KST
KST -1+2
KST -1+2
Gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe unterscheiden + jew. Bezeichnung
- gesättigte Kohlenwasserstoffe bestehen lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen. Die Kohlenstoffatome sind durch Einfachbindungen verknüpft, alle freien Bindungen sind mit Wasserstoffatomen gesättigt.
o enthalten keine funktionellen Gruppen
o reaktionsträge
o werden als Alkane / Paraffine bezeichnet
- ungesättigte Kohlenwasserstoffe haben eine Doppel- bzw. Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen
o Doppelbindung zwischen C-Atomen: Alkene
o Dreifachbindungen zwischen C-Atomen: Alkine
o Eselsbrücke: 1-2-3 – AEI(OU) AlkAne – AlkEne – AlkIne
o können Additionsreaktionen ausführen, bei denen die Doppel- oder Dreifachbindung für die Anbindung eines anderen Atoms aufgebrochen wird.
o reaktionsfreudiger
--> aliphatische Verbindungen/Kohlenwasserstoffe sind jene KWS, die NUR aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen und NICHT aromatisch sind
--> aromatische Verbindungen/Kohlenwasserstoffe sind all jene, die nicht aliphatisch sind
Isomerie beschreiben + 2 Isomere des Hexan zeichnen und benennen
- Isomerie ist das Auftreten von mehreren chemischen Verbindungen mit gleicher Summenformel und Molekülmasse, die sich jedoch in der Verknüpfung/Anordnung der Atome unterscheiden (unterschiedliche Strukturformeln)
- Hexan (Hex = 6 C-Atome, -an = gesättigt)
- d.h. längste Kette im Molekül hat 6-C-Atome
-Seitenketten mit Endung –yl, Position, Anzahl der Seitenketten, Anzahl der Kohlenstoffatome
Benzolring + 2 weitere aromatische Verbindungen zeichnen:
-
Welche 4 Reaktionsgruppen bilden Voraussetzung für Entstehung Kunststoffe? (funktionelle Gruppe benennen + Skizze)
-
2 Vorteile und 2 Grenzen Kunststoff-Einsatz
Vorteile:
- kostengünstig, hochproduktiv
- Materialausnutzung 90-99%
- automatisierbare Verarbeitungsverfahren
- niedriger Energieaufwand für die Verarbeitung
- großzügige Formgebung
- Gestaltungsfreiheit
- Maß- und Formstabilität
-geeignet zur Funktionsintegration
o breite Modifizierbarkeit
- mechanische Eigenschaften – Faktor 20
- Elastizität und Dämpfung – Faktor 100
- elektrische, thermische, akustische Dämmung/Dämpfung/Isolierung Faktor 10
- Reibungs- und Verschleißverhalten – Gleitlager bis Reibbeläge
oweitgehende Erfüllung von technischen Anforderungen
- Leichtbau
- einfacher Korrosionsschutz
- physiologische Verträglichkeit/Unbedenklichkeit
- beliebe Farbgebung bei teilweise vorzüglicher Transparenz
- Grenzen:
o thermische Beständigkeit
o Brand-, Ermüdungs- und Alterungsverhalten
o hohe festigkeitsbezogene Werkstoffkosten
o im Vergleich zu Metallen niedrige mechanische Eigenschaften
Je 3 thermoplastische Standard-/technische/Hochleistungspolymere nennen:
- Standardwerkstoffe:
o PE
o PP
o PS
o PVC
- technische Werkstoffe:
o EP
o UP
o PET
o ABS
- Hochleistungswerkstoffe:
o PEEK
o PTFE
o PPS
o PPE
Drei wichtigsten duromeren Laminierharze nennen:
. EP – Epoxidharz
. UP – ungesättigtes Polyesterharz
- VE – Vinylesterharz
3 Faserförmige Verstärkungsmaterialien für Duromerverbunde + 3 textile Verarbeitungsformen:
- Materialien:
o Glasfasern
o Kohlenstofffasern
o Aramidfasern
- Textile Verarbeitungsformen:
o Matte
o Rovinggewebe
o Feingewebe
o Gelege
o Geflechte
Was sind Bindenähte + Entstehung:
Bindenähte entstehen beim Zusammentreffen von Schmelzfronten im Werkzeughohlraum
Entstehung:
o durch mehrere Anschnitte
o nach Umströmen eines Hindernisses (Kern/Geometrie)
Schliffbild einer Probe mit Bindenaht in Skizze einzeichnen:
-
Zwei Regeln zum Umgang mit Bindenähten nennen:
- Anschnitt so legen, dass Bindenähte an wenig sichtbaren und wenig beanspruchten Stellen liegen
- Anschnitt so nah wie möglich an die zu umfließenden Kerne legen, Anordnung in strömungstechnisch günstige Richtung
- Anschnittlage stets mit dem Werkzeugkonstruktkeur und dem Verarbeiter abstimmen
- Erhöhung der Qualität der Bindenähte durch:
o Werkzeug- und Massetemperaturen
o höhere Stau-, Spritz und Nachdrücke
o größere Einspritzgeschwindigkeiten
Wozu Rippen/Sicken:
Erhöhung der Bauteilsteifigkeit – dabei Reduktion der Materialkosten und Masse sowie Vermeidung zu dicker Querschnitte
1 Vorteil + 1 Nachteil Sicken gegen Rippen:
- Vorteil Sicken gegenüber Rippen:
o am einfachsten zu realisierende Versteifungsmaßnahme
o Steifigkeit höher als bei Verwendung von Rippen
o vermeiden lokaler Materialanhäufungen, da konstante Wandstärke
- Nachteil Sicken gegenüber Rippen:
o Keine ebenen Oberflächen herstellbar
o Werkzeugaufwand größer als bei Rippen
Polymere für Herstellung Polymerbeton:
- Matrixmaterial:
o Epoxidharze
o ungesättigte Polyesterharze
o Metacrylatharze
o Polyurethane
-Füllstoffe:
o Quarzkiese/-sande/-mehle
o Kalkstein
o Kreide
o Schlacke
o Blähglase
o Blähtone
3 Vorteile Polymerbeton gegenüber Stahl
- geringere Dichte
- Korrosionsbeständigkeit
- Resistenz gegenüber aggressiven Medien
- 10-fach höhere Werkstoffdämpfung
- träge Reaktion auf Temperaturschwankungen durch niedrige Wärmeleitfähigkeit und hohe Wärmekapazität
Hohlkugelkomposite im Vergleich mit klassischen Polymerbeton (1 Vorteil und Anwendung):
- Vorteil: deutliche Reduzierung der Masse bei ebenfalls optimalen Dämpfungseigenschaften
- Anwendung bei schnell bewegten Bauteilen (niedrigere Trägheit) – Beispiel: Roboterarm
Je 1 Satz zu: Rapidverfahren allgemein + 3 Verfahren Rapid Product Development
- Rapidverfahren sind Fertigungsverfahren zur schnellen und direkten Formteilherstellung (aus CAD Datei)
- 3 Verfahren des Rapid Produkt Developments:
o Rapid Prototyping
-Prototypen zur Überprüfung von Funktionen
- Modelle für Folgeverfahren (Vakuumguss, Feinguss)
- (verlorene) Kerne für Metallguss
o Rapid Tooling – Herstellung von Werkzeugen und Formen
o Rapid Manufacturing – Produkte mit Seriencharakter (Kleinst- und Kleinserien)
Was ist eine Doppelbindung? Wie wird sie bezeichnet?
- Doppelbindung ist eine Form der Atombindung, bei der 4 Bindungselektronen beteiligt sind.
- Bezeichnung:
o Doppelbindung Endung „-en“
o Dreifachbindung Endung „-in“
Unterschied Ethylen/Propylen
- (Poly)Ethylen – 2 C-Atome, 4-H-Atome
- (Poly)Propylen – 3 C-Atome, 6-H-Atome
Herstellung von Kunststoffen:
- Polykondensation
o stufenweise ablaufende chemische Reaktion, Aufbau von Makromolekülen mit Abspaltung einfacher Moleküle aus niedermolekularen organischen Verbindungen
- Duroplaste, Thermoplaste
- Polymerisation
o Verknüpfung von Molekülen zu Makromolekülen durch Auftrennung der Doppelbindungen und Anregung zur Kettenbildung am frei gewordenen Valenzelektron
- Thermoplaste
- Polyaddition
o stufenweise Reaktion der funktionellen Gruppen an beiden Enden, sodass kurze Molekülketten (wenige Monomere – sog. Oligomere) entsehen, die wiederum mit monomeren zu längeren Ketten (Makromolekülen) reagieren
- Duroplaste, Thermoplaste
Faserorientierung im Spritzgussteil?
