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Was bedeutet "Prüfen"?
Feststellen ob der Gegenstand (Probekörper, Probe) eine oder mehrere vorgegebene (vereinbarte, vorgeschriebene) Bedingungen erfüllt – Vergleich mit vorgegebenen Bedingungen (Fehlergrenzen, Toleranzen).
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Welche Arten von Merkmalen können geprüft werden?
Welche Frage wird jeweils gestellt?
- Prüfen quantitativer Merkmale (objektiv mit Messgeräten):
- Erfüllt der Gegenstand die geforderten Bedingungen?
- Welche Größe hat eine bestimmte Eigenschaft? (Messen)
- Prüfen qualitativer Merkmale (subjektiv durch Sinneswahrnehmung):
- Ist eine bestimmte Eigenschaft am Prüfgegenstand vorhanden?
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Was ist eine Werkstoffkenngröße?
Nenne Beispiele!
- Meßbare, quantitativ darstellbare Werkstoffeigenschaft, die durch entsprechende Meßvorschrift festgelegt ist.
- Bsp.:
- Zugfestigkeit σB
- Zug E-Modul
- Schlagzähigkeit
- HDT
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Was ist der Wekrstoffkennwert?
Nenne Beispiele!
- Quantitative Angabe einer Werkstoffkenngröße mit Angabe von Werkstoffzustand bzw. Randbedingungen (Einzelwert, Einpunktwert)
- Bsp.:
- Zugfestigkeit 130 MPa
- Zug E-Modul 9000 MPa
- Schlagzähigkeit 55 kJ/m²
- HDT 240 °C
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Was ist eine Werkstoffkennfunktion?
- Quantitative Angabe einer Werkstoffkenngröße in ihrer funktionellen Abhängigkeit vom Werkstoffzustand bzw. von Variablen (Einflußgrößen)
- Kenngröße = f (Temp, Feuchte, Zeit, Geschw. o. Kraft, Belastung, Verformung…)
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Wofür sind Werkstoffkennwerte als Einzelpunkte brauchbar (4), wofür nicht?
Was ist dann erforderlich?
- Werkstoffkennwerte sind als Einpunktwerte brauchbar für
- Materialkennzeichnung
- Produktionsüberwachung
- Ein- und Ausgangskontrollen
- Vergleich von Werkstoffen
Nicht geeignet als Materialkonstanten für Konstruktions- und Berechnungszwecke => Werkstoffkennfunktionen
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Welche Kategorien von Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Kunststoff-Formteils sind zu unterscheiden (5)?
- Maschinentechnik
- Kunststoffformmasse
- Prüfmethode
- Prüfparameter/ Prüfklima
- Verarbeitungsparameter
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Kunststoffformmasse (3)!
- Art und Eigenschaften der Formmasse
- Qualität (Reinheit), Feuchtigkeit
- Füllstoff- und Additivanteil
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Verarbeitungsparameter (3)!
- Verarbeitungstemperaturen, Geschwindigkeiten, Drücke
- Konditionierung der Formteile direkt nach der Verarbeitung
- Eingebrachte Spannungen
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Maschinentechnik (2)!
- Verarbeitungsart (Spritzguss, Pressen, Extrusion)
- Werkzeugqualität/-alter
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Prüfmethode (1)!
Prüfaufbau
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Prüfparameter/ des Prüfklimas (4)!
- Prüfklima
- Konditionierung der Formteile vor der Prüfung
- Prüfgeschwindigkeiten, Drücke
- Alter der Formteile
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In welche Kategorien könne Einflussfaktoren noch unterteilt werden(3)?
- Herstellung
- Verarbeitung
- Anwendung
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Phase der Herstellung (4)!
- Chem. Aufbau
- Molmasse/-verteilung
- Sterischer Aufbau
- =>Verzweigung
- =>Vernetzung
- =>Taktizität
- Zusatzstoffe
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Phase der Verarbeitung (1 mit 4Unterpkt.)!
- Form/Gestalt/Größe
- => Verarbeitungsbedingungen
- => Druck
- => Temperatur
- => Zeit/Geschwindigkeit
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Nenne Einflussfaktoren auf die festgestellten Eigenschaften eines Formteils bzgl. der Phase der Verwendung (1 mit 5 Unterpkt.)!
- Umweltbedingungen
- => Temperatur
- => Feuchtigkeit
- => Zeit/ Frequenz/ Geschwindigkeit
- => Medien
- => Strahlen
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Wofür ist ein ermittelter Eigenschaftswert ein Charakteristikum?
- Stoff
- bestimmtes Verfahren
- bestimmte geometrische Gestalt
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Nenne 5 Forderungen an einen Prüfkörper!
- aus einer Stoffart
- Werkstoff frei von inneren Spannungen
- Werkstoff im Gleichgewicht mit Umgebung (Temperatur, Luftffeuchte)
- Glatte und unverletzte Oberfläche
- Prüfkörper muss reproduzierbar sein
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Was ist das Grundniveau einer Werkstoffeigenschaft?
Das Grundniveau einer Eigenschaft ist derjenige Wert, der am Probekörper im Grundzustand bestimmt wird
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Wann liegt ein thermoplastischer amorpher Formstoff im Grundzustand vor?
- Ein thermