung;103
7.3;4.3?Ursache der Schwindung;106
7.4;4.4?Ursachen des anisotropen Schwindungsverhaltens;107
7.5;4.5?Ursachen des Verzugs;109
7.6;4.6?Beeinflussung von Schwindung und?Verzug durch den Prozess;111
7.7;4.7?Hilfsmittel zur Schwindungsvorhersage;114
7.8;4.8?Toleranzen für Kunststoffformteile;115
7.8.1;4.8.1?Bestimmung der Toleranzgruppe;115
7.9;Literatur Kapitel?4;120
8;5Das Spritzgießwerkzeug, seine Bauarten und?Aufgaben;123
8.1;5.1?Bezeichnungen am Spritzgießwerkzeug;123
8.2;5.2?Einteilung der Werkzeuge;123
8.3;5.3?Aufgaben des Spritzgießwerkzeugs;125
8.3.1;5.3.1?Kriterien zur Einteilung der Werkzeuge in Gruppen;127
8.3.2;5.3.2?Prinzipielle Vorgehensweise bei der Werkzeugkonstruktion;131
8.3.3;5.3.3?Bestimmung der Werkzeuggröße;136
8.3.3.1;5.3.3.1?Maximale Formnestzahl;136
8.3.3.2;5.3.3.2?Zuhaltekraft;137
8.3.3.3;5.3.3.3?Maximale Aufspannfläche;138
8.3.3.4;5.3.3.4?Erforderlicher Öffnungshub;138
8.3.4;5.3.4?Fließweg-Wanddickenverhältnis;139
8.4;5.4?Anordnung der Formnester in?der?Trennebene;141
8.4.1;5.4.1?Allgemeine Forderungen;141
8.4.2;5.4.2?Darstellung der Lösungsmöglichkeiten;142
8.4.3;5.4.3?Kräftegleichgewicht des Werkzeugs beim Füllvorgang;142
8.4.4;5.4.4?Zahl der Trennebenen;144
8.4.4.1;5.4.4.1?Konstruktive Lösungsmöglichkeiten;145
8.5;Literatur Kapitel?5;145
9;6Verfahren zur?Abschätzung der?Werkzeugkosten;147
9.1;6.1?Allgemeines;147
9.2;6.2?Verfahren zur Werkzeugkalkulation;148
9.3;6.3?Das Prinzip der Kostenfunktion;150
9.3.1;6.3.1?Kalkulationsgruppe?I: Formnest (3.3.1–3.3.4?auszugsweise?aus?[6.9]);151
9.3.2;6.3.2?Kalkulationsgruppe?II: Grundaufbau;151
9.3.3;6.3.3?Kalkulationsgruppe?III: Grundfunktionseinheiten;153
9.3.4;6.3.4?Kalkulationsgruppe?IV: Sonderfunktionseinheiten;154
9.4;6.4?Das Prinzip der Kostenähnlichkeit;155
9.5;6.5?Weitere Kalkulationsansätze;158
9.5.1;6.5.1?Die ressourcenorientierte Prozesskostenrechnung;158
9.5.2;6.5.2?Das Prinzip der hierarchischen Ähnlichkeitssuche;159
9.6;6.6?Aktuelle Rechenprogramme;160
9.7;Literatur Kapitel?6;162
10;7Eintritt der Schmelze in das Werkzeug, ihre?Verteilung und?der Füllvorgang der Kavitäten;165
10.1;7.1?Beschreibung des Angusssystems;165
10.2;7.2?Prinzip und Definition verschiedener Angusskanalarten;166
10.2.1;7.2.1?Normale Verteilerkanäle;166
10.2.2;7.2.2?Heißkanäle;167
10.2.3;7.2.3?Kaltkanäle;167
10.3;7.3?Anforderungen an das Angusssystem;168
10.4;7.4?Angussformen;169
10.5;7.5?Angussbuchse;171
10.6;7.6?Gestaltung der Verteilerkanäle;174
10.7;7.7?Gestaltung der Angussstege (Anschnitte);177
10.7.1;7.7.1?Lage des Anschnittes am Formteil;181
10.8;7.8?Verteilerkanäle für hochgefüllte Schmelzen;186
10.9;7.9?Verteilerkanäle und Anschnitte für?vernetzende Formmassen;188
10.9.1;7.9.1?Elastomere;188
10.9.2;7.9.2?Duroplaste;189
10.10;7.10?Rheologische Werkzeugauslegung;189
10.10.1;7.10.1?Rheologische Grundlagen [7.39];191
10.10.1.1;7.10.1.1?Ermittlung des viskosen Fließverhaltens unter Scherung?mit Hilfe des Kapillarrheometers;200
10.10.1.2;7.10.1.2?Dehnviskosität;204
10.10.1.3;7.10.1.3?Gleichungen zur Druckverlustberechnung in Angüssen?und Angussverteilern;205
10.11;7.11?Auslegung von Angüssen und Angussverteilern für vernetzende Formmassen;208
10.11.1;7.11.1?Elastomere;208
10.11.1.1;7.11.1.1?Berechnung des Füllvorgangs;208
10.11.1.2;7.11.1.2?Einfluss der Verarbeitungseigenschaften ermittelt anhand von Verarbeitungsfenstern;209
10.11.1.3;7.11.1.3?Kritische Anmerkungen und Beispiele zum Modell des?Verarbeitungsfensters;211