- Geschwindigkeitsprofil:
- „Kräftegleichgewicht“ – unterschiedliche Geschwindigkeiten an den Faserenden sorgen für Ausrichtung der Fasern
- Fasern am Rand mit hoher Orientierung
- mit steigender Tiefe sinkt die Orienterung
-
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Lernkarten
Gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe unterscheiden + jew. Bezeichnung
- gesättigte Kohlenwasserstoffe bestehen lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen. Die Kohlenstoffatome sind durch Einfachbindungen verknüpft, alle freien Bindungen sind mit Wasserstoffatomen gesättigt.
o enthalten keine funktionellen Gruppen
o reaktionsträge
o werden als Alkane / Paraffine bezeichnet
- ungesättigte Kohlenwasserstoffe haben eine Doppel- bzw. Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen
o Doppelbindung zwischen C-Atomen: Alkene
o Dreifachbindungen zwischen C-Atomen: Alkine
o Eselsbrücke: 1-2-3 – AEI(OU) AlkAne – AlkEne – AlkIne
o können Additionsreaktionen ausführen, bei denen die Doppel- oder Dreifachbindung für die Anbindung eines anderen Atoms aufgebrochen wird.
o reaktionsfreudiger
--> aliphatische Verbindungen/Kohlenwasserstoffe sind jene KWS, die NUR aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen und NICHT aromatisch sind
--> aromatische Verbindungen/Kohlenwasserstoffe sind all jene, die nicht aliphatisch sind
Isomerie beschreiben + 2 Isomere des Hexan zeichnen und benennen
- Isomerie ist das Auftreten von mehreren chemischen Verbindungen mit gleicher Summenformel und Molekülmasse, die sich jedoch in der Verknüpfung/Anordnung der Atome unterscheiden (unterschiedliche Strukturformeln)
- Hexan (Hex = 6 C-Atome, -an = gesättigt)
- d.h. längste Kette im Molekül hat 6-C-Atome
-Seitenketten mit Endung –yl, Position, Anzahl der Seitenketten, Anzahl der Kohlenstoffatome
Benzolring + 2 weitere aromatische Verbindungen zeichnen:
-
Welche 4 Reaktionsgruppen bilden Voraussetzung für Entstehung Kunststoffe? (funktionelle Gruppe benennen + Skizze)
-
2 Vorteile und 2 Grenzen Kunststoff-Einsatz
Vorteile:
- kostengünstig, hochproduktiv
- Materialausnutzung 90-99%
- automatisierbare Verarbeitungsverfahren
- niedriger Energieaufwand für die Verarbeitung
- großzügige Formgebung
- Gestaltungsfreiheit
- Maß- und Formstabilität
-geeignet zur Funktionsintegration
o breite Modifizierbarkeit
- mechanische Eigenschaften – Faktor 20
- Elastizität und Dämpfung – Faktor 100
- elektrische, thermische, akustische Dämmung/Dämpfung/Isolierung Faktor 10
- Reibungs- und Verschleißverhalten – Gleitlager bis Reibbeläge
oweitgehende Erfüllung von technischen Anforderungen
- Leichtbau
- einfacher Korrosionsschutz
- physiologische Verträglichkeit/Unbedenklichkeit
- beliebe Farbgebung bei teilweise vorzüglicher Transparenz
- Grenzen:
o thermische Beständigkeit
o Brand-, Ermüdungs- und Alterungsverhalten
o hohe festigkeitsbezogene Werkstoffkosten
o im Vergleich zu Metallen niedrige mechanische Eigenschaften
Je 3 thermoplastische Standard-/technische/Hochleistungspolymere nennen:
- Standardwerkstoffe:
o PE
o PP
o PS
o PVC
- technische Werkstoffe:
o EP
o UP
o PET
o ABS
- Hochleistungswerkstoffe:
o PEEK
o PTFE
o PPS
o PPE
Drei wichtigsten duromeren Laminierharze nennen:
. EP – Epoxidharz
. UP – ungesättigtes Polyesterharz
- VE – Vinylesterharz
3 Faserförmige Verstärkungsmaterialien für Duromerverbunde + 3 textile Verarbeitungsformen:
- Materialien:
o Glasfasern
o Kohlenstofffasern
o Aramidfasern
- Textile Verarbeitungsformen:
o Matte
o Rovinggewebe
o Feingewebe
o Gelege
o Geflechte
Was sind Bindenähte + Entstehung:
Bindenähte entstehen beim Zusammentreffen von Schmelzfronten im Werkzeughohlraum
Entstehung:
