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Was ist die Wickelrohrtechnik?
(nur Bilder)
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Was ist Kalandrieren?
Ausformen thermoplastischer Massen zwischen zwei bzw. mehreren Walzen zu einem endlosen Band
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Nenne Eigenschaften (4) des Kalandrierens!
Was wird hergestellt (5)?
- Eigenschaften:
- hoher Durchsatz
- leichte Zugänglichkeit der Anlage
- schneller Materialwechsel
- teure Anlagentechnik
- Produkte:
- Herstellung von Folien und Platten
- Beschichtung
- Hauptsächlich PVC Verarbeitung (Dachhäute, Deponiebahnen)
- kalanderförmige Glättwerke bei der Herstellung von hochwertigen Platten aus PMMA und PVC
- Herstellung von Mehrschichtfolien
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Wie sieht eine Kalandrierwalze aus?
Was ist als max. Walzenbreite möglich?
Nenne grob Durchsätze und Abzugsgeschwindigkeit!
- max. Walzenbreite: 3000 mm
- Durchsätze: mehrere Tonnen/Stunde
- Abzugsgeschwindigkeit: ~0,5-100 m/min
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Was siehst du hier?
Benenne!
- Kalanderstrasse
- 1: Extruder
- 2: Walzwerk
- 3: Schneckenpresse mit Sieb
- 4: Formgebungskalander
- 5: Abzug
- 6: Kühlwalzen
- 7: Aufwicklung
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Wie lässt sich beim Kalandrieren die Oberflächenqualität des Produktes einstellen?
Durch unterschiedliche Temperaturen der Walzen und leicht unterschiedliche Geschwindigkeiten der Walzen
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Was sind die wesentlichen Stationen einer Kalanderstrasse (6)?
Was kann zwischen diesen Stationen angebracht werden?
- Wägestation und Vormischen
- Plastifizieranlage
- Kalander zum Ausformen und Kalibrieren
- Kühlwalzen
- Abzugswalzen
- Wickelvorrichtung
Vorrichtungen zum Recken, Prägen oder andere Verfahrensprozesse. Die Plastifizierung und Formgebung erfolgt beim Kalandrieren im Gegensatz zum Extrudieren getrennt
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Was siehst du hier?
Benenne!
- Kurzhubpresse mit Parallelführung zum Pressen duroplastischer Formmassen
- 1: Schließteil
- 2: Klemmung
- 3: Schließbewegung
- 4: Zugsäule
- 5: Preßhub
- 6: Aufspannplatte (hydrostat. gelagert)
- 7: Hauptzylinder
- 8: Rückzugkolben
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Zeige anhand eines Diagramms, in welchem Zeitraum ein Duroplast verarbeitbar ist!
(samt Achsbeschriftung und zwei unterschiedlichen werkstoffabhängigen Kurven)
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Nenne die Schritte des Verfahrensablaufs beim Herstellen von duroplastischen Formteilen (8)!
- Vorwärmen der Formmasse
- Dosieren und Einfüllen ins Werkzeug
- Aufschmelzen
- Lüften zum Entgasen
- Formen
- Härten
- Auswerfen
- Entgraten
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Welche unterschiedlichen Presswerkzeuge werden bei der Verarbeitung duroplastischer Formassen eingesetzt?
Welcher Unterschied besteht gegenüber Spritzgusswerkzeugen?
- stets beheizt (oft indirekt durch Leitung von der beheizten Pressplatte bewirkt)
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Nenne die Schritte des Verfahrensablaufs beim Gießen von Duroplasten (5)!
Beschreibe jeden Schritt kurz!
- Aufbereiten
- Vermischen der Reaktionspartner
- Vergießen
- Aushärten in der Form
- Entformen und evtl. Nachhärtung des Formteils im Wärmeschrank und Nachbearbeitung
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Beschreibe kurz den Schritt "Aufbereiten" beim Verfahrenablauf des Gießens duroplastischer Formmassen!
- Füllstoffe werden in die mengenmäßig überwiegende Harzkomponente eingearbeitet
- Bei hochwertigen Bauteilen, wird der Füllstoff schon in der 2. Verarbeitungsstufe mit dem Harz unter Vakuum vermischt
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Beschreibe kurz den Schritt "Vermischen der Reaktionspartner" beim Verfahrenablauf des Gießens duroplastischer Formmassen!
- Einmischen des Härters erfolgt unter Vakuum, um Gaseinschlüsse zu vermeiden
- genau geregelte Temperaturführung, um vorzeitige Reaktion zu vermeiden
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Beschreibe kurz den Schritt "Vergießen" beim Verfahrenablauf des Gießens duroplastischer Formmassen!
- Vergießen mit oder ohne Vakuum
- Da Epoxidharze sehr adhäsiv, unbedingt vor Eintragen des Gießharzes Trennmittel auf die Werkzeugoberfläche
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Beschreibe kurz den Schritt "Aushärten" beim Verfahrenablauf des Gießens duroplastischer Formmassen!
Temperaturführung des Ofens mit der Temperaturentwicklung durch die Vernetzungsreaktion des Harzes abgestimmen
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Beschreibe kurz den Schritt "Nachbearbeiten" beim Verfahrenablauf des Gießens duroplastischer Formmassen!
Evtl. Nachhärtung und Entfernung von Anguss und Steigern erforderlich
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Was siehst du hier?
Benenne!
- Mehrstationenmaschine zum Thermoformen
- 1: Heizstation
- 2: Formstation
- 3: Stanzstation
- 4: Stapel
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Welche Varianten des Thermoformens werden unterscheiden (3)?
- Druckluftnegativ-Formen mit und ohne Vorstreckstempel
- Positiv-Formen mit Vorblasen
- Rotationsformen
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Zeige den schematischen Ablauf des Druckluftnegativ-Formens mit und ohne Vorstreckstempel!
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Zeige den schematischen Ablauf des Positiv-Formens mit Vorblasen!
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Zeige schematisch die Schritte des Rotationsformens!
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Nenne Eigenschaften des Rotationsformens!
Was wird hergestellt?
Was kann verarbeitet werden?
- Analog zum Schleuderguss bei Metallrohren
- Material wird durch die Zentrifugalkraftverdichtet
- Verarbeitet werden können: Gießharze oder das Pulver eines Thermoplasten
- zur Herstellung von Rohren ist nur eine Rotationsachse erforderlich
- Rohre mit großem Durchmesser sind mit diesem Verfahren herstellbar
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Nenne in der Kunststofftehnik verwendete Fügeverfahren (4)!
- Schrauben
- Kleben
- Formschlüssige Verbindungen
- Schweißen
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Wie unterteilt sich Schweißen in der Kunststofftechnik weiter (7)?
- Heizelementschweißen
- Heizwendelschweißen
- Warmgasschweißen
- Vibrationsschweißen
- Ultraschallschweißen
- Induktionsschweißen
- Laserschweißen
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Welche Schweißverfahren sind besonders gut für Großserien geeignet?
Laser und Ultraschallverfahren
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Welche Schweißverfahren werden bei individuellen Bauteilen oft verwendet?
Warmgasverfahren
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Wie wird beispielsweise ein dickwandiges PE-Rohr gefügt?
Heizelement- oder Heizwendelschweißverfahren
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Wie werden kleine elektronische Konsumartikel gefügt?
Laser- und Ultraschallschweißen
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Was ist bei Kunststoffverschraubungen besonders zu beachten?
- Beachtung des viskoelastischen Fließens (Relaxation)
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Welche Klebearten gibt es?
- Adhäsionskleben
- Lösungsmittelkleben
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Was muss beim Adhäsionskleben beachtet werden?
- Vorbehandlung der Klebeflächen
- Medienbeständigkeit des Grundwerkstoffes
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Was ist beim Lösungsmittelkleben zu beachten?
- Auswahl aus amorphen Thermoplasten
- Medienbeständigkeit des Grundwerkstoffes
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Nenne Einflussfaktoren beim Kleben (8)!
