Erwin Bürkle, Hans Wobbe
Kombinationstechnologien auf Basis des Spritzgießverfahrens
Kombinationstechnologien auf Basis des Spritzgießverfahrens
4
Vorwort
8
Geleitwort
10
Inhalt
12
Einleitung
18
1 Impulse und Motivation fu?r die Kombinationstechnologien
22
2 Definition und Merkmale der Kombinationstechnologie
30
2.1 Risiken der Verkettung
30
2.2 Know-how als Möglichkeit oder Last
31
2.3 Qualität und Qualitätskontrolle
32
2.4 Raum-/Platzbedarf
33
2.5 Logistikkosten
34
2.6 Energiebilanzen
34
2.7 Anlagenbedienung
35
2.8 Gesamtkostenbetrachtung
35
3 Maschinenbauliche Grundlagen fu?r Prozesskombinationen
38
3.1 Maschinentechnik
40
3.1.1 Materialaufbereitung von Thermoplasten
40
3.1.2 Materialaufbereitung von Metallen
44
3.1.3 Variantenkonstruktion von Aggregatskombinationen der Spritzgießmaschine
45
3.1.4 Das Kolbenspritzaggregat
46
3.1.5 Modifikation der Schließeinheit fu?r Kombinationstechnologien
49
3.2 Werkzeugtechnik und Peripherie
52
3.2.1 Werkzeugtechnik
53
3.2.1.1 Die Designgrade der Mehrkomponententechnologien
55
3.2.1.2 Vom Drehen und Wenden
56
3.2.1.3 Spritzgießen und Überfluten mit reaktiven Werkstoffsystemen
59
3.2.1.4 Kunststoffspritzgießen und Metalldruckgießen in einem Werkzeug
67
3.2.1.5 Werkzeugtechnik fu?r Umformen und Urformen
68
3.2.1.6 Werkzeugtechnik fu?r Partikelschäumen und Spritzgießen
72
3.2.2 Peripherie
75
3.3 Steuerungsgrundlagen
82
4 Kombinationstechnologie:
92
4.1 Grundlagen zum Prozess
93
4.1.1 Dosieraggregate
94
4.1.2 Zweischneckenextruder
95
4.2 Maschinen- und Funktionsbeschreibung eines Spritzgießcompounders
97
4.3 Vorteile des Verfahrens
101
4.4 Anwendungsbeispiele
102
4.4.1 Waschmaschinengewicht
102
4.4.2 Automobil-Frontend-Montageträger
103
4.4.3 Kunststoffpaletten
104
4.5 Abgrenzung der Wettbewerbsverfahren zum Prinzip des Spritzgießcompounders
105
4.5.1 Direct Compounding Injection Molding (DCIM)
105
4.5.2 Direktspritzgießen
107
4.5.3 Abgrenzung der Verfahren zueinander
108
4.6 Zukunft des Spritzgießcompoundierens
110
5 Kombinationstechnologie: Spritzgießen und PU-Überfluten
112
5.1 Grundlagen zum Prozess
114
5.1.1 Produktionstechnik
114
5.1.2 Materialauswahl
115
5.1.3 Designnutzen
121
5.1.4 Wirtschaftlichkeit
126
5.2 Maschinenlayout
129
5.2.1 Mischkopftechnologie
130
5.2.2 Dosiertechnik
135
5.2.3 Werkzeugtechnik
140
5.2.4 Automation und Nachbearbeitung
145
5.3 Anwendungsbeispiele
148
5.3.1 Haptische Schicht
148
5.3.2 Optische Schicht
159
5.4 Sonderbeispiel „Varysoft“ – Softtouch nach Maß
173
5.4.1 Varysoft 1.0
174
5.4.2 Varysoft 2.0
175
6 Kombinationstechnologie: Spritz-Streckblasen
180
6.1 Das GITBlow-Verfahren
181
6.1.1 Verfahrensablauf
181
6.1.1.1 Herstellung des Vorformlings
182
6.1.1.2 Aufblasen zur Endkontur
183
6.1.2 Verfahrenstechnische Aussagen
187
6.1.3 Potenzielle Anwendungen
187
6.2 Das inject2blow-Verfahren
188
6.2.1 Verfahrensablauf
188
6.2.2 Maschinentechnik fu?r inject2blow
190
6.2.3 Verfahrenstechnik
191