10.11.2;7.11.2?Duroplaste;213
10.12;Literatur Kapitel?7;216
11;8Ausführung der?Angüsse;219
11.1;8.1?Stangenanguss;219
11.2;8.2?Band- oder Filmanguss;221
11.3;8.3?Schirmanguss;223
11.4;8.4?Ringanguss;225
11.5;8.5?Tunnelanguss;227
11.6;8.6?Abreiß-Punktanguss – Dreiplattenwerkzeug;229
11.7;8.7?Vorkammer-Punktanguss;232
11.8;8.8?Angussloses Anspritzen;236
11.9;8.9?Werkzeuge mit Isolierkanalverteilern [8.15];236
11.10;8.10?Temperierte Angusssysteme – Heißkanal [8.16];240
11.10.1;8.10.1?Heißkanalsysteme;240
11.10.1.1;8.10.1.1?Wirtschaftliche Vor- und Nachteile der Heißkanalsysteme;242
11.10.1.2;8.10.1.2?Heißkanäle für verschiedene Anwendungen und neue?Möglichkeiten;243
11.10.1.3;8.10.1.3?Aufbau und Bestandteile eines Heißkanalsystems;244
11.10.1.3.1;8.10.1.3.1?Außen- und Innenbeheizte Systeme;246
11.10.1.4;8.10.1.4?Angussbuchse;249
11.10.1.5;8.10.1.5?Schmelzefilter;250
11.10.1.6;8.10.1.6?Verteilerblöcke;251
11.10.1.7;8.10.1.7?Verteilerbalken;252
11.10.1.8;8.10.1.8?Heißkanaldüsen (Anspritzdüsen, Anschnittdüsen);254
11.10.1.9;8.10.1.9?Daten zur Auslegung von Heißkanalverteilern;257
11.10.1.9.1;8.10.1.9.1?Verteilerbalken;257
11.10.1.9.2;8.10.1.9.2? Düsenauslegung;259
11.10.1.9.3;8.10.1.9.3?Hinweise zum Betrieb von Heißkanälen;260
11.10.1.10;8.10.1.10?Elemente zur Beheizung von Heißkanalsystemen;260
11.10.1.10.1;8.10.1.10.1?Beheizung von Düsen;260
11.10.1.10.2;8.10.1.10.2?Beheizung von Verteilern;261
11.10.1.10.3;8.10.1.10.3?Ermittlung der Heizleistung;263
11.10.1.10.4;8.10.1.10.4?Temperaturregelung in Heißkanälen;263
11.10.1.10.5;8.10.1.10.5?Anordnung der Temperaturfühler;264
11.10.2;8.10.2?Kaltkanäle;265
11.10.2.1;8.10.2.1?Kaltkanalsysteme für Elastomer-Spritzgießwerkzeuge;266
11.10.2.2;8.10.2.2?Kaltkanalwerkzeuge für Duroplaste;272
11.11;Literatur Kapitel?8;274
12;9Entlüften der?Werkzeuge;279
12.1;9.1?Passive Entlüftung;281
12.2;9.2?Aktive Entlüftung;290
12.3;9.3?Entlüften beim Gasgegendruckspritzgießen;292
12.4;Literatur Kapitel?9;294
13;10Die thermische Auslegung;297
13.1;10.1?Kühlzeit (Temperierzeit);298
13.2;10.2?Kühlzeitermittlung bei Thermoplasten;302
13.2.1;10.2.1?Kühlzeit bei asymmetrischen Wandtemperaturen;303
13.2.2;10.2.2?Kühlzeit bei anderen Geometrien;304
13.3;10.3?Temperaturleitfähigkeit verschiedener?Formmassen;308
13.3.1;10.3.1?Die Temperaturleitfähigkeit duroplastischer Formmassen;309
13.4;10.4?Die Wärmeströme und?die?Temperierleistung;310
13.4.1;10.4.1?Thermoplaste;310
13.4.2;10.4.2?Vernetzende Formmassen [10.14];315
13.5;10.5?Analytische thermische Berechnung anhand des spezifischen Wärmestroms (globale Auslegung);318
13.5.1;10.5.1?Berechnungsablauf;318
13.5.1.1;10.5.1.1?Kühlzeitberechnung;322
13.5.1.2;10.5.1.2?Wärmestrombilanz;322
13.5.1.3;10.5.1.3?Temperiermitteldurchsatz;326
13.5.1.4;10.5.1.4?Temperierkanaldurchmesser;326
13.5.1.5;10.5.1.5?Lage der Temperierkanäle;331
13.5.1.6;10.5.1.6?Auslegung des Temperierkreislaufes;334
13.5.1.6.1;10.5.1.6.1?Temperiermitteldurchsatz;334
13.5.1.6.2;10.5.1.6.2?Berechnung des Druckbedarfs und der Pumpleistung;335
13.5.2;10.5.2?Beispiel für die Auslegung von Temperierkanälen [10.25];336
13.6;10.6?Berechnung der Heizleistung von Werkzeugen für vernetzende Werkstoffe;341
13.7;10.7?Thermische Auslegung von Werkzeugen für vernetzende Kunststoffe [10.29];341
13.7.1;10.7.1?Wärmehaushalt;341
13.7.2;10.7.2?Temperaturverteilung;346
13.8;10.8?Einfache Abschätzung der?unterschiedlichen Wärmeströme an kritischen?Stellen;347
13.9;10.9?Numerische Berechnung zur?thermischen Auslegung;349
