Spritzgiessen
IBZ
IBZ
Zeichnen Sie den Spritzgiessprozess (Kreisdingsda:)
Siehe Bild
Durch welche zwei Mechanismen kann dem Kunststoff zum Aufschmelzen Wärme zugeführt werden?
elektrische Heizleistung und
Friktionserwärmung
Erklären Sie den Begriff "Konvektion"
Wird ein heisser Körper mit Luft angeblasen kühlt er schneller ab. (Der Wärmeleitungsmechanismus wird durch die Strömung unterstützt) Der abgeführte Wärmestrom ist proportional der Temperaturdifferenh zwischen dem Körper und dem Kühlmedium. Der Proportionalitätsfaktor heisst Wärmeübergangskoeffizient (alpha).
Je grösser der Wärmeübergangskoeffizient ist umso mehr Wärme kann abgeführt werden.
Mit welchen drei Massnahmen kann eine hohe Wärmeabführung (kurze Kühlzeit) erzielt werden?
Oberfläche gross gestalten
Temperaturdifferenz so gross wie möglich (Temp. des Kühlmediums so klein wie möglich)
Wärmedurchgangskoeffizient k so gross wie möglich
Durch was können Eigenspannungen entstehen?
Durch behinderte Dehnungen der einzelnen SSchichten im Formteil
Wie entsteht Verzug?
Unsymmetrische Abkühlvorgänge führen zu unsymmetrischen Eigenspannungen die das Formteil krümmen.
Zeigen Sie anhand eines Modells einer spritzgegossener Platte was bei Schwindung passiert?
Zeigen Sie die entstehenden Spannungen auf (Druck / Zug)
Siehe Bild
Nennen Sie spezielle Verfahren des Spritzgiessens?
Mehrkomponenten-Spritzguss
Silikonspritzguss
IML (In Mold Labeling)
Insert
GID/WID (Gas/Water)
PIM (pulver injection molding)
Schmelzkerntechnologie
etc
Welche Eigenschaften treffen auf die Duromere zu?
Was wird als "absolute Luftfeuchtigkeit" bezeichnet?
Die Menge Wasserdampf in g pro m3 Luft
Was können Sie im pink dargestellten (1) Formfüllvorgang im p-v-t-Diagramm deutlich erkennen?
Ein zurückfliessen der Schmelze nach der Kompressionsphase
Welche Materialien werden für Temperaturelemente eingesetzt?
Fe-CuNi (Eisen-Kupfer-Nickel)
Cu-CuNi (Kupfer-Nickel)
NiCrNi (Nickel-Chrom-Nickel)
Welches LD-Verhältnis hat eine Standart Thermoplastschnecke? Was ist es für eine?
LD 20 +/- 10%
3-Zonen-Schnecke
Welche Schutzmassnahmen gegen Versschleiss kennen Sie?
Verchromen
Nitrieren
Laser oder Flammhärten
PVD-Bescchichtung
Was kann mit der Strahlung passieren sobald diese auf einen Körper trifft?
wird entweder absorbiert
reflektiert
oder geht durch (Transmission)
Nennen Sie Maschinenelemente der Spritzgiessmaschine?
Zylinderkopf
Schneckenspitze
Zylinder
Heizung
Schnecke
Düse
Trichter
Welche Temperaturmessungen gibt es?
Thermoelement
Farbstreifen
Pyrometer
Flüssigkeitsthermometer
Bimetall
Wiederstandsthermometer
Wo sind überall Temperaturmessungen (auf SGM bezogen)
Öl
Motor
Schaltschrank
Wasserleitung
Zylinder und Einlauf
Werkzeug
Schmelze
etc
Nennen Sie den Unterschied zwischen Regelung und Steuerung
Steuerung: Man gibt nur eine Leistung vor! Keine Aktive Rückführung vom Ist-Wert mit Vergleich!
Regelung: Aktive Rückführung vom Ist-Wert mit Vergleich und Regelung
Warum trocknen wir das Material?
Fehlerbilder vermeiden
Prozessstabilität (Viskosität, schäumt auf, hydrolyse Abbau)
Schlieren
Masshaltigkeit
Beschreiben Sie wie ein Thermoelement prinzipiell funktioniert.
Verwenden Sie eine aussagfähige Skizze
Wenn zwei metallische Leiter aus unterschiedlichen Werkstoffen miteinander verbunden sind und ein Temperaturuntersschied besteht fliesst ein kleiner Strom.
Mit welcher Grösse wird die Dynamik eines Thermoelements charakterisiert? Beschreiben Sie mit Hilfe einer aussagefähigen Grafik was damit gemeint ist
Sprungantwort
Siehe Bild
Skizzieren Sie wie ein Membrandrucksensor funktioniert und nennen sie die vier unterschiedlichen Messmethoden
Funktion: Siehe Skizze
Methoden;
piezoelektrisch (Piezokristall wird deformiert)
Piezoresitiv (DMS-Streifen)
Kapazitiv: (Plattenkondensator (Kapazität einer dritten Platte wird gemessen))
Induktiv: (Induktion der Spule aufgrund der Nadeltiefe wird gemessen)
In Ihrem Angzussbereich haben Sie das Problem, dass Sie die Wärme nicht schnell genug abführen können. sie kommen auf die Idee, einen Einsastz aus Kupfer (Kupfer-Beryllium) zu realisieren, der eine etwa 9-fache Wärmeleitfähigkeit wie Stahl besitzt. Was müssen Sie beachten, damit Sie diesen Vorgang auch tatsächlich in einer kürzeren Kühlzeit wiederfinden?
Bohrung der Kanäle vergrössern und Abstand zwischen den Kanälen verkleinern
Erklären Sie mit Hilfe des Modells der Dehnströmung warum eine Bindenaht festigkeitsmässig eine SChwachstelle darstellt?
Es entsteht eine Dehnströhmung an äusserster Front senkrecht zur Fliessrichtung.
Die Moleküle an den Fronten orientieren sich und bilden eine Sollbruchstelle (Siehe Bild)
Das abgebildete Angusssystem ist im Hinblick auf den Formfüllvorgang ungünstig. Erklären Sie dies und skizzieren Sie eine Lösung.
Gleiche Fliessweglängen!
Skizzieren Sie qualitativ das Temperaturverhalten eines amorphen Thermoplasten. <verwenden Sie die mech Grössen Festigkeit und Dehnung.
siehe Bild
Skizzieren Sie qualitativ das Temperaturverhalten eines teilkristallinen Thermoplasten. <verwenden Sie die mech Grössen Festigkeit und Dehnung.
Siehe Bild
Nennen Sie die ver wesentlichen Verschleissarten die für eine Plastifizierschnecke von Bedeutung sind?
Adhäsionsverschleiss
Abrasionsverschleiss
Korrosion
Ermüdungsverschleiss
Nennen Sie zwei Aufgaben die eine Schliesseinheit erfüllen muss?
Werkzeug öffnen / schliessen
Schliesskraft aufbringen
Formteil auswerfen
Werkzeug aufnehmen etc.
Nennen Sie drei Vorteile einer hydraulischen SGM gegenüber einer mit Kniehebel?
günstiger
einfache Einbauhöhenverstellung
einfache Bewegungsabläufe
Den Formbildungsvorgang kann man in drei Phasen unterteilen. Nennen Sie diese und zu jeder Phase ein wesentliches Qualitätsmerkmal im Bezug auf das Formteil!
Formfüllphase: Beschaffenheit der Oberfläche massgeblich beeinflusst, Freistrahl, Orientierungen.
Kompressionsphase: Ausbildung der Konturen Achtung: Gratbildung und WZ-schäden!
Nachdruckphase: Schwindung beeinflusst Masshaltigkeit Lunker, Einfallstellen, Gewicht, Verzug, Entformungsschwierigkeiten Spannungen & Orientierungen.
Siehe Bild.
Welche Wärmetransportmechanismen gibt es?
Wärmetransport durch:
Strahlung
Leitung
Konvektion
Das Spritzgiessen ist ein Verfahren zur Kunststoffverarbeitung. Nennen Sie bitte vier andere Verfahren mit je einem Produktebeispiel!
Extrusion - Abwasserrohre
Kalandrieren - Folien
Extrusionsblasformen - Folien / Säcke
Rotationsformen - Tanks
Pressen - Schaumblöcke
etc.
Nennen Sie zwei Eigenschaften der Polymere auf die das Molekulargewicht Einfluss hat?
Fliesseigenschaften
Temperaturverhalten
mechanische Eigenschaften
Fliesseigenschafften kann man durch die Schubspannung und die Schergeschwindigkeit charakterisieren. In der Grafik ist der Zusammenhang für newton'sche Flüssigkeiten dargestellt. Wie sieht qualitativ der Verlauf für Kunststoffschmelzen auss und wie wird er bezeichnet?
Siehe Bild
Erklären Sie den Sachverhalt, dass zwei Chargen des gleichen Kunststofftyps mit identischem mittlerem Molekulargewicht sehr unterschiedlicchers Fliessverhalten aufweisen können?
Obwohl das mittlere Molekulargewicht identisch ist kann das Fliessverhalten aufgrund der Molekulargewichtsverteilung variieren. Siehe Skizze
Die Klassierung der Kunststoffe kann man mit den Herstellungsverfahren durchführen. Welches Herstellungsverfahren gibt einen wichtigen Anhaltspunkt (welchen?) für das Spritzgiessen und nennen Sie zwei Kunststoffbeispiele bei denen das zutrifft?
Polykondensation (Material muss getrocknet werden)
Polyamid
Polycarbonat
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Lernkarten
Beschreiben Sie wie ein Thermoelement prinzipiell funktioniert.
Verwenden Sie eine aussagfähige Skizze
Wenn zwei metallische Leiter aus unterschiedlichen Werkstoffen miteinander verbunden sind und ein Temperaturuntersschied besteht fliesst ein kleiner Strom.
Mit welcher Grösse wird die Dynamik eines Thermoelements charakterisiert? Beschreiben Sie mit Hilfe einer aussagefähigen Grafik was damit gemeint ist
Sprungantwort
Siehe Bild
Skizzieren Sie wie ein Membrandrucksensor funktioniert und nennen sie die vier unterschiedlichen Messmethoden
Funktion: Siehe Skizze
Methoden;
piezoelektrisch (Piezokristall wird deformiert)
Piezoresitiv (DMS-Streifen)
Kapazitiv: (Plattenkondensator (Kapazität einer dritten Platte wird gemessen))
Induktiv: (Induktion der Spule aufgrund der Nadeltiefe wird gemessen)
In Ihrem Angzussbereich haben Sie das Problem, dass Sie die Wärme nicht schnell genug abführen können. sie kommen auf die Idee, einen Einsastz aus Kupfer (Kupfer-Beryllium) zu realisieren, der eine etwa 9-fache Wärmeleitfähigkeit wie Stahl besitzt. Was müssen Sie beachten, damit Sie diesen Vorgang auch tatsächlich in einer kürzeren Kühlzeit wiederfinden?
Bohrung der Kanäle vergrössern und Abstand zwischen den Kanälen verkleinern
Erklären Sie mit Hilfe des Modells der Dehnströmung warum eine Bindenaht festigkeitsmässig eine SChwachstelle darstellt?
Es entsteht eine Dehnströhmung an äusserster Front senkrecht zur Fliessrichtung.
Die Moleküle an den Fronten orientieren sich und bilden eine Sollbruchstelle (Siehe Bild)
Das abgebildete Angusssystem ist im Hinblick auf den Formfüllvorgang ungünstig. Erklären Sie dies und skizzieren Sie eine Lösung.
Gleiche Fliessweglängen!
Skizzieren Sie qualitativ das Temperaturverhalten eines amorphen Thermoplasten. <verwenden Sie die mech Grössen Festigkeit und Dehnung.
siehe Bild
Skizzieren Sie qualitativ das Temperaturverhalten eines teilkristallinen Thermoplasten. <verwenden Sie die mech Grössen Festigkeit und Dehnung.
Siehe Bild
Nennen Sie die ver wesentlichen Verschleissarten die für eine Plastifizierschnecke von Bedeutung sind?
Adhäsionsverschleiss
Abrasionsverschleiss
Korrosion
Ermüdungsverschleiss
Nennen Sie zwei Aufgaben die eine Schliesseinheit erfüllen muss?
Werkzeug öffnen / schliessen
Schliesskraft aufbringen
Formteil auswerfen
Werkzeug aufnehmen etc.
Nennen Sie drei Vorteile einer hydraulischen SGM gegenüber einer mit Kniehebel?
günstiger
einfache Einbauhöhenverstellung
einfache Bewegungsabläufe
Den Formbildungsvorgang kann man in drei Phasen unterteilen. Nennen Sie diese und zu jeder Phase ein wesentliches Qualitätsmerkmal im Bezug auf das Formteil!
Formfüllphase: Beschaffenheit der Oberfläche massgeblich beeinflusst, Freistrahl, Orientierungen.
Kompressionsphase: Ausbildung der Konturen Achtung: Gratbildung und WZ-schäden!
Nachdruckphase: Schwindung beeinflusst Masshaltigkeit Lunker, Einfallstellen, Gewicht, Verzug, Entformungsschwierigkeiten Spannungen & Orientierungen.
Siehe Bild.
Welche Wärmetransportmechanismen gibt es?
Wärmetransport durch:
Strahlung
Leitung
Konvektion
Das Spritzgiessen ist ein Verfahren zur Kunststoffverarbeitung. Nennen Sie bitte vier andere Verfahren mit je einem Produktebeispiel!
Extrusion - Abwasserrohre
Kalandrieren - Folien
Extrusionsblasformen - Folien / Säcke
Rotationsformen - Tanks
Pressen - Schaumblöcke
etc.
Nennen Sie zwei Eigenschaften der Polymere auf die das Molekulargewicht Einfluss hat?
Fliesseigenschaften
Temperaturverhalten
mechanische Eigenschaften
Fliesseigenschafften kann man durch die Schubspannung und die Schergeschwindigkeit charakterisieren. In der Grafik ist der Zusammenhang für newton'sche Flüssigkeiten dargestellt. Wie sieht qualitativ der Verlauf für Kunststoffschmelzen auss und wie wird er bezeichnet?
Siehe Bild
Erklären Sie den Sachverhalt, dass zwei Chargen des gleichen Kunststofftyps mit identischem mittlerem Molekulargewicht sehr unterschiedlicchers Fliessverhalten aufweisen können?
Obwohl das mittlere Molekulargewicht identisch ist kann das Fliessverhalten aufgrund der Molekulargewichtsverteilung variieren. Siehe Skizze
Die Klassierung der Kunststoffe kann man mit den Herstellungsverfahren durchführen. Welches Herstellungsverfahren gibt einen wichtigen Anhaltspunkt (welchen?) für das Spritzgiessen und nennen Sie zwei Kunststoffbeispiele bei denen das zutrifft?
Polykondensation (Material muss getrocknet werden)
Polyamid
Polycarbonat
Wieso werden durch die laminare Strömung Makromoleküle ausgerichtet (orientiert)?
An den Orten mit den grössten Schergeschwindigkeiten liegt zwischen den einzelnen Schichten die grösste Schubspannung vor, diese Zerrt an den Makromolekülen in Strömungsrichtung. Das bewirkt eine Ausrichtung der Molekülketten, sie werden orientiert.
Skizzieren sie qualitativ den Verlauf der Viskositätskurve eines Thermoplasts und tragen Sie qualitativ die Wirkung höherer Temperaturen ein.
Wenn die Temperatur steigt sinkt die Viskosität des KS
Siehe Bild
Wieso sind teilkristalline Thermoplaste im Gebrauchstemperaturbereich gleichzeitig hart und zäh?
Weil sie sowohl über Kristalliten (hart) als auch über amorphe Bereiche (zäh) verfügen
Welche Auswirkung hat das Phänomen der Relacation unmittelbar nachdem die Kavität volumetrisch gefüllt ist, und wie können Sie dieser Auswirkung entgegenwirken?
Die Moleküle relaxiere und das Bauteil schwindet (wird kleiner)
Entgegenwirken kann man mit Nachdruck oder mit hohen Werkzeug und Verarbeitungstemperaturen weil je höher die Verarbeitungsschwindung ist desto geringer ist die Nachschwindung.
Erklären Sie den Sachverhalt, dass der Anteil der Friktionswärme mit steigender Schneckendrehzahl zunimmt.
Je höher die Schneckendrehzahl desto schneller die Rotation der Schnecke und desto schneller die Bewegung der Ketten. Durch die Bewegung entsteht Friktionswärme. Siehe Bild
Warum muss während des plastifizierens eine Verdichtung (Kompression) erfolgen?
Ausgleichung der Dichteunterschiede in der Schnecke.
Homogenisierung
Ferner Verhinderung des Weitertransportes der Luft die dem Schüttgut im Trichter beigefügt wird.
Erläutern Sie den Mechanismus der Homogenisierung durch den Staudruck?
Durch den Staudruck wird ein teilweises Zurückfliessem der Schmelze bewirkt. Hierdurch entstehen Verwirbelungen, die eine bessere Durchmischung (Homogenisierung) bewirken. Das bedeutet eine gleichmässige Temperatur-. und Farbverteilung und damit eine bessere Teilequalität.
Nennen Sie zwei Nachteile eines Stangenangusses?
grosser Entformungsweg
muss nachträglich mechanisch Entfernt werden
Nennen Sie zwei Nachteile die durch den Staudruck entstehen können?
Zu hohe Friktion
Zu hohe Verweilzeiten
Zeigen Sie das Fliessverhalten der Duromere bezogen auf den Einfluss der Vernetzung und Einfluss der Erwärmung.
Siehe Bild
Skizzieren Sie das Prinzip des Trockenlufttrockners?
Die Luft mit dem das Granulat später getrockned werden soll wird erst in Trockenmittelbatterien getrocknet.
Skizzieren sie das Prinzip eines Umlufttrockners?
Siehe Bild
Nennen Sie je Vor- und Nachteile von Compounds?
Vorteil: Ideal dispergierte Farben im Granulat = beste Farbkonstanz und geringste Beeinflussung des Spritzgiessprozesses
Nachteil: relativ teuer und unflexibel
Nennen Sie je Vor und Nachteile von Masterbatch?
Vorteil: sehr flexibel, unabhängig vom Rohstoffhersteller und günstig
Nachteile: Farbkonstanz schwieriger, Masterbatch muss zum Granulat passen (Viskosität etc)
Nennen Sie je Vor- und Nachteile zu Flüssigfarben?
Vorrteile: einfache Dosierung im Trichter möglich, hohe Ergiebigkeit, schneller Farbwechsel, günstig
Nachteile: hoher Einfluss auf Prozess (Schmierwirkung verscchlechtert das Dosierverhalten) deshalb auch geringe EInfärbintensitäten möglich, Sauerei, Schlieren
Kreuzen Sie die Materialien an die nicht getrocknet werden müssen!
Welche Möglichkeiten zur Druckmessung gibt es?
Flüssigkeitsmanometer
Schraubenfedermanometer
Membranmanometer
Welche Arten von Eigenspannungen gibt es?
Eigenspannungen durch Strömungseffekte
Eigenspannungen durch Expansion
Abkühleigenspannungen
Was können Auswirkungen von Eigenspannungen sein?
Spannungsrisse
Lunker
Verzug
(Festigkeitssteigerungen)