6.2.4 Anwendungen in der Praxis
192
6.3 Injection(Stretch-) Blow Molding I(S)BM
193
6.3.1 Verfahrensabläufe im I(S)BM
193
6.3.1.1 Injection Blow Molding (IBM)
194
6.3.1.2 Injection Stretch Blow Molding (ISBM)
194
6.3.2 Maschinentechnik
196
6.3.2.1 Injection Blow Molding (IBM)
196
6.3.2.2 Injection Stretch Blow Molding (ISBM)
196
6.3.3 Verfahrenstechnik
197
6.3.4 Anwendungen in der Praxis
198
7 Kombinationstechnologie: PUR-Dichtungsauftrag
202
7.1 Integriert in die Spritzgießmaschine
202
7.1.1 Einleitung
202
7.1.2 Übersicht u?ber die PUR-Verarbeitungsverfahren fu?r Dichtraupen
204
7.1.2.1 Grundlegendes zur PUR-Verarbeitung/Dichtraupe
204
7.1.2.2 2K-Niederdruckverfahren
205
7.1.2.3 1K-Verfahren
211
7.2 Integriert in die Spritzgießzelle
220
7.2.1 2K-Niederdruckverfahren integriert in die Spritzgießzelle
220
7.2.1.1 Adaption der Reaktionskinetik
220
7.2.1.2 Anlagenkonzept
221
7.2.2 1K-Verfahren integriert in die Spritzgießzelle
226
7.2.2.1 Reaktionskinetik
226
7.2.2.2 Anlagentechnik
226
8 Kombinationstechnologie: Spritzgießen und Metalldruckguss
232
8.1 Materialien
234
8.1.1 Materialkombinationen und Verbundfestigkeit
237
8.2 Leiterbahndimensionierung und Möglichkeit der Kontaktierung
237
8.2.1 Einfluss der Temperierung auf die erzielbare Leiterbahnlänge
238
8.2.2 Kontaktierbarkeit von metallischen Einlegeteilen
242
8.2.3 Stromtragfähigkeit: Simulation der Wärmeentwicklung
243
8.3 Anlagen- und Prozesstechnik fu?r das IMKS
245
8.3.1 Druckgießaggregat zur Verarbeitung der niedrig schmelzendenMetalllegierung
246
8.3.2 Beschichtung der Bauelemente
247
8.3.3 Schutz der flu?ssigen Metalllegierung
247
8.3.4 Beschickung des Schmelztiegels
248
8.3.5 Werkzeugtechnik und Anwendungen
248
9 Kombinationstechnologie: Spritzgießen (Urformen) und Umformen
254
9.1 Grundlagen zum Prozess
256
9.2 Maschinen-Layout
262
9.3 Anwendungsbeispiele
266
10 Kombinationstechnologie: Spritzgießen und Innenhochdruckumformen (IHU)
270
10.1 Grundlagen zum Prozess
271
10.2 Maschinen-Layout
273
10.3 Ausblick
275
11 Kombinationstechnologie: Spritzgießen und Partikelschaum
278
11.1 Einleitung
278
11.2 Prozessgrundlagen
281
11.2.1 Verbund Thermoplastschicht zum Partikelschaum
281
11.2.2 Das Verfahren des Partikelschäumens
283
11.2.3 Alternative Energien im Vergleich zum Heißdampf beim konventionellenPartikelschäumen
286
11.2.4 Kontrolle und Simulation der Fu?llphase der Schäumkavität
288
11.3 Potenziale des KombinationsverfahrensSpritzgießen/Partikelschaum
289
12 Kombinationstechnologie: Spritzgießen und Resin-Transfer-Molding (Shell-Fiber-Verfahren)
292
12.1 Einleitung
292
12.2 Die Idee des Shell-Fiber-Verfahren
293
12.3 Bauteilfertigung mit faserverstärktenreaktiven Formmassen
294
12.4 Grundlagen fu?r die Kombinationstechnologie Spritzgießen/RTM
296
12.5 D arstellung des Verfahrens Spritzgießen/RTM
298
13 Ausblick
300
Autorenverzeichnis
302
Index
308
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