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HSR - FÜGUM

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Langue Deutsch
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Niveau Université
Crée / Actualisé 04.01.2017 / 26.07.2019
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Definition Thermoformen:

Umformen von vorgewärmten, thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen

Verfahrensschritte beim Thermoformprozess mittels Vakuum:

1. Erwärmen des Halbzeugs auf seine Umformtemperatur im elastoplastischen Bereich 

2. Formgebung 

3. Abkühlen unter Formzwang

4. Entformen 

Vorteile Thermoformen:

  • extrem dünnwandiger Formteile 

  • grosser Formteile (3-6m)

  • mehrschichtigen Halbzeugen 

  • Einsatz von unterschiedlichsten Halbzeugen (auch Schäume)

  • Kostengünstigere Werkzeuge 

Weclhes ist das häufigste Einsatzgebiet des Thermoformens?

Herstellung von Trays

Worin besteht der Unterschied zwischen Spritzguss- und Thermoformteilen?

Die Funktionsintegration bei Thermoformteilen ist nicht möglich (Schnapphacken werden nachträglich gefügt)

Welche Zwei Typen werden im Thermoformprozess unterschieden?

  • Positivformung
  • Negativformung

Charakteristische Formungseigenschaften beim Positiv- und Negativformen (siehe S.13 - KT4 Thermoformen_FS17.pdf)

Vorlesungsfolie studieren!

Wovon hängt die Ausformschärfe beim Thermoformen ab?

  • Kunststoffart

  • Umformtemperatur

  • resultierenden Ausformdruck 

Wesshalb wird das Vorblasen im Thermoformprozess angewendet?

Um die Oberfläche des zu formenden Materials zu erhöhen und somit zu grosse Verstreckung des Kunststoffes zu vermeiden.

Beschreibe das Verstreckverähltniss beim Thermoformen:

Verstreckverhältnis = F2/F1 mit F1 = Formfläche und F2 = Oberfläche des Formteils (siehe S. 22 - KT4 Thermoformen_FS17.pdf)

Worauf muss bei der Auslegung eines Thermoformprozesses geachtet werden?

Die Umformgrade dürfen Grenzwerte nicht überschrieten (z.B. <50%)

Wann entstehen Falten beim Thermoformen?

Bei Überschreiten der Stauchfähigkeit

Massnahmen zur Verhinderung von Faltenbildung beim Thermoformen:

  • Anpassung der Maschineneinstellungen

  • Änderung des Spannrahmens 

  • Falten mit Vorstreckstempel verhindern 

  • Änderung der Formkontur 

  • Vergrösserung der Radien der Positivform im oberen Bereich 

Welche Kunststoffe werden beim Thermoformen verwendet?

  • Amorphe Thermoplaste (Polystyrol PS, Polyinylchlorid PVC)
  • Teilkristalline Thermoplaste (Polypropylen PP)

Verfahrensschritte beim Thermoformen:

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

Welche Aufheizmöglichkeiten bestehen beim Thermoformen?

  • Kontaktheizung (Heizplatte)

  • Konvektionsheizung (Ofen)

  • Strahlungsheizung (Heizstrahler)

Wie gross sind die verarbeitbaren Halbzeugdicken bei Einstation-/Mehrstationmaschinen beim Thermoformprozess?

Einstationmaschinen: 0.1 - 12mm

Mehrstationmaschinen: -2.5mm

Woraus bestehen Werkzeuge beim Thermoformprozess?

  • Hartholz für Versuchsserien

  • Duroplaste (EP) für kleine Serien (für bessere Kühlwirkung: Alluminiumfüllstoffe beimischen)

  • Aluminium für mittlere und grosse Serien 

  • Stahl für grosse Serien 

Wie funktioniert das Form-Fill-Seal-Verfahren?

  1. Behälter formen
  2. befüllen
  3. mit kunststoffbeschichteter Aluminiumfolie oder mit Kunststofffolie verschliessen
  4. ausstanzen 

Welche Verfahrensvarianten für Mehkomponenten-Kunststoff-Verbunden gibt es?

  • Mehrkomponentenspritzgiessen
  • Coextrusionstechnik
  • Coextrusionsblasformen
  • Coextrusion von Hart/Weich-Verbunden
  • Schichtweiser Aufbau mit etablierten Verfahren (Fügen)

Welche Funktionen lassen sich mit Mehrkomponentenspritzgiessen herstellen?

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Welche Adhäsionswirkungen gibt es beim mehrkomponenten Spritzgiessen?

  • Van der Waals Kräfte:
    • Dipolwechselwirkung
    • Dispersionskräfte
  • Wasserstoffbrückenbindung
  • Verschlauchungen in der Grenzschicht
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Für was wird die Schaumschicht verwendet?