o durch mehrere Anschnitte
o nach Umströmen eines Hindernisses (Kern/Geometrie)
Schliffbild einer Probe mit Bindenaht in Skizze einzeichnen:
-
Zwei Regeln zum Umgang mit Bindenähten nennen:
- Anschnitt so legen, dass Bindenähte an wenig sichtbaren und wenig beanspruchten Stellen liegen
- Anschnitt so nah wie möglich an die zu umfließenden Kerne legen, Anordnung in strömungstechnisch günstige Richtung
- Anschnittlage stets mit dem Werkzeugkonstruktkeur und dem Verarbeiter abstimmen
- Erhöhung der Qualität der Bindenähte durch:
o Werkzeug- und Massetemperaturen
o höhere Stau-, Spritz und Nachdrücke
o größere Einspritzgeschwindigkeiten
Wozu Rippen/Sicken:
Erhöhung der Bauteilsteifigkeit – dabei Reduktion der Materialkosten und Masse sowie Vermeidung zu dicker Querschnitte
1 Vorteil + 1 Nachteil Sicken gegen Rippen:
- Vorteil Sicken gegenüber Rippen:
o am einfachsten zu realisierende Versteifungsmaßnahme
o Steifigkeit höher als bei Verwendung von Rippen
o vermeiden lokaler Materialanhäufungen, da konstante Wandstärke
- Nachteil Sicken gegenüber Rippen:
o Keine ebenen Oberflächen herstellbar
o Werkzeugaufwand größer als bei Rippen
Polymere für Herstellung Polymerbeton:
- Matrixmaterial:
o Epoxidharze
o ungesättigte Polyesterharze
o Metacrylatharze
o Polyurethane
-Füllstoffe:
o Quarzkiese/-sande/-mehle
o Kalkstein
o Kreide
o Schlacke
o Blähglase
o Blähtone
3 Vorteile Polymerbeton gegenüber Stahl
- geringere Dichte
- Korrosionsbeständigkeit
- Resistenz gegenüber aggressiven Medien
- 10-fach höhere Werkstoffdämpfung
- träge Reaktion auf Temperaturschwankungen durch niedrige Wärmeleitfähigkeit und hohe Wärmekapazität
Hohlkugelkomposite im Vergleich mit klassischen Polymerbeton (1 Vorteil und Anwendung):
- Vorteil: deutliche Reduzierung der Masse bei ebenfalls optimalen Dämpfungseigenschaften
- Anwendung bei schnell bewegten Bauteilen (niedrigere Trägheit) – Beispiel: Roboterarm
Je 1 Satz zu: Rapidverfahren allgemein + 3 Verfahren Rapid Product Development
- Rapidverfahren sind Fertigungsverfahren zur schnellen und direkten Formteilherstellung (aus CAD Datei)
- 3 Verfahren des Rapid Produkt Developments:
o Rapid Prototyping
-Prototypen zur Überprüfung von Funktionen
- Modelle für Folgeverfahren (Vakuumguss, Feinguss)
- (verlorene) Kerne für Metallguss
o Rapid Tooling – Herstellung von Werkzeugen und Formen
o Rapid Manufacturing – Produkte mit Seriencharakter (Kleinst- und Kleinserien)
Was ist eine Doppelbindung? Wie wird sie bezeichnet?
- Doppelbindung ist eine Form der Atombindung, bei der 4 Bindungselektronen beteiligt sind.
- Bezeichnung:
o Doppelbindung Endung „-en“
o Dreifachbindung Endung „-in“
Unterschied Ethylen/Propylen
- (Poly)Ethylen – 2 C-Atome, 4-H-Atome
- (Poly)Propylen – 3 C-Atome, 6-H-Atome
Herstellung von Kunststoffen:
- Polykondensation
o stufenweise ablaufende chemische Reaktion, Aufbau von Makromolekülen mit Abspaltung einfacher Moleküle aus niedermolekularen organischen Verbindungen
- Duroplaste, Thermoplaste
- Polymerisation
o Verknüpfung von Molekülen zu Makromolekülen durch Auftrennung der Doppelbindungen und Anregung zur Kettenbildung am frei gewordenen Valenzelektron
- Thermoplaste
- Polyaddition
o stufenweise Reaktion der funktionellen Gruppen an beiden Enden, sodass kurze Molekülketten (wenige Monomere – sog. Oligomere) entsehen, die wiederum mit monomeren zu längeren Ketten (Makromolekülen) reagieren
- Duroplaste, Thermoplaste
Faserorientierung im Spritzgussteil?
- Geschwindigkeitsprofil:
- „Kräftegleichgewicht“ – unterschiedliche Geschwindigkeiten an den Faserenden sorgen für Ausrichtung der Fasern
- Fasern am Rand mit hoher Orientierung
- mit steigender Tiefe sinkt die Orienterung
