Fügum

Hauptaufgaben der Verbindungen von Einzelteilen
•Definition der Lage der Einzelteile (Geometrie)
•Übertragung von Kräften und Momenten zw. den Einzelteilen (Statik, Kinetik)
•Übertragung von Bewegungen zw. den Einzelteilen (Kinematik)

Arten der Verbindungstechnologien in der Kunststofftechnik
•Fügen: z.B. Schweissen, Kleben, Schnappen, Pressen, Schrauben
•Urformen: z.B. Spritzgiessen eines Filmgelenkes
•Umformen: z.B. Prägen eines Filmgelenkes

Beweglichkeit (fest, beweglich axial, ...)

Lösbarkeit (Lösbar, Bedingt lösbar, Unlösbar)

Wirkprinzip (Stoff-, Kraft-, Form-, Kraftformschluss)

Werkstoffpaarung (Homo, hetero)

•Reduzierung der Beanspruchung durch radiale Expansion
•Zentrierung der Schraube
•Kein Aufwurf von verdrängtem Material

-Direktverschraubung (Gewindeformend)

-Gewinde im KT-Bauteil

-Schraube-Mutter (KT: Durchgangsbohrung)

-Gewinde-Insert im KT-Bauteil

-Angeformte Gewinde durch SG-Prozess

Montageanzugsmoment MA = ME + 1/2…1/3 (MÜ – ME)

• Mit dem Eindrehmoment ME = MF + MR + MKR
  Gewindeformmoment MF: (konstant)
  Gewindereibmoment MR: (nimmt zu)
  Kopfreibmoment MKR: (nimmt zu)
• Und dem Überdrehmoment MÜ

• Schraubenauszug (zu hohe Flächnpressung an Gewindeflanken)
• Schraubenbruch (zu hohe Torsionskräfte)
• Aufplatzen des Tubus (zu hohe radiale Spannung)
• Ab-/Ausreissen des Tubus (Zu kleiner Querschnitt)

...

Die Herausforderungen beim Umspritzen:
1.Automatisierungstechnik zur Werkzeugbestückung
2.Fixierung im Werkzeug
3.Vermeidung von Überspritzung
4.Erwärmung zur Vermeidung von Eigenspannungen

Vorteile
•Reduzierung der Zykluszeit
•Keine Gefahr des Überspritzens mit Kunststoff (Nachschneiden d. Gewindes)
•Vermeidung von Spannungsrissbildung durch unkontrollierte thermische Schwindung

Nachteile
•Zusätzlicher Arbeitsgang zum Einbringen
•Zusätzliches Werkzeug zum Einbringen

• Mechanisches Eindrehen (selbstschneidend/-formend)
• Einpressen
• Aufweiten
• Ultraschall
• Warmeinbetten
   

Reinigen
Mechanisch
Primer

Chemisch
Beflammen
Plasma
Corona (gerichtete lektrische Entladung, Radikalbildung)

1. Entfetten
2. Oberflächenbehanlung (Mechanisch, Reinigen, Chemisch)
3. Fügen und Anpressen
4. Aushärten (ev. mit Wärme beschleunigen)

Chemisch:
Einkomponenten (Reaktion durch Wärme/Feuchtigkeit)
Zweikomponenten (Binder/Härter)
 

Physikalisch:
Lösungsmittelklebstoffe
Dispersionsklebstoffe
Schmelzklebstoffe
Kontaktklebstoffe (mit/ohne Lösungsmittel)

Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation

•Zugscherversuch
•T-Peel-Test
•Rollenschälversuch
•Druckscherprüfung
•Stirnabreissversuch

Anteil der Formfläche der verstreckt wird

a = 3° bis 5°;
bei Schwindung unter 0.5% und langsamer Entformung: a = 0.5°

Verstreckverhältnis:

F1/F2
F1= Formfläche
F2= Oberfläche des Formteils

- Entsteht durch Stauchung; bleibt Kuststoff stauchfähig, können keine Falten entstehen

- Stauchfähigkeit ist abhängigi vom viskoelastischen Verhalten des Halbzeugs:
   Kunststofftemperatur, Stauchverhältnis und Stauchgeschwindigkeit

im thermoelastischen Bereich

1.Aufheizprozess
2.Umstell- und Formvorgang
3.Abkühlvorgang

Verfahrensschritte addieren sich:
Einlegen, Aufheizen, Ausfahren des Heizsystems, Vorformen, Ausformen, Kühlen und Entnehmen

Platten zwischen 0,1 mm bis 12 mm (Plattenmaschine)

Verfahrensschritte laufen parallel;
der langsamste Schritt bestimmt den Geamtzyklus

Halbzeuge bis 2,5 mm Dicke (Rollenautomat)

pos. Spritzgiessen:

Hinterschnitte möglich, Scharfkantige Konturen, 2 gute Oberflächen

pos. Thermoformen:

Grosse Bauteile möglich, günstigere Werkzeuge, Prozessintegration (bsp. ausstanzen, form-fill-seal)

DSC = Differencial-Scanning-Calorimetry
DDK = Dynamische Differenzkalorimetrie
Unterschied der spez. Wärme als Funktion der Temperatur

•Erkennen von endo- oder exotherme Prozessen
•Glasübergangstemperatur Tg
•Kristallitschmelztemperaturbereich Tm
•Kristallisation und Kristallinitätsgrad
•Wärmekapazität cp

Thermogravimetrische Analyse
Masseänderung bei steigender Temperatur

•Ermittlung der Oxidationsstabilität
•Überprüfung der Wirksamkeit von Alterungsschutzmittel
•Messung Anteil anorganischer Füllstoffe
•Nachweis von Ausgasungen

•a: thermische Zersetzung unter Bildung flüchtiger Reaktionsprodukte
•b: Korrosion, Oxidation von Metallen (Bildung nichtflüchtiger Bestandteile)
•c: Verbrennen von Russ beim Gaswechsel
•d: Mehrstufige Zersetzung
•e: Explosionsartige Zersetzung mit Rückstosseffekt

•a: Probe mit niedrigem Dampfdruck (kein TGA Effekt)
•b: Flüchtige Schmelze (die flüssige Probe verdunstet)
•c: Feuchte entweicht beim Schmelzen
•d: Probe schmilzt unter Zersetzung

Simultane Thermoananlyse

Kombi TGA und DSC