- Sauberkeit der Oberfläche
- Rauhigkeit der Oberfläche
- Geometrie der Klebefuge
- Dicke der Klebschicht
- Polarität des Kunststoffes
- Füllstoffe
- Weichmacher
- Viskosität der Klebstoffe
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Welche beiden formschlüssigen Fügeverfahren haben wir kennengelernt?
- Bsp. Schnappverbindung
- Unlösbare Verbindungen
- Lösbare Verbindungen
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Was ist Schweißen im Allg.?
- Beide Fügepartner müssen aufgeschmolzen werden
- Ausbildung einer Schmelzzone
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Zeige die Vorgänge beim Schweißen auf Molekularer Ebene!
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Was ist die Adhäsionstheorie?
- Verhältnis der Oberflächenenergien
- Maximale Adhäsion, wenn polare und disperse Kräfte der Werkstoffe gleich sind
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Was ist die Diffusionstheorie?
- Diffusion der Molekülketten oder Molekülsegmente
- Diffusionskoeffizient groß, Konzentrationsunterschiede groß, Zeit - lang genug
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Was ist die Viskoelastische Kontakttheorie?
- Molekularkräfte auf Kontaktoberfläche wirksam
- Zunahme der Kontaktoberfläche im Schmelzezustand
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Was ist die Fließvorgangstheorie?
- Mechanische Verschiebung der Molekülketten
- Abhängig von Druck, Temperatur und Breite der aufgeschmolzenen Zone
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Was ist das Heizelementschweißen?
- Fügeflächen der zu schweißenden Formteile mit Hilfe eines beheizten Heizelements (Siegel) durch Kontakt oder Strahlungswärme erwärmt und anschließend unter Druck gefügt
- Mehrstufenverfahren, da die Erwärmung und das Fügen der Formteile zeitlich getrennt von einander ablaufen
- Durch anhaftende Schmelzen am Stempel ist häufiges Reinigen notwendig um die Schweißnahtqualität zu erhalten
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Zeige schematisch den Ablauf beim Heizelementschweißen!
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Was ist Heizwendelschweißen?
- Heizelementschweißen
- Bei diesem Verfahren bilden elektrische Widerstandsdrähte das Heizelement
- Durch Abstimmung der Geometrie beider Fügepartner wird der notwendige Schmelzdruck erreicht
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Zeige schematisch den Ablauf des Heizwendelschweißens!
- Elektroschweißmuffe
- Elektroschweißmuffe im eingebauten Zustand
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Was ist bezüglich der Belastungsmöglichkeit von Schweißnähten der Heizwendelmethode zu sagen?
Belastungsgrenze für Längskräfte einer Schweißmuffe in einem Rohr liegen immer höher als die des Rohres
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Was ist Warmgasschweißen?
Wann eingesetzt?
Bei welchen Kunststoffen verwendet?
- Warmgasschweißen wird von Hand ausgeführt
- zu verschweißenden Flächen mit einem Schweißstab und Warmluft auf Schmelztemperatur erwärmt und unter Druck verschweißt
- für dünnwandige Bauteile (bis 5 mm) wirtschaftlich eingesetzt werden
- eines der wichtigsten und dazu das älteste Schweißverfahren für Thermoplaste, üblicherweise zum Verbinden von PE, PP, PVC sowie auch ABS und PMMA verwendet
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Zeige schematisch das Prinzip des Warmgasschweißens!
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Was ist Vibrationsscheißen?
Nenne Parameter und Größenbereiche!
- Fügeteile in einer oszillierenden, translatorischen Relativbewegung gegeneinander gerieben, bis die Werkstoffe in der Berührungszone aufschmelzen und ineinander fließen
- Amplituden liegen zwischen 0,3 mm und 2 mm
- Frequenzen liegen zwischen 80 und 300 Hz
- Beim Abkühlen entsteht eine stoffschlüssige Verbindung
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Welche Varianten des Vibrationsschweißen werden unterschieden?