Damit die Haptik besser ist, sprich näher am realen leder ist

Was ist der Einfluss des haftvermittlers bei einem GF-verstärkten Kunststoff?

Zugfestigkeit setig

Schlagzähigkeit sinkt

Die Fasern haften in der Matrix (kunststoff) und werden nicht herausgezogen. Die Faser muss gebrochen werden, damit das bauteil zerstört wird

Was ist der Einkapselungseffekt?

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zwei Verschiedene Kunststofflagen sollen schichtweise übereinanderliegen. Am Ender der Extrusionsanlage ist das eine Material ins innere geloffen und das andere aussen.

Wie kann die Einkapselung bei Mehrokmponentenextrusion verhindert werden?

Durch die Abstimmung der Viskositäten der zwei Kunststoffen aufeinander. Sie sollten möglichst nahe beieinander liegen

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Wie eissen die abgedekten begriffe?

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Wie heissen die verschiedenen Peelmechanismen?

a) adhäsiver Peelmechanismus

b) kohäsiver Peelmechanismus

c) Delaminationspeel (burst peel)

erkläre den Begriff:

adhäsiver Peelmechanismus

kohäsiver peelmechanismus

Delaminationspeel (burst peel)

adhäsiver Peelmechanismus: die Peelfolie wird komplett von der
Verpackungsschale gelöst, es bleiben keine Reste der Peelfolie auf der
Schale zurück

kohäsiver Peelmechanismus: die Peelfolie trennt sich an der Siegelnaht
innerhalb der Peelschicht; ein Teil der Peelfolie verbleibt an der
Verpackungsschale; Weissbruch

Delaminationspeel (burst peel): die Peelschicht trennt sich im Bereich der
Siegelnaht komplett von der restlichen Folie

In welche unterschiedliche Bauweisen wird in der Verbindungstechnik unterschieden? (3Stk.)

Differenzialbauweise

Integralbauweise

Verbundbauweise

Welche Vor- und Nachteile hat die Differenzialbauweise?

Vorteile:

Einfacher Fügung der Einzelteile

Verschiedene Materialien einsetzbar.

Komponenten austauschbar für Reparaturen

Belastungsorientiert

gutes Versagensverhalten

Nachteile:

zusätzlicher Fertigungsschritt (Montage)

Korrosion

hoher Materialaufwand

Welche Vor- und Nachteile hat die Integralbauweise?

Vorteil:

nur ein Bauteil, niedriges Gewicht, weniger Prozesse, niedrige Montagekosten

Nachteil:

aufwändige Reparatur, ein einziges Material, höhere Werkzeugkosten, geringere Flexibilität

Welche Vor- und Nachteile hat die MultiMaterial Bauweise?

Vorteile:

Funkionsintegration, weniger Verbindungskosten, Reduktion der Lagerteile, Gewichts- und Materialersparnis

Nachteile:

hoher Fertigungsaufwand, Aufwendiges Recycling

Aus welchen Gründen wird Füge- und Verbindungstechnik eingesetzt?

Werkstoffeigenschaften

Grösse und Gestalt der Bauteile

Fertigungstechnik

Wirtschaftlichkeit

Welche Hauptaufgaben hat die Verbindung von Einzelteilen?

Definition der Lage

Übertragung von Kräften und Momenten

Übertragung von Bewegungen

Welche Verbindungstechnologien werden in der Kunststofftechnik eingesetzt?

Fügen: Schweissen, Kleben, Schnappen, Pressen

Urformen: Spritzgiessen eines Filmgelenkes

Umformen: Prägen eines Filmgelenkes

In welche Klassifikationen werden die Fügeverfahren eingeteilt?

Mechanisches Verbinden (Schnappen, Schrauben, usw.)

Thermisches Fügen (Reibschweissen, Heizelementfügen, usw.)

Kleben

Welche systematische Merkmaleinteilung hat eine Bauteilverbindung?

Beweglichkeit (Anzahl Freiheitsgrade)

Lösbarkeit (lösbar, bedingt lösbar, unlösbar)

Wirkprinzip (kraft-, form-. stoffschlüssig)

Werkstoffpaarung (heterogen, homogen)

Nennen sie je 2 Verbindungsarten nach den verschiedenen Lösungsarten?

Lösbar:

Schnapp-, Schraubverbindungen

Bedingt Lösbar:

Press-, Schraubverbindungen

Unlösbar:

Filmgelenke, Schweissverbindungen

Nennen sie je 3 Arten zu den Wirkprinzipien stoffschluss, Kraftschluss und Formschluss.

Stoffschluss:

Schweissen, Löten, Kleben

Formschluss:

Nieten, Falzen, Umpressen

Kraftschluss:

Keilen, Schrauben, Klemmen

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