Spritzgießwerkzeuge

Vorwort

Zur 7.?Auflage

Die Autoren

Inhaltsverzeichnis

1 Das Spritzgießverfahren

1.1? Ablauf des Spritzgießprozesses

1.2? Spritzgießen von Thermoplasten

1.3? Spritzgießen vernetzender Formmassen

1.3.1? Spritzgießen von Elastomeren

1.3.2? Spritzgießen von Duroplasten

Literatur Kapitel?1

2 Formmassen für?das?Spritzgießen

2.1? Aufbau von Kunststoffen

2.2? Klassifikation von Kunststoffen aufgrund ihrer chemischen Struktur

2.2.1? Thermoplaste

2.2.1.1? Teilkristalline Thermoplaste

2.2.1.2? Amorphe Thermoplaste

2.2.2? Vernetzende Formmassen

2.2.2.1? Duroplaste

2.2.2.2? Elastomere

2.2.3? Zusatzstoffe

Literatur Kapitel?2

3 Gestalten von Bauteilen für das Spritzgießen von?Thermoplasten

3.1? Kunststoff als Konstruktionswerkstoff

3.2? Gestaltungsregeln für die fertigungs- und werkstoffgerechte Konstruktion von?Spritzgießbauteilen

3.2.1? Wanddicke so dünn wie möglich auslegen

3.2.2? Gleichbleibende Wanddicken vorsehen

3.2.3? Masseanhäufungen vermeiden

3.2.4? Ecken und Kanten mit Radien versehen

3.2.5? Rippen spritzgießgerecht gestalten

3.2.6? Ebene Flächen vermeiden

3.2.7? Ausreichende Konizitäten vorsehen

3.2.8? Hinterschneidungen vermeiden

3.2.9? Keine genauere Bearbeitung als nötig

3.2.10? Das Potenzial der freien Formgebung ausschöpfen

3.2.11? Position des Angusses bei der Formgestaltung beachten

3.2.12? Kunststoff-Metall-Verbunde spannungsausgleichend gestalten

3.2.13? Löcher und Auskernungen kunststoffgerecht gestalten

3.2.14? Gewinde kunststoffgerecht gestalten

3.2.15? Formteile verfahrensgerecht optimieren

3.3? Prototypenfertigung mithilfe additiver Verfahren

Literatur Kapitel?3

4 Maßänderungen, Schwindung und?Verzug

4.1? Einleitung

4.2? Definitionen zur Schwindung

4.3? Ursache der Schwindung

4.4? Ursachen des anisotropen Schwindungsverhaltens

4.5? Ursachen des Verzugs

4.6? Beeinflussung von Schwindung und?Verzug durch den Prozess

4.7? Hilfsmittel zur Schwindungsvorhersage

4.8? Toleranzen für Kunststoffformteile

4.8.1? Bestimmung der Toleranzgruppe

Literatur Kapitel?4

5 Das Spritzgießwerkzeug, seine Bauarten und?Aufgaben

5.1? Bezeichnungen am Spritzgießwerkzeug

5.2? Einteilung der Werkzeuge

5.3? Aufgaben des Spritzgießwerkzeugs

5.3.1? Kriterien zur Einteilung der Werkzeuge in Gruppen

5.3.2? Prinzipielle Vorgehensweise bei der Werkzeugkonstruktion

5.3.3? Bestimmung der Werkzeuggröße

5.3.3.1? Maximale Formnestzahl

5.3.3.2? Zuhaltekraft

5.3.3.3? Maximale Aufspannfläche

5.3.3.4? Erforderlicher Öffnungshub

5.3.4? Fließweg-Wanddickenverhältnis

5.4? Anordnung der Formnester in?der?Trennebene

5.4.1? Allgemeine Forderungen

5.4.2? Darstellung der Lösungsmöglichkeiten

5.4.3? Kräftegleichgewicht des Werkzeugs beim Füllvorgang

5.4.4? Zahl der Trennebenen

5.4.4.1? Konstruktive Lösungsmöglichkeiten

Literatur Kapitel?5

6 Verfahren zur?Abschätzung der?Werkzeugkosten

6.1? Allgemeines

6.2? Verfahren zur Werkzeugkalkulation

6.3? Das Prinzip der Kostenfunktion

6.3.1? Kalkulationsgruppe?I: Formnest (3.3.1–3.3.4?auszugsweise?aus?[6.9])

6.3.2? Kalkulationsgruppe?II: Grundaufbau

6.3.3? Kalkulationsgruppe?III: Grundfunktionseinheiten

6.3.4? Kalkulationsgruppe?IV: Sonderfunktionseinheiten

6.4? Das Prinzip der Kostenähnlichkeit

6.5? Weitere Kalkulationsansätze

6.5.1? Die ressourcenorientierte Prozesskostenrechnung

6.5.2? Das Prinzip der hierarchischen Ähnlichkeitssuche

6.6? Aktuelle Rechenprogramme

Literatur Kapitel?6

7 Eintritt der Schmelze in das Werkzeug, ihre?Verteilung und?der Füllvorgang der Kavitäten

7.1? Beschreibung des Angusssystems

7.2? Prinzip und Definition verschiedener Angusskanalarten

7.2.1? Normale Verteilerkanäle

7.2.2? Heißkanäle

7.2.3? Kaltkanäle

7.3? Anforderungen an das Angusssystem

7.4? Angussformen

7.5? Angussbuchse

7.6? Gestaltung der Verteilerkanäle

7.7? Gestaltung der Angussstege (Anschnitte)

7.7.1? Lage des Anschnittes am Formteil

7.8? Verteilerkanäle für hochgefüllte Schmelzen

7.9? Verteilerkanäle und Anschnitte für?vernetzende Formmassen

7.9.1? Elastomere

7.9.2? Duroplaste

7.10? Rheologische Werkzeugauslegung

7.10.1? Rheologische Grundlagen [7.39]

7.10.1.1? Ermittlung des viskosen Fließverhaltens unter Scherung?mit Hilfe des Kapillarrheometers

7.10.1.2? Dehnviskosität

7.10.1.3? Gleichungen zur Druckverlustberechnung in Angüssen?und Angussverteilern

7.11? Auslegung von Angüssen und Angussverteilern für vernetzende Formmassen

7.11.1? Elastomere

7.11.1.1? Berechnung des Füllvorgangs

7.11.1.2? Einfluss der Verarbeitungseigenschaften ermittelt anhand von Verarbeitungsfenstern

7.11.1.3? Kritische Anmerkungen und Beispiele zum Modell des?Verarbeitungsfensters

7.11.2? Duroplaste

Literatur Kapitel?7

8 Ausführung der?Angüsse

8.1? Stangenanguss

8.2? Band- oder Filmanguss

8.3? Schirmanguss

8.4? Ringanguss

8.5? Tunnelanguss

8.6? Abreiß-Punktanguss – Dreiplattenwerkzeug

8.7? Vorkammer-Punktanguss

8.8? Angussloses Anspritzen

8.9? Werkzeuge mit Isolierkanalverteilern [8.15]

8.10? Temperierte Angusssysteme – Heißkanal [8.16]

8.10.1? Heißkanalsysteme

8.10.1.1? Wirtschaftliche Vor- und Nachteile der Heißkanalsysteme

8.10.1.2? Heißkanäle für verschiedene Anwendungen und neue?Möglichkeiten

8.10.1.3? Aufbau und Bestandteile eines Heißkanalsystems

8.10.1.3.1? Außen- und Innenbeheizte Systeme

8.10.1.4? Angussbuchse

8.10.1.5? Schmelzefilter

8.10.1.6? Verteilerblöcke

8.10.1.7? Verteilerbalken

8.10.1.8? Heißkanaldüsen (Anspritzdüsen, Anschnittdüsen)

8.10.1.9? Daten zur Auslegung von Heißkanalverteilern

8.10.1.9.1? Verteilerbalken

8.10.1.9.2? Düsenauslegung

8.10.1.9.3? Hinweise zum Betrieb von Heißkanälen

8.10.1.10? Elemente zur Beheizung von Heißkanalsystemen

8.10.1.10.1? Beheizung von Düsen

8.10.1.10.2? Beheizung von Verteilern

8.10.1.10.3? Ermittlung der Heizleistung

8.10.1.10.4? Temperaturregelung in Heißkanälen

8.10.1.10.5? Anordnung der Temperaturfühler

8.10.2? Kaltkanäle

8.10.2.1? Kaltkanalsysteme für Elastomer-Spritzgießwerkzeuge

8.10.2.2? Kaltkanalwerkzeuge für Duroplaste

Literatur Kapitel?8

9 Entlüften der?Werkzeuge

9.1? Passive Entlüftung

9.2? Aktive Entlüftung

9.3? Entlüften beim Gasgegendruckspritzgießen

Literatur Kapitel?9

10 Die thermische Auslegung

10.1? Kühlzeit (Temperierzeit)

10.2? Kühlzeitermittlung bei Thermoplasten

10.2.1? Kühlzeit bei asymmetrischen Wandtemperaturen

10.2.2? Kühlzeit bei anderen Geometrien

10.3? Temperaturleitfähigkeit verschiedener?Formmassen

10.3.1? Die Temperaturleitfähigkeit duroplastischer Formmassen

10.4? Die Wärmeströme und?die?Temperierleistung

10.4.1? Thermoplaste

10.4.2? Vernetzende Formmassen [10.14]

10.5? Analytische thermische Berechnung anhand des spezifischen Wärmestroms (globale Auslegung)

10.5.1? Berechnungsablauf

10.5.1.1? Kühlzeitberechnung

10.5.1.2? Wärmestrombilanz

10.5.1.3? Temperiermitteldurchsatz

10.5.1.4? Temperierkanaldurchmesser

10.5.1.5? Lage der Temperierkanäle

10.5.1.6? Auslegung des Temperierkreislaufes

10.5.1.6.1? Temperiermitteldurchsatz

10.5.1.6.2? Berechnung des Druckbedarfs und der Pumpleistung

10.5.2? Beispiel für die Auslegung von Temperierkanälen [10.25]

10.6? Berechnung der Heizleistung von Werkzeugen für vernetzende Werkstoffe

10.7? Thermische Auslegung von Werkzeugen für vernetzende Kunststoffe [10.29]

10.7.1? Wärmehaushalt

10.7.2? Temperaturverteilung

10.8? Einfache Abschätzung der?unterschiedlichen Wärmeströme an kritischen?Stellen

10.9? Numerische Berechnung zur?thermischen Auslegung

10.9.1? Thermische Formteilsimulation

10.9.2? Simulation von Temperierkanälen

10.9.3? Simulation von Heizelementen

10.9.4? Simulation von Werkzeugelementen

Literatur Kapitel?10

11 Temperierkonzepte

11.1? Praktische Ausführung der Kühlkanäle

11.1.1? Temperiersysteme für Kerne und rotationssymmetrische Formteile

11.1.2? Temperiersysteme für flächige Formteile

11.1.3? Abdichten der Temperiersysteme

11.1.4? Konturnahe Temperierung

11.1.5? Empirische Praxis zur Kompensation des Verzugs aus Wärmestromdifferenzen in Ecken bei thermoplastischen Formteilen

11.1.5.1? Änderung der Eckengeometrie

11.1.5.2? Partielle Anpassung der Wärmeströme

11.2? Praktische Ausführung der?elektrischen Beheizung von?Duroplastwerkzeugen

11.3? Temperiergeräte für Spritzgieß- und?Presswerkzeuge

11.3.1? Aufgabe, Prinzip, Einteilung

11.3.2? Kontinuierlich arbeitende Anlagen

11.3.2.1? Durchflusstemperierung

11.3.2.2? Temperiergeräte mit eigenem Kreislauf.

11.3.2.3? Diskontinuierlich arbeitende Temperieranlagen (Impulskühlung)

11.3.2.4? Diskontinuierlich mit alternativ wechselnder Temperatur arbeitende Temperieranlagen (sogenannte?variotherme?Temperierung)

11.3.3? Regelung

11.3.3.1? Regelungsarten

11.3.3.1.1? Regelung der Mediumstemperatur

11.3.3.1.2? Regelung der Werkzeugtemperatur

11.3.3.1.3? Kaskadenregelung

11.3.4? Auswahl eines geeigneten Temperiergeräts

11.3.5? Wartung, Reinigung

Literatur Kapitel?11

12 Mechanische Auslegung von Spritzgieß­werkzeugen

12.1? Die Werkzeugverformung

12.2? Analyse und Bewertung der?Verformungen

12.3? Grundlagen zur Beschreibung der?Deformationen

12.3.1? Einfache Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung

12.3.2? Genauere Rechnung zur Abschätzung der Spaltbildung und?Verhinderung von Schwimmhäuten und Graten

12.4? Das Überlagerungsverfahren

12.4.1? Zusammengeschaltete Federn als Ersatzelemente

12.4.1.1? Parallelschaltung von Elementen

12.4.1.2? Reihenschaltung von Elementen

12.5? Ermittlung der Werkzeugwanddicken und ihrer Verformungen

12.5.1? Darstellung der einzelnen Belastungsarten und Verformungen

12.5.2? Dimensionierung kreiszylindrischer Formnester

12.5.3? Dimensionierung von nichtrunden Werkzeugkonturen

12.5.4? Dimensionierung der Werkzeugplatten

12.6? Vorgehen bei der Dimensionierung einer Werkzeugwand unter?Forminnendruck

12.7? Verformung von Backenwerkzeugen unter Forminnendruck (auch?gültig?für?Schieberwerkzeuge)

12.8? Vorbereitungen der Verformungsrechnungen

12.8.1? Vereinfachungen der Geometrie

12.8.2? Hinweise zur Wahl der Randbedingungen

12.9? Rechenbeispiele

12.10? Identifizierung kritischer Formteil­bereiche und deren Auslegung im?Rahmen eines Virtual?Prototyping

12.11? Versatz von Kernen und Einlegeteilen

12.11.1? Versatz von Kernen

12.11.1.1? Abschätzung des maximalen Kernversatzes

12.11.1.2? Kernversatz am runden Kern mit Punktanschnitt seitlich am Fuß (starre Einspannung)

12.11.1.3? Kernversatz am runden Kern mit Schirmanguss (starre?Einspannung)

12.11.1.4? Kernversatz bei verschiedenen Anguss- und Anschnittformen (starre Einspannung)

12.11.1.5? Numerische Berechnung des Kernversatzes

12.11.2? Versatz von Einlegeteilen

12.11.2.1? Analytische Berechnung der Verformung von Metalleinlegeteilen am Beispiel zylindrischer Walzenkörper [12.19]

12.11.2.2? Numerische Berechnung der Verformung von Einlegeteilen

12.11.3? Konstruktionsbeispiele für die Kerneinspannung und?für?die?Zentrierung tiefer Werkzeuge

12.12? Weitere Belastungen

12.12.1? Die Abschätzung der zusätzlich auftretenden Belastungen

Literatur Kapitel?12

13 Zentrierung, Führung und Handling der?Werkzeuge

13.1? Aufgabe der Führung und Zentrierung

13.2? Zentrierung des Werkzeugs auf?der?Schließeinheit

13.3? Innere Führung und Zentrierung

13.4? Führung und Zentrierung bei?großen?Werkzeugen

Literatur Kapitel?13

14 Werkzeugwechsel- und Spannsysteme

14.1? Werkzeugwechselsysteme

14.2? Manuell-mechanisch-arbeitende Werkzeugwechselsysteme

14.3? Hydraulisch arbeitende Spannsysteme

14.3.1? Adaptive Spannsysteme

14.3.2? Integrierte Spannsysteme

14.4? Magnetsysteme zum Spannen von?Spritzgießwerkzeugen

14.5? Automatische Kupplungssysteme für?Energietransport und Sensorik

14.6? Auswerferkupplungssysteme

14.7? Transportmittel für den Werkzeugwechsel

Literatur Kapitel?14

15 Entformen gespritzter Teile

15.1? Übersicht über Entformungsarten

15.2? Auslegung des Entformungssystems – Entformungskräfte und Öffnungskräfte [15.5]

15.2.1? Allgemeines

15.2.2? Möglichkeiten zur Bestimmung der Entformungskräfte

15.2.2.1? Haftreibungskoeffizienten zur Ermittlung von Entformungs- und Öffnungskräften

15.2.2.2? Rechnerische Abschätzmethode für zylindrische Hülsen

15.2.2.3? Rechteckige Hülsen

15.2.2.4? Konische Hülsen

15.2.2.5? Zusammenstellung verschiedener Grundfälle

15.2.3? Entformungskraft für komplexe Formteile am Beispiel eines Lüfterrades

15.2.4? Numerische Berechnung von Entformungsvorgängen (bei?Elastomerformteilen)

15.2.5? Abschätzung der Öffnungskräfte

15.2.5.1? Zustandsverlauf im p-v-T-Diagramm bei unterschiedlichen Werkzeugsteifigkeiten

15.2.5.2? Mittlere Öffnungskräfte

15.2.5.3? Gesamte Öffnungskraft

15.3? Auswerferarten

15.3.1? Gestaltung und Dimensionierung von Auswerferstiften

15.3.2? Angriffsorte von Stiften und anderen Entformungselementen

15.3.3? Aufnahme der Auswerferstifte in den Auswerferplatten

15.4? Betätigung und Betätigungsmittel für?das Auswerfen

15.4.1? Betätigungsarten und Wahl des Angriffsortes

15.4.2? Betätigungsmittel

15.5? Besondere Auswerfersysteme

15.5.1? Doppeletagenauswurf (zweifacher Auswerferweg)

15.5.2? Gemischtes Auswerfen

15.5.3? Dreiplattenwerkzeug

15.5.3.1? Unterteilung der Auswerferbewegung durch Zuganker

15.5.3.2? Unterteilung der Auswerferbewegung durch einen Klinkenzug

15.5.3.3? Entformen auf der Düsenseite

15.6? Auswerferrückzug

15.7? Entformen von Formteilen mit?Hinterschneidungen

15.7.1? Entformen von Formteilen mit Hinterschneidungen durch Abschieben

15.7.2? Zulässige Hinterschnitthöhe am Beispiel von Schnappverbindungen

15.8? Entformen von Gewinden

15.8.1? Entformen von Formteilen mit Innengewinde

15.8.1.1? Abstreiferwerkzeuge

15.8.1.2? Zusammenklappende Kerne

15.8.1.3? Werkzeuge mit Wechselkernen

15.8.2? Abschraubwerkzeuge

15.8.3? Entformen von Formteilen mit Außengewinde

15.9? Hinterschneidungen in nicht rotationssymmetrischen Formteilen

15.9.1? Innere Hinterschneidungen

15.9.2? Äußere Hinterschneidungen

15.9.2.1? Schieberwerkzeuge

15.9.2.2? Backenwerkzeuge

15.9.3? Werkzeuge mit Kernzügen

Literatur Kapitel?15

16 Rechnerunterstützte Werkzeugauslegung und CAD-Einsatz in der Werkzeug­konstruktion

16.1? CAD-Einsatz in der Werkzeugkonstruktion

16.1.1? Einleitung

16.1.1.1? Assoziativität, Parametrik/Varimetrik, Feature-Verarbeitung, Datenformate

16.1.2? CAD-Anwendung im Werkzeugbau

16.1.2.1? Geometrieerzeugung/Modellierung

16.1.3? Integrierte Funktionalitäten für den Werkzeugbau

16.1.3.1? Anwendungsspezifische Funktionserweiterung

16.1.3.2? Möglichkeiten des Concurrent-Engineering durch CAD?Einsatz

16.2? Spritzgießsimulation

16.2.1? Vorteile der Spritzgießsimulation während der Entwicklungsphase

16.2.2? Reduktion der Kosten durch den Einsatz von Simulationstechniken

16.2.3? Erstellung einer Spritzgießsimulation

16.2.4? Auslegung des Angusssystems

16.2.5? Schwindungs- und Verzugsberechnung

16.2.6? Simulation von Spritzgießsonderverfahren

16.2.7? Optimierte Spritzgießsimulation

Literatur Kapitel?16

17 Spezielle Werkzeuge zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit

17.1? Familienwerkzeuge

17.2? Etagenwerkzeuge

17.2.1? Etagenwendetechnik – Würfeltechnik

17.2.2? Etagenwendetechnik – Quader mit umlaufenden Kavitäten

17.3? Werkzeuge mit modular umsetzbaren Kavitäten

17.3.1? Paternoster-Werkzeuge

17.3.2? Shuttle-Molding

17.4? Tandemwerkzeuge

17.4.1? Tandemwendetechnik

17.5? Injection-Transfer-Molding-Werkzeuge (ITM)

17.5.1? Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Elastomerverarbeitung

17.5.2? Werkzeuge für das ITM-Verfahren in der Thermoplastverarbeitung

Literatur Kapitel?17

18 Werkzeuge für Spritzgieß­sonderverfahren

18.1? Mehrkomponenten-Spritzgießen

18.1.1? Additionsverfahren

18.1.2? Sequenzverfahren

18.1.2.1? Intervall-Spritzgießen

18.1.2.2? Sandwich-Spritzgießen

18.2? Fluidinjektionstechnik

18.2.1? Verfahrensvarianten

18.2.2? Verfahrenstechnische Aspekte

18.2.3? Injektortechnologie

18.2.4? Injektoren für die Gasinjektionstechnik

18.2.5? Injektoren für die Wasserinjektionstechnik

18.2.5.1? Selbstbetätigte Injektoren

18.2.5.2? Fremdbetätigte Injektoren

18.2.5.3? Ziehende und stechende Injektoren

18.2.5.4? Axial- und Radialinjektoren

18.2.5.5? Generelle Gestaltungshinweise für WIT-Injektoren

18.2.6? Designrichtlinien für Bauteile und Werkzeuge bei der FIT

18.2.6.1? Stabförmige FIT-Formteile

18.2.6.2? Flächige Formteile mit Rippen

18.2.6.3? Formteile mit dickwandigen Bereichen

18.2.6.4? Mehrkavitätenwerkzeuge

18.2.6.5? Gestaltung von Nebenkavitäten

18.3? Thermoplast-Schaumspritzgießen

18.3.1? Formteilgestaltung

18.3.1.1? Wanddicken, Wanddickensprünge

18.3.1.2? Rippen, Dome, Schnapphaken

18.3.1.3? Fließhindernisse

18.3.2? Angusssystem

18.3.2.1? Balancierung des Angusssystems

18.3.2.2? Angussbuchse

18.3.2.3? Anschnittarten

18.3.2.4? Lage der Anspritzpunkte

18.3.3? Temperierung beim Schaumspritzgießen

18.3.4? Entlüftung (vgl. Kapitel?9)

18.3.5? Werkzeugmaterialien beim Schaumspritzgießen

18.3.6? Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim?Schaumspritzgießen

18.3.6.1? „Atmendes“ Werkzeug

18.3.6.2? Gasgegendruckverfahren

18.3.6.3? Werkzeuginnendrücke beim Schaumspritzgießen

18.3.6.4? Verwendung von Oberflächenstrukturierungen

18.3.6.5? Verwendung von Beschichtungen im Werkzeug

18.3.6.6? Variotherme Temperierung

18.4? Spritzprägen

18.4.1? Verfahrensvarianten

18.4.2? Werkzeugtechnik für das Spritzprägen

18.4.3? Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile des Spritzprägens

18.5? Hinterspritzen

18.5.1? Einleitung

18.5.2? Einstufige Dekorationsverfahren

18.5.2.1? Textilhinterspritztechnik/Textilmelttechnik

18.5.2.2? In-Mold-Labeling (IML)

18.5.2.3? In-Mold-Decoration (IMD)

18.5.2.4? In-Mold-Decoration/Insert-Molding/Insert-Molding-Decoration

18.5.2.5? Folienhinterspritztechnik (FHST)/In-Mold-Surfacing Technik (ISF)/Paintless-Film-Molding/In-Mold-Decoration (IMD-3D/F)

18.5.2.6? In-Mold Coating (IMC)/In-Mold-Painting (IMP)

18.5.2.7? Mehrfarbenspritzgießen/In-Lay-Technik

18.5.2.8? Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozesses

18.5.3? Werkzeugtechnik

18.6? Spritzgießen von Mikroformteilen [18.182]

18.6.1? Werkzeugtechnik und Prozessführung

18.6.2? Herstellungsverfahren für Mikrokavitäten

18.7? Flüssigsilikonverarbeitung [18.199]