- lineares / translatorische Bewegung
- winkelförmige Bewegung
- oszillierende Bewegung
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Nenne die Schritte des Vibrationsschweißens (7)!
- Fügeteile werden der Aufnahme zugeführt und fixiert
- Fügepartner werden aufeinander zugeführt
- Berührung
- Start des Vibrationsvorgangs (Schweißphase)
- Erkalten unter Haltedruck (Haltephase)
- Fixierung wird gelöst
- Schweißteil kann entnommen werden
- => Schweiß- und Haltephase = Fügephase
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Nenne Fertigungsparameter beim Vibrationsschweißen!
- Fügekraft FF
- Relativbewegung x der Fügeteile in Reibrichtung
- Fügekraft in der Regal konstant, Relativbewegung folgt einer Sinuskurve
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Was ist Ultraschallschweißen?
Funktion?
- thermoplastische Bauteile durch mechanische Schwingungen im Ultraschallbereich miteinander verschweißt
- Ultraschallgenerator erzeugt elektrische Schwingungen
- durch Ultraschallwandler (Konverter) in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz gewandelt
- über Transformationszwischenstück (Booster) und die Sonotrode (Schweißwerkzeug) dem Werkstück zugeleitet
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Welche Effekte treten beim Ultraschallschweißen auf (3)?
- Absorption schon mechanischen Schwingungen
- Reflexion in der Fügezone
- Grenzflächenreibung zwischen den Fügepartnern (zu Beginn)
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Welche Frequenz wird beim Ultraschallschweißen genutzt?
Frequenzbereich liegt zwischen 20 und 40 kHz
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- Vorgang des Ultraschallschweißens
- 1: Sonotrode
- 2: Energierichtungsgeber
- 3: Amboss
- 4: transversale Schwingung
- 5: longitudinale Schwingung
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Nenne Vorteile des Ultraschallschweißens!
Anwendung:
Bauteilgrößen und Schweißnahtlängen?
- Es sind keine Zusatzstoffe notwendig (z.B. Lösungsmittel oder Klebstoffe)
- Gasdichte Verbindungen sind realisierbar
- Durch Ultraschall-Bördeln und -Nieten, lassen sich Thermoplaste auch mit artfremden Werkstoffen verbinden
- Sehr kurze Schweißzeiten sind möglich
- aufgrund kurzer Taktzeiten hervorragend zur Automatisierung geeignet
- Anwendung:
- für kleine bis mittelgroße Bauteile
- maximale Schweißnahtlänge beträgt dabei ca. 300 mm
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Was ist Induktionsschweißen?
Eigenschaften?
- elektrisch leitender, nicht magnetischer Werkstoff in Fügezone eingebracht
- Anschließend wird Werkstoff mit elektromagnetischen Wechselfeld durchdrungen => Wirbelströme induziert und der Werkstoff erwärmt sich infolge von Widerstandsverlusten
- Teile können auf gleichem Wege wieder getrennt werden.
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Zeige den schematischen Ablauf des Induktionsschweißens!
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Was ist Laserstrahlschweißen?
Eigenschaften?
- meist im Überlappverfahren
- Durch Zusammenfließen beider Stoffe entsteht Schweißnaht
- hierfür effiziente Diodenlaser bei kleinen Leistungen (ca. 5 bis 150 Watt)
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Was ist Laser-Durchstrahlschweißen?
- zwei unterschiedliche Schweißpartner verwendet
- Obere ist für die verwendete Laserwellenlänge transparent
- Untere muss Strahlung absorbieren (z.B. Beigabe von absorbierenden Partikeln (z.B. Ruß))
- Unterer Stoff nimmt Energie auf, beginnt zu schmelzen und gibt dabei seine Temperatur auch an den oberen Partner weiter
- Nach dem Abkühlen der Schmelze feste Schweißnaht
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- 1: Laserstrahl
- 2: Schmelzzone
- 3: Schweißnaht
- 4: Transparenter Fügepartner
- 5: Absorbierender Fügepartner
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In welche Verfahren unterteilt sich das Laser-Durchstrahlschweißen (4)?
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