Maßhaltige Kunststoff-Formteile - Toleranzen und Formteilengineering

Bernd-Rüdiger Meyer, Dirk Falke

Maßhaltige Kunststoff-Formteile

Toleranzen und Formteilengineering

2019

184 Seiten

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ISBN: 9783446460683

 

Inhalt

12

Die Autoren

6

Vorwort

8

1 Grundsätze zur Entwicklung maßhaltiger Formteile

16

1.1 Partner bei der Produktionsvorbereitung von Kunststoffteilen

16

1.2 Zeichnungen und Datensätze – Funktionen und Festlegungen

18

1.3 Qualitätsanforderungen an Kunststoff-Formteile unter den Bedingungen der Globalisierung

21

1.4 Sinn und Unsinn moderner Messdatenerfassung

30

1.5 Stellungnahme zur DIN 16901

31

1.6 Fachlich fundiertes Projektmanagement als Voraussetzung für den Projekterfolg

33

2 Maßhaltigkeit und geometrische Produktspezifikation

36

2.1 Geometrische Produktspezifikation und Toleranzarten

36

2.2 Toleranzfeldlagen und Tolerierungsarten für die Formteilfertigung

39

2.3 Wirkzusammenhänge von Maßen (Toleranzanalysen)

42

2.4 Toleranzfestlegung

45

2.5 Rauheitstoleranzen

48

3 Einführung in das funktionsorientierte Toleranzdesign

50

3.1 Bezüge

53

3.2 Toleranzen

56

4 Maßbezugsebenen für die Anwendung und Fertigung von Formteilen

60

4.1 Definition der Maßbezugsebenen

60

4.2 Bestimmung der anwendungsbedingten Maßverschiebung und Maßstreuung

64

4.3 Demonstrationsbeispiel für den Übergang der Maßbezugsebenen

71

5 Kunststoffeigenschaften und deren Einfluss auf die Formteile unter Berücksichtigung der Maßhaltigkeit

76

5.1 Einführung

76

5.2 Strukturbeschreibung der Polymere

79

5.2.1 Chemische Strukturen (Konstitution der Makromoleküle)

79

5.2.2 Morphologische Strukturen (Konformation und Aggregation der Makromoleküle)

83

5.2.3 Vernetzte Strukturen

88

5.2.4 Polymermodifizierung durch Mischungen und Verbunde

89

5.3 Thermisch-mechanische Zustände von Polymeren

89

5.3.1 Verformungsarten bei mechanischer Beanspruchung

89

5.3.2 Thermische Zustände und Übergangsbereiche

90

5.4 Deformations- und Fließverhalten von Polymeren

96

5.4.1 Verarbeitungstechnologische Aspekte

96

5.4.2 Steifigkeit und p-v-T-Verhalten

96

5.4.3 Fließverhalten von Polymerschmelzen

98

5.4.4 Quellströmung beim Spritzgießen

101

5.5 Schwindungsverhalten von Kunststoff-Formteilen

104

5.5.1 Gegenstand und Definitionen zur Verarbeitungsschwindung

104

5.5.2 Beeinflussung der Verarbeitungsschwindung beim Thermoplastspritzgießen

105

5.6 Verzugsverhalten von Kunststoff-Formteilen

109

5.6.1 Verzug als Verformungs- und Stabilitätsproblem

109

5.6.2 Gestaltungsbeispiele für maßhaltige Kunststoff-Formteile

111

5.7 Richtwerte der Verarbeitungsschwindung für Kunststoffe

114

5.7.1 Bewertungsgrundlagen

114

5.7.2 Schwindmaßtabellen

116

5.8 Wärmedehnung, Nachschwindung und Quellung von Kunststoffen

121

5.8.1 Problemabgrenzung

121

5.8.2 Wärmedehnung

121

5.8.3 Nachschwindung

122

5.8.4 Quellung

125

6 Einfluss der Werkzeugkonzeption auf die Maßhaltigkeit

128

6.1 Einführung – Besonderheiten im Werkzeugbau

128

6.2 Deformation der Formteile beim Entformen

130

6.2.1 Verfahrenstechnische Deformation des Formteils

130

6.2.2 Werkzeugbedingte Deformationen des Formteils

132

6.3 Das Werkzeugkonzept

135

6.4 Die typischen Projektpartner

136

6.5 Die insbesondere die Maßhaltigkeit beeinflussenden Werkzeugeigenschaften

137

6.5.1 Allgemeines

137

6.5.2 Werkzeugtemperierung

138

6.5.3 Rheologische Ausbalancierung der Werkzeuge

139

6.6 Relevante Kostenanteile der Werkzeugkosten

142

6.7 Zusammenfassung

143

7 Anwendungsmöglichkeiten der Konstruktions- und Simulationstechniken

144

7.1 Grundlagen der Simulationsrechnungen

144

7.2 Modellaufbereitung

145

7.3 Füllsimulation

146

7.4 Simulation der Werkzeugtemperierung

148

7.5 Verzugssimulation

149

7.6 Bewertung der Simulationsergebnisse

152

8 Fertigungstolerierung nach DIN 16742/ ISO 20457

156

8.1 Konzeptionelle Grundlagen und Anwendungsbereich der DIN 16742/ ISO 20457

156

8.1.1 Konzeptionelle Grundlagen

156

8.1.2 Anwendungsbereich

160

8.2 Grenzabmaße für Größenmaße (Dimensionelle Tolerierung)

162

8.2.1 Bestimmung der Toleranzgruppen und Toleranzreihen

162

8.2.2 Einfluss von Recyclatzusätzen auf die Fertigungsgenauigkeit von Thermoplastformteilen

169

8.3 Positions- und Profilformtolerierung (Geometrische Tolerierung)

171

8.4 Beispiele für die dimensionelle Tolerierung

173

9 Literatur

178

10 Normenverzeichnis

180

Register

182

 

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