18.7.1? Maschinen- und Anlagentechnik für die LSR-Verarbeitung

18.7.2? Werkzeugtechnik

18.8? Spritzgießen von überlangen und?endlosen Bauteilen

18.8.1? Prozessführung

18.8.2? Werkzeugtechnik für das Exjection-Verfahren

Literatur Kapitel?18

19 Messen in Spritzgießwerkzeugen

19.1? Werkzeuginnendrucksensoren

19.1.1? Positionierung von Werkzeuginnendrucksensoren

19.1.2? Sensoren zur Messung des Werkzeuginnendrucks

19.1.2.1? Direkt messende Werkzeuginnendrucksensoren

19.1.2.2? Indirekt messende Werkzeuginnendrucksensoren

19.2? Temperatursensoren

19.2.1? Temperatursensoren mit Schmelzekontakt

19.2.1.1? Kontakttemperatursensoren

19.2.1.2? IR-Sensoren

19.3? Prozessoptimierung mit Werkzeuginnendrucksensoren

19.4? Produktions-/Qualitätsüberwachung und Qualitätsdokumentation mit?Sensoren

19.4.1? Online-Qualitätsüberwachung auf der Basis von Prozessgrößen

19.4.2? Online-Qualitätsüberwachung auf Basis von Qualitätsmodellen

19.5? Eingebettete Datenerfassungs- und Diagnosesysteme in?Spritzgießwerkzeugen

19.6? Messtechnik beim Einfahren und zur praktischen Überprüfung von Spritzgießwerkzeugen im Betrieb [19.36]

19.7? Einsatz der IR-Thermografie [19.36]

19.7.1? Grundlagen

19.7.2? Anwendungen der Thermografie bei Spritzgießwerkzeugen

19.7.3? Ist-Analysen an Werkzeugen und Produktionsprozessen

19.7.4? Werkzeugwandtemperatur/Formteiloberflächentemperatur

19.7.5? Einsatzmöglichkeiten von IR-Thermografie

19.7.5.1? Thermografie der Formteile

19.7.5.2? Thermografie an Werkzeugen

19.7.6? Erkennung von Temperierfehler an Werkzeugen mittels?IR?Thermografie

19.7.6.1? Thermografie an Heißkanal-Systemen

19.7.6.2? Verstopfte Kühlbohrungen

19.7.7? Optimierungsbeispiel Stoßfänger

Literatur Kapitel?19

20 Maßnahmen zur Beseitigung von Verarbeitungsfehlern beim Spritzgießen

Literatur Kapitel?20

21 Instandhaltung von Spritzgießwerkzeugen

21.1? Instandhaltung

21.2? Vorgehensweise zur planmäßigen Werkzeug-Instandhaltung

21.2.1? Datenerfassung

21.2.2? Lagerung der Werkzeuge

21.2.3? Anforderungen an das Werkzeuglager

21.3? Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten

21.3.1? Pflege und Wartung der Werkzeugoberflächen

21.3.1.1? Wischen, Bürsten und Polieren

21.3.1.2? Reinigen durch Strahlen

21.3.1.2.1? Trocken-Nassdampf- oder Heißwassersprühstrahler

21.3.1.2.2? Organische Strahlmittel

21.3.1.2.3? Reinigen mit Trockeneis

21.3.1.2.4? Reinigen mit Laser

21.3.2? Reinigen mit Ultraschall

21.4? Pflege und Wartung der?Temperiersysteme

21.5? Pflege und Wartung des Heiz- und Regelsystems

21.6? Pflege und Wartung des Angusssystems

21.7? Pflege und Wartung von Gleitführungen

21.8? Pflegemaßnahmen vor der Einlagerung

21.9? Reparaturen und Änderungen an?Spritzgießwerkzeugen

21.9.1? Mechanische Nacharbeit und Austausch von Teilen oder Baugruppen

21.9.2? Einsetzen oder Einlöten von Stiften oder Kernen

21.9.3? Reparaturen und Änderungen durch Materialauftrag

21.9.3.1? Laserstrahlschweißen

21.9.3.2? Elektrische Schweißverfahren

21.9.3.3? Werkzeugreparaturen mit „Plastik-Stahl“

Literatur Kapitel?21

22 Standardisierung – Werkzeugnormalien

Literatur Kapitel?22

23 Werkstoffe und Beschichtungen für den Werkzeugbau

23.1? Stähle

23.2? Nichteisenmetallische Werkstoffe

23.2.1? Kupferlegierungen

23.2.2? Zink und dessen Legierungen

23.2.3? Aluminiumlegierungen

23.2.4? Zinn-Wismut-Legierungen

23.2.5? Keramische Werkstoffe

23.3? Galvanisch abgeschiedene Werkstoffe

23.4? Oberflächenbehandlung von Stählen für Spritzgießwerkzeuge

23.4.1? Generelle Hinweise

23.4.2? Thermische Behandlungsverfahren

23.4.3? Thermochemische Behandlungsverfahren

23.4.3.1? Einsatzhärten

23.4.3.2? Nitrieren

23.4.3.3? Borieren

23.4.4? Elektrochemische Behandlungsverfahren

23.4.4.1? Hartverchromen

23.4.4.2? Vernickeln

23.4.5? Beschichten bei niedrigen Drücken

23.4.5.1? Chemische Gasphasenabscheidung, CVD-Verfahren

23.4.5.2? Physikalische Gasphasenabscheidung, PVD-Verfahren

23.4.6? Laserstrahloberflächenbehandlung (LOB)

23.4.6.1? Laserstrahlhärten und -umschmelzen

23.4.6.2? Laserstrahllegieren, -dispergieren und -beschichten

23.4.7? Lamcoat-Beschichtung

Literatur Kapitel?23

24 Fertigungsverfahren für?Spritzgießwerkzeuge

24.1? Spanende Bearbeitungsverfahren

24.1.1? Zerspanung mit definierter Schneide

24.1.1.1? Drehen

24.1.1.2? Bohren

24.1.1.3? Fräsen

24.1.1.3.1? Konventionelle Fräsbearbeitung

24.1.1.3.2? HSC-Fräsen

24.1.1.3.3? Hartfräsen

24.1.1.3.4? Fünfachsbearbeitung

24.1.1.4? Verfahrensabgrenzung

24.1.2? Zerspanung mit undefinierter Schneide

24.1.2.1? Flachschleifen

24.1.2.2? Koordinatenschleifen

24.1.2.3? Strahlläppen

24.1.2.4? Druckfließläppen

24.2? Abtragende Fertigungsverfahren

24.2.1? Funkenerosives Abtragen (EDM, Electric-Discharge-Machining)

24.2.1.1? Funkenerosives Senken

24.2.1.2? Funkenerosives Schneiden mit Drahtelektroden

24.2.2? Abtragen durch elektrochemische Auflösung (ECM,?Electric?Chemical-Machining)

24.2.2.1? Elektrochemisches Polieren

24.2.2.2? Elektrochemisches Ätzen

24.3? Polieren

24.3.1? Theorien zum Materialabtrag bei der Politur

24.3.2? Maschinensysteme

24.3.3? Aufbau und Zusammensetzung der Werkzeuge

24.3.3.1? Poliermittelträger

24.3.3.2? Poliermittel

24.4? Laser-Carving

24.5? Additive Fertigung für?Spritzgießwerkzeuge

24.5.1? Einleitung

24.5.2? Direkte additive Fertigung

24.5.2.1? Stereolithographie

24.5.2.2? Poly-Jet-Verfahren für duroplastische Werkzeugeinsätze

24.5.2.3? Schmelzeschichten/Fused-Layer-Modeling

24.5.2.4? Selektives Lasersintern von Metallen

24.5.2.5? Selektives Laserschmelzen von Stählen und Metallen

24.5.2.6? Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen

24.6? Hybride Fertigungsstrategien

24.7? Herstellung von Spritzgießformen und?Formeinsätzen durch Gießen

24.7.1? Gießen in verlorenen Formen mit Dauermodellen

24.7.1.1? Sandgießen

24.7.1.2? Maskenformverfahren

24.7.1.3? Shaw-Verfahren

24.7.2? Gießen in verlorenen Formen mit verlorenen Modellen

24.7.2.1? Feingießen

24.7.2.2? Vollformgießen

24.7.2.3? Verfahren in Dauerformen

24.7.2.4? Kokillengießen

24.7.2.5? Druckgießen

24.7.2.6? Harzabgießen

24.7.2.7? Vakuumgießen

24.7.2.8? Metallspritzen

24.7.2.9? Galvanoformen

24.7.3? Wahl des Gießverfahrens beim Werkzeugbau

24.8? Einsenken

Literatur Kapitel?24

Stichwortverzeichnis