13.9.1;10.9.1?Thermische Formteilsimulation;350
13.9.2;10.9.2?Simulation von Temperierkanälen;353
13.9.3;10.9.3?Simulation von Heizelementen;355
13.9.4;10.9.4?Simulation von Werkzeugelementen;356
13.10;Literatur Kapitel?10;357
14;11Temperierkonzepte;361
14.1;11.1?Praktische Ausführung der Kühlkanäle;361
14.1.1;11.1.1?Temperiersysteme für Kerne und rotationssymmetrische Formteile;361
14.1.2;11.1.2?Temperiersysteme für flächige Formteile;368
14.1.3;11.1.3?Abdichten der Temperiersysteme;372
14.1.4;11.1.4?Konturnahe Temperierung;373
14.1.5;11.1.5?Empirische Praxis zur Kompensation des Verzugs aus Wärmestromdifferenzen in Ecken bei thermoplastischen Formteilen;374
14.1.5.1;11.1.5.1?Änderung der Eckengeometrie;374
14.1.5.2;11.1.5.2?Partielle Anpassung der Wärmeströme;375
14.2;11.2?Praktische Ausführung der?elektrischen Beheizung von?Duroplastwerkzeugen;376
14.3;11.3?Temperiergeräte für Spritzgieß- und?Presswerkzeuge;377
14.3.1;11.3.1?Aufgabe, Prinzip, Einteilung;377
14.3.2;11.3.2?Kontinuierlich arbeitende Anlagen;378
14.3.2.1;11.3.2.1?Durchflusstemperierung;378
14.3.2.2;11.3.2.2?Temperiergeräte mit eigenem Kreislauf.;378
14.3.2.3;11.3.2.3?Diskontinuierlich arbeitende Temperieranlagen (Impulskühlung);380
14.3.2.4;11.3.2.4?Diskontinuierlich mit alternativ wechselnder Temperatur arbeitende Temperieranlagen (sogenannte?variotherme?Temperierung);382
14.3.3;11.3.3?Regelung;384
14.3.3.1;11.3.3.1?Regelungsarten;384
14.3.3.1.1;11.3.3.1.1?Regelung der Mediumstemperatur;384
14.3.3.1.2;11.3.3.1.2?Regelung der Werkzeugtemperatur;385
14.3.3.1.3;11.3.3.1.3?Kaskadenregelung;385
14.3.4;11.3.4?Auswahl eines geeigneten Temperiergeräts;387
14.3.5;11.3.5?Wartung, Reinigung;389
14.4;Literatur Kapitel?11;390
15;12Mechanische Auslegung von Spritzgießwerkzeugen;395
15.1;12.1?Die Werkzeugverformung;395
15.2;12.2?Analyse und Bewertung der?Verformungen;396
15.3;12.3?Grundlagen zur Beschreibung der?Deformationen;398
15.3.1;12.3.1?Einfache Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung;399
15.3.2;12.3.2?Genauere Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung und?Verhinderung von Schwimmhäuten und Graten;400
15.4;12.4?Das Überlagerungsverfahren;402
15.4.1;12.4.1?Zusammengeschaltete Federn als Ersatzelemente;403
15.4.1.1;12.4.1.1?Parallelschaltung von Elementen;404
15.4.1.2;12.4.1.2?Reihenschaltung von Elementen;404
15.5;12.5?Ermittlung der Werkzeugwanddicken und ihrer Verformungen;405
15.5.1;12.5.1?Darstellung der einzelnen Belastungsarten und Verformungen;406
15.5.2;12.5.2?Dimensionierung kreiszylindrischer Formnester;407
15.5.3;12.5.3?Dimensionierung von nichtrunden Werkzeugkonturen;408
15.5.4;12.5.4?Dimensionierung der Werkzeugplatten;410
15.6;12.6?Vorgehen bei der Dimensionierung einer Werkzeugwand unter?Forminnendruck;411
15.7;12.7?Verformung von Backenwerkzeugen unter Forminnendruck (auch?gültig?für?Schieberwerkzeuge);412
15.8;12.8?Vorbereitungen der Verformungsrechnungen;419
15.8.1;12.8.1?Vereinfachungen der Geometrie;421
15.8.2;12.8.2?Hinweise zur Wahl der Randbedingungen;422
15.9;12.9?Rechenbeispiele;425
15.10;12.10?Identifizierung kritischer Formteilbereiche und deren Auslegung im?Rahmen eines Virtual?Prototyping;435
15.11;12.11?Versatz von Kernen und Einlegeteilen;439
15.11.1;12.11.1?Versatz von Kernen;439
15.11.1.1;12.11.1.1?Abschätzung des maximalen Kernversatzes;439
15.11.1.2;12.11.1.2?Kernversatz am runden Kern mit Punktanschnitt seitlich am Fuß (starre Einspannung);440
15.11.1.3;12.11.1.3?Kernversatz am runden Kern mit Schirmanguss (starre?Einspannung);443
15.11.1.4;12.11.1.4?Kernversatz bei verschiedenen Anguss- und Anschnittformen (starre Einspannung);448
15.11.1.5;12.11.1.5?Numerische Berechnung des Kernversatzes;450
15.11.2;12.11.2?Versatz von Einlegeteilen;451
15.11.2.1;12.11.2.1?Analytische Berechnung der Verformung von Metalleinlegeteilen am Beispiel zylindrischer Walzenkörper [12.19];451
15.11.2.2;12.11.2.2?Numerische Berechnung der Verformung von Einlegeteilen;454
15.11.3;12.11.3?Konstruktionsbeispiele für die Kerneinspannung und?für?die?Zentrierung tiefer Werkzeuge;455
15.12;12.12?Weitere Belastungen;457
15.12.1;12.12.1?Die Abschätzung der zusätzlich auftretenden Belastungen;457
15.13;Literatur Kapitel?12;458
16;13Zentrierung, Führung und Handling der?Werkzeuge;461
16.1;13.1?Aufgabe der Führung und Zentrierung;461
16.2;13.2?Zentrierung des Werkzeugs auf?der?Schließeinheit;462
16.3;13.3?Innere Führung und Zentrierung;463
16.4;13.4?Führung und Zentrierung bei?großen?Werkzeugen;471
16.5;Literatur Kapitel?13;474
17;14Werkzeugwechsel- und Spannsysteme;477
17.1;14.1?Werkzeugwechselsysteme;477
17.2;14.2?Manuell-mechanisch-arbeitende Werkzeugwechselsysteme;479
17.3;14.3?Hydraulisch arbeitende Spannsysteme;485
17.3.1;14.3.1?Adaptive Spannsysteme;485
17.3.2;14.3.2?Integrierte Spannsysteme;487
17.4;14.4?Magnetsysteme zum Spannen von?Spritzgießwerkzeugen;489
17.5;14.5?Automatische Kupplungssysteme für?Energietransport und Sensorik;492
17.6;14.6?Auswerferkupplungssysteme;495
17.7;14.7?Transportmittel für den Werkzeugwechsel;496
17.8;Literatur Kapitel?14;500
18;15Entformen gespritzter Teile;501
18.1;15.1?Übersicht über Entformungsarten;501
18.2;15.2?Auslegung des Entformungssystems – Entformungskräfte und Öffnungskräfte [15.5];502
18.2.1;15.2.1?Allgemeines;502
18.2.2;15.2.2?Möglichkeiten zur Bestimmung der Entformungskräfte;506
18.2.2.1;15.2.2.1?Haftreibungskoeffizienten zur Ermittlung von Entformungs- und Öffnungskräften;506
18.2.2.2;15.2.2.2?Rechnerische Abschätzmethode für zylindrische Hülsen;508
18.2.2.3;15.2.2.3?Rechteckige Hülsen;512
18.2.2.4;15.2.2.4?Konische Hülsen;512
18.2.2.5;15.2.2.5?Zusammenstellung verschiedener Grundfälle;513
18.2.3;15.2.3?Entformungskraft für komplexe Formteile am Beispiel eines Lüfterrades;516
18.2.4;15.2.4?Numerische Berechnung von Entformungsvorgängen (bei?Elastomerformteilen);520
18.2.5;15.2.5?Abschätzung der Öffnungskräfte;524
18.2.5.1;15.2.5.1?Zustandsverlauf im p-v-T-Diagramm bei unterschiedlichen Werkzeugsteifigkeiten;525
18.2.5.2;15.2.5.2?Mittlere Öffnungskräfte;525
18.2.5.3;15.2.5.3?Gesamte Öffnungskraft;525
18.3;15.3?Auswerferarten;526
18.3.1;15.3.1?Gestaltung und Dimensionierung von Auswerferstiften;526
18.3.2;15.3.2?Angriffsorte von Stiften und anderen Entformungselementen;530
18.3.3;15.3.3?Aufnahme der Auswerferstifte in den Auswerferplatten;535
18.4;15.4?Betätigung und Betätigungsmittel für?das Auswerfen;537
18.4.1;15.4.1?Betätigungsarten und Wahl des Angriffsortes;537
18.4.2;15.4.2?Betätigungsmittel;537
18.5;15.5?Besondere Auswerfersysteme;542
18.5.1;15.5.1?Doppeletagenauswurf (zweifacher Auswerferweg);542
18.5.2;15.5.2?Gemischtes Auswerfen;544
18.5.3;15.5.3?Dreiplattenwerkzeug;545
18.5.3.1;15.5.3.1?Unterteilung der Auswerferbewegung durch Zuganker;546
18.5.3.2;15.5.3.2?Unterteilung der Auswerferbewegung durch einen Klinkenzug;546
18.5.3.3;15.5.3.3?Entformen auf der Düsenseite;548
18.6;15.6?Auswerferrückzug;548
18.7;15.7?Entformen von Formteilen mit?Hinterschneidungen;550
18.7.1;15.7.1?Entformen von Formteilen mit Hinterschneidungen durch Abschieben;551
18.7.2;15.7.2?Zulässige Hinterschnitthöhe am Beispiel von Schnappverbindungen;552
18.8;15.8?Entformen von Gewinden;554
18.8.1;15.8.1?Entformen von Formteilen mit Innengewinde;554
18.8.1.1;15.8.1.1?Abstreiferwerkzeuge;554
18.8.1.2;15.8.1.2?Zusammenklappende Kerne;555
18.8.1.3;15.8.1.3?Werkzeuge mit Wechselkernen;557
18.8.2;15.8.2?Abschraubwerkzeuge;557
18.8.3;15.8.3?Entformen von Formteilen mit Außengewinde;565
18.9;15.9?Hinterschneidungen in nicht rotationssymmetrischen Formteilen;566
18.9.1;15.9.1?Innere Hinterschneidungen;566
18.9.2;15.9.2?Äußere Hinterschneidungen;566
18.9.2.1;15.9.2.1?Schieberwerkzeuge;568
18.9.2.2;15.9.2.2?Backenwerkzeuge;575
18.9.3;15.9.3?Werkzeuge mit Kernzügen;580
18.10;Literatur Kapitel?15;582
19;16Rechnerunterstützte Werkzeugauslegung und CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion;585
19.1;16.1?CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion;585
19.1.1;16.1.1?Einleitung;585
19.1.1.1;16.1.1.1?Assoziativität, Parametrik/Varimetrik, Feature-Verarbeitung, Datenformate;586
19.1.2;16.1.2?CAD-Anwendung im Werkzeugbau;588
19.1.2.1;16.1.2.1?Geometrieerzeugung/Modellierung;588
19.1.3;16.1.3?Integrierte Funktionalitäten für den Werkzeugbau;592
19.1.3.1;16.1.3.1?Anwendungsspezifische Funktionserweiterung;595
19.1.3.2;16.1.3.2?Möglichkeiten des Concurrent-Engineering durch CAD?Einsatz;595
19.2;16.2?Spritzgießsimulation;598
19.2.1;16.2.1?Vorteile der Spritzgießsimulation während der Entwicklungsphase;599
19.2.2;16.2.2?Reduktion der Kosten durch den Einsatz von Simulationstechniken;600
19.2.3;16.2.3?Erstellung einer Spritzgießsimulation;602
19.2.4;16.2.4?Auslegung des Angusssystems;605
19.2.5;16.2.5?Schwindungs- und Verzugsberechnung;607
19.2.6;16.2.6?Simulation von Spritzgießsonderverfahren;607
19.2.7;16.2.7?Optimierte Spritzgießsimulation;611
19.3;Literatur Kapitel?16;613
20;17Spezielle Werkzeuge zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit;615
20.1;17.1?Familienwerkzeuge;615
20.2;17.2?Etagenwerkzeuge;617
20.2.1;17.2.1?Etagenwendetechnik – Würfeltechnik;622
20.2.2;17.2.2?Etagenwendetechnik – Quader mit umlaufenden Kavitäten;626
20.3;17.3?Werkzeuge mit modular umsetzbaren Kavitäten;627
20.3.1;17.3.1?Paternoster-Werkzeuge;627
20.3.2;17.3.2?Shuttle-Molding;629
20.4;17.4?Tandemwerkzeuge;631
20.4.1;17.4.1?Tandemwendetechnik;635
20.5;17.5?Injection-Transfer-Molding-Werkzeuge (ITM);636
20.5.1;17.5.1?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Elastomerverarbeitung;636
20.5.2;17.5.2?Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Thermoplastverarbeitung;640
20.6;Literatur Kapitel?17;641
21;18Werkzeuge für Spritzgießsonderverfahren;645
21.1;18.1?Mehrkomponenten-Spritzgießen;645
21.1.1;18.1.1?Additionsverfahren;645
21.1.2;18.1.2?Sequenzverfahren;652
21.1.2.1;18.1.2.1?Intervall-Spritzgießen;653
21.1.2.2;18.1.2.2?Sandwich-Spritzgießen;653
21.2;18.2?Fluidinjektionstechnik;658
21.2.1;18.2.1?Verfahrensvarianten;658
21.2.2;18.2.2?Verfahrenstechnische Aspekte;659
21.2.3;18.2.3?Injektortechnologie;662
21.2.4;18.2.4?Injektoren für die Gasinjektionstechnik;662
21.2.5;18.2.5?Injektoren für die Wasserinjektionstechnik;663
21.2.5.1;18.2.5.1?Selbstbetätigte Injektoren;665
21.2.5.2;18.2.5.2?Fremdbetätigte Injektoren;666
21.2.5.3;18.2.5.3?Ziehende und stechende Injektoren;667
21.2.5.4;18.2.5.4?Axial- und Radialinjektoren;668
21.2.5.5;18.2.5.5?Generelle Gestaltungshinweise für WIT-Injektoren;669
21.2.6;18.2.6?Designrichtlinien für Bauteile und Werkzeuge bei der FIT;670
21.2.6.1;18.2.6.1?Stabförmige FIT-Formteile;670
21.2.6.2;18.2.6.2?Flächige Formteile mit Rippen;673
21.2.6.3;18.2.6.3?Formteile mit dickwandigen Bereichen;675
21.2.6.4;18.2.6.4?Mehrkavitätenwerkzeuge;676
21.2.6.5;18.2.6.5?Gestaltung von Nebenkavitäten;677
21.3;18.3?Thermoplast-Schaumspritzgießen;678
21.3.1;18.3.1?Formteilgestaltung;680
21.3.1.1;18.3.1.1?Wanddicken, Wanddickensprünge;680
21.3.1.2;18.3.1.2?Rippen, Dome, Schnapphaken;683
21.3.1.3;18.3.1.3?Fließhindernisse;685
21.3.2;18.3.2?Angusssystem;686
21.3.2.1;18.3.2.1?Balancierung des Angusssystems;686
21.3.2.2;18.3.2.2?Angussbuchse;687
21.3.2.3;18.3.2.3?Anschnittarten;688
21.3.2.4;18.3.2.4?Lage der Anspritzpunkte;690
21.3.3;18.3.3?Temperierung beim Schaumspritzgießen;691
21.3.4;18.3.4?Entlüftung (vgl. Kapitel?9);693
21.3.5;18.3.5?Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen;694
21.3.6;18.3.6?Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim?Schaumspritzgießen;694
21.3.6.1;18.3.6.1?„Atmendes“ Werkzeug;694
21.3.6.2;18.3.6.2?Gasgegendruckverfahren;697
21.3.6.3;18.3.6.3?Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen;700
21.3.6.4;18.3.6.4?Verwendung von Oberflächenstrukturierungen;701
21.3.6.5;18.3.6.5?Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug;701
21.3.6.6;18.3.6.6?Variotherme Temperierung;702
21.4;18.4?Spritzprägen;704
21.4.1;18.4.1?Verfahrensvarianten;705
21.4.2;18.4.2?Werkzeugtechnik für das Spritzprägen;708
21.4.3;18.4.3?Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile des Spritzprägens;709
21.5;18.5?Hinterspritzen;711
21.5.1;18.5.1?Einleitung;711
21.5.2;18.5.2?Einstufige Dekorationsverfahren;712
21.5.2.1;18.5.2.1?Textilhinterspritztechnik/Textilmelttechnik;712
21.5.2.2;18.5.2.2?In-Mold-Labeling (IML);712
21.5.2.3;18.5.2.3?In-Mold-Decoration (IMD);713
21.5.2.4;18.5.2.4?In-Mold-Decoration/Insert-Molding/Insert-Molding-Decoration;713
21.5.2.5;18.5.2.5?Folienhinterspritztechnik (FHST)/In-Mold-Surfacing Technik (ISF)/Paintless-Film-Molding/In-Mold-Decoration (IMD-3D/F);713
21.5.2.6;18.5.2.6?In-Mold Coating (IMC)/In-Mold-Painting (IMP);717
21.5.2.7;18.5.2.7?Mehrfarbenspritzgießen/In-Lay-Technik;717
21.5.2.8;18.5.2.8?Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozesses;718
21.5.3;18.5.3?Werkzeugtechnik;719
21.6;18.6?Spritzgießen von Mikroformteilen [18.182];725
21.6.1;18.6.1?Werkzeugtechnik und Prozessführung;727
21.6.2;18.6.2?Herstellungsverfahren für Mikrokavitäten;730
21.7;18.7?Flüssigsilikonverarbeitung [18.199];731
21.7.1;18.7.1?Maschinen- und Anlagentechnik für die LSR-Verarbeitung;731
21.7.2;18.7.2?Werkzeugtechnik;733
21.8;18.8?Spritzgießen von überlangen und?endlosen Bauteilen;736
21.8.1;18.8.1?Prozessführung;737
21.8.2;18.8.2?Werkzeugtechnik für das Exjection-Verfahren;739
21.9;Literatur Kapitel?18;741
22;19Messen in Spritzgießwerkzeugen;755
22.1;19.1?Werkzeuginnendrucksensoren;756
22.1.1;19.1.1?Positionierung von Werkzeuginnendrucksensoren;756
22.1.2;19.1.2?Sensoren zur Messung des Werkzeuginnendrucks;757
22.1.2.1;19.1.2.1?Direkt messende Werkzeuginnendrucksensoren;758
22.1.2.2;19.1.2.2?Indirekt messende Werkzeuginnendrucksensoren;764
22.2;19.2?Temperatursensoren;766
22.2.1;19.2.1?Temperatursensoren mit Schmelzekontakt;766
22.2.1.1;19.2.1.1?Kontakttemperatursensoren;767
22.2.1.2;19.2.1.2?IR-Sensoren;768
22.3;19.3?Prozessoptimierung mit Werkzeuginnendrucksensoren;769
22.4;19.4?Produktions-/Qualitätsüberwachung und Qualitätsdokumentation mit?Sensoren;774
22.4.1;19.4.1?Online-Qualitätsüberwachung auf der Basis von Prozessgrößen;775
22.4.2;19.4.2?Online-Qualitätsüberwachung auf Basis von Qualitätsmodellen;776
22.5;19.5?Eingebettete Datenerfassungs- und Diagnosesysteme in?Spritzgießwerkzeugen;777
22.6;19.6?Messtechnik beim Einfahren und zur praktischen Überprüfung von Spritzgießwerkzeugen im Betrieb [19.36];779
22.7;19.7?Einsatz der IR-Thermografie [19.36];781
22.7.1;19.7.1?Grundlagen;781
22.7.2;19.7.2?Anwendungen der Thermografie bei Spritzgießwerkzeugen;781
22.7.3;19.7.3?Ist-Analysen an Werkzeugen und Produktionsprozessen;782
22.7.4;19.7.4?Werkzeugwandtemperatur/Formteiloberflächentemperatur;783
22.7.5;19.7.5?Einsatzmöglichkeiten von IR-Thermografie;784
22.7.5.1;19.7.5.1?Thermografie der Formteile;784
22.7.5.2;19.7.5.2?Thermografie an Werkzeugen;785
22.7.6;19.7.6?Erkennung von Temperierfehler an Werkzeugen mittels?IR?Thermografie;785
22.7.6.1;19.7.6.1?Thermografie an Heißkanal-Systemen;787
22.7.6.2;19.7.6.2?Verstopfte Kühlbohrungen;788
22.7.7;19.7.7?Optimierungsbeispiel Stoßfänger;788
22.8;Literatur Kapitel?19;792
23;20Maßnahmen zur Beseitigung von Verarbeitungsfehlern beim Spritzgießen;797
23.1;Literatur Kapitel?20;811
24;21Instandhaltung von Spritzgießwerkzeugen;813
24.1;21.1?Instandhaltung;813
24.2;21.2?Vorgehensweise zur planmäßigen Werkzeug-Instandhaltung;815
24.2.1;21.2.1?Datenerfassung;815
24.2.2;21.2.2?Lagerung der Werkzeuge;817
24.2.3;21.2.3?Anforderungen an das Werkzeuglager;818
24.3;21.3?Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten;819
24.3.1;21.3.1?Pflege und Wartung der Werkzeugoberflächen;820
24.3.1.1;21.3.1.1?Wischen, Bürsten und Polieren;820
24.3.1.2;21.3.1.2?Reinigen durch Strahlen;821
24.3.1.2.1;21.3.1.2.1?Trocken-Nassdampf- oder Heißwassersprühstrahler;822
24.3.1.2.2;21.3.1.2.2?Organische Strahlmittel;822
24.3.1.2.3;21.3.1.2.3?Reinigen mit Trockeneis;822
24.3.1.2.4;21.3.1.2.4?Reinigen mit Laser;823
24.3.2;21.3.2?Reinigen mit Ultraschall;824
24.4;21.4?Pflege und Wartung der?Temperiersysteme;825
24.5;21.5?Pflege und Wartung des Heiz- und Regelsystems;826
24.6;21.6?Pflege und Wartung des Angusssystems;827
24.7;21.7?Pflege und Wartung von Gleitführungen;827
24.8;21.8?Pflegemaßnahmen vor der Einlagerung;828
24.9;21.9?Reparaturen und Änderungen an?Spritzgießwerkzeugen;828
24.9.1;21.9.1?Mechanische Nacharbeit und Austausch von Teilen oder Baugruppen;829
24.9.2;21.9.2?Einsetzen oder Einlöten von Stiften oder Kernen;831
24.9.3;21.9.3?Reparaturen und Änderungen durch Materialauftrag;832
24.9.3.1;21.9.3.1?Laserstrahlschweißen;833
24.9.3.2;21.9.3.2?Elektrische Schweißverfahren;835
24.9.3.3;21.9.3.3?Werkzeugreparaturen mit „Plastik-Stahl“;837
24.10;Literatur Kapitel?21;837
25;22Standardisierung – Werkzeugnormalien;841
25.1;Literatur Kapitel?22;856
26;23Werkstoffe und Beschichtungen für den Werkzeugbau;857
26.1;23.1?Stähle;858
26.2;23.2?Nichteisenmetallische Werkstoffe;861
26.2.1;23.2.1?Kupferlegierungen;861
26.2.2;23.2.2?Zink und dessen Legierungen;863
26.2.3;23.2.3?Aluminiumlegierungen;864
26.2.4;23.2.4?Zinn-Wismut-Legierungen;867
26.2.5;23.2.5?Keramische Werkstoffe;868
26.3;23.3?Galvanisch abgeschiedene Werkstoffe;868
26.4;23.4?Oberflächenbehandlung von Stählen für Spritzgießwerkzeuge;869
26.4.1;23.4.1?Generelle Hinweise;869
26.4.2;23.4.2?Thermische Behandlungsverfahren;871
26.4.3;23.4.3?Thermochemische Behandlungsverfahren;871
26.4.3.1;23.4.3.1?Einsatzhärten;871
26.4.3.2;23.4.3.2?Nitrieren;873
26.4.3.3;23.4.3.3?Borieren;874
26.4.4;23.4.4?Elektrochemische Behandlungsverfahren;874
26.4.4.1;23.4.4.1?Hartverchromen;875
26.4.4.2;23.4.4.2?Vernickeln;875
26.4.5;23.4.5?Beschichten bei niedrigen Drücken;876
26.4.5.1;23.4.5.1?Chemische Gasphasenabscheidung, CVD-Verfahren;877
26.4.5.2;23.4.5.2?Physikalische Gasphasenabscheidung, PVD-Verfahren;878
26.4.6;23.4.6?Laserstrahloberflächenbehandlung (LOB);881
26.4.6.1;23.4.6.1?Laserstrahlhärten und -umschmelzen;882
26.4.6.2;23.4.6.2?Laserstrahllegieren, -dispergieren und -beschichten;883
26.4.7;23.4.7?Lamcoat-Beschichtung;883
26.5;Literatur Kapitel?23;884
27;24Fertigungsverfahren für?Spritzgießwerkzeuge;889
27.1;24.1?Spanende Bearbeitungsverfahren;892
27.1.1;24.1.1?Zerspanung mit definierter Schneide;892
27.1.1.1;24.1.1.1?Drehen;892
27.1.1.2;24.1.1.2?Bohren;893
27.1.1.3;24.1.1.3?Fräsen;893
27.1.1.3.1;24.1.1.3.1?Konventionelle Fräsbearbeitung;894
27.1.1.3.2;24.1.1.3.2?HSC-Fräsen;895
27.1.1.3.3;24.1.1.3.3?Hartfräsen;896
27.1.1.3.4;24.1.1.3.4?Fünfachsbearbeitung;897
27.1.1.4;24.1.1.4?Verfahrensabgrenzung;897
27.1.2;24.1.2?Zerspanung mit undefinierter Schneide;898
27.1.2.1;24.1.2.1?Flachschleifen;898
27.1.2.2;24.1.2.2?Koordinatenschleifen;899
27.1.2.3;24.1.2.3?Strahlläppen;899
27.1.2.4;24.1.2.4?Druckfließläppen;899
27.2;24.2?Abtragende Fertigungsverfahren;900
27.2.1;24.2.1?Funkenerosives Abtragen (EDM, Electric-Discharge-Machining);900
27.2.1.1;24.2.1.1?Funkenerosives Senken;900
27.2.1.2;24.2.1.2?Funkenerosives Schneiden mit Drahtelektroden;904
27.2.2;24.2.2?Abtragen durch elektrochemische Auflösung (ECM,?Electric?Chemical-Machining);905
27.2.2.1;24.2.2.1?Elektrochemisches Polieren;905
27.2.2.2;24.2.2.2?Elektrochemisches Ätzen;906
27.3;24.3?Polieren;909
27.3.1;24.3.1?Theorien zum Materialabtrag bei der Politur;909
27.3.2;24.3.2?Maschinensysteme;910
27.3.3;24.3.3?Aufbau und Zusammensetzung der Werkzeuge;911
27.3.3.1;24.3.3.1?Poliermittelträger;911
27.3.3.2;24.3.3.2?Poliermittel;912
27.4;24.4?Laser-Carving;913
27.5;24.5?Additive Fertigung für?Spritzgießwerkzeuge;916
27.5.1;24.5.1?Einleitung;916
27.5.2;24.5.2?Direkte additive Fertigung;919
27.5.2.1;24.5.2.1?Stereolithographie;921
27.5.2.2;24.5.2.2?Poly-Jet-Verfahren für duroplastische Werkzeugeinsätze;922
27.5.2.3;24.5.2.3?Schmelzeschichten/Fused-Layer-Modeling;923
27.5.2.4;24.5.2.4?Selektives Lasersintern von Metallen;925
27.5.2.5;24.5.2.5?Selektives Laserschmelzen von Stählen und Metallen;927
27.5.2.6;24.5.2.6?Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen;934
27.6;24.6?Hybride Fertigungsstrategien;934
27.7;24.7?Herstellung von Spritzgießformen und?Formeinsätzen durch Gießen;936
27.7.1;24.7.1?Gießen in verlorenen Formen mit Dauermodellen;939
27.7.1.1;24.7.1.1?Sandgießen;939
27.7.1.2;24.7.1.2?Maskenformverfahren;941
27.7.1.3;24.7.1.3?Shaw-Verfahren;943
27.7.2;24.7.2?Gießen in verlorenen Formen mit verlorenen Modellen;943
27.7.2.1;24.7.2.1?Feingießen;943
27.7.2.2;24.7.2.2?Vollformgießen;945
27.7.2.3;24.7.2.3?Verfahren in Dauerformen;946
27.7.2.4;24.7.2.4?Kokillengießen;947
27.7.2.5;24.7.2.5?Druckgießen;947
27.7.2.6;24.7.2.6?Harzabgießen;949
27.7.2.7;24.7.2.7?Vakuumgießen;949
27.7.2.8;24.7.2.8?Metallspritzen;950
27.7.2.9;24.7.2.9?Galvanoformen;951
27.7.3;24.7.3?Wahl des Gießverfahrens beim Werkzeugbau;954
27.8;24.8?Einsenken;955
27.9;Literatur Kapitel?24;959
28;Stichwortverzeichnis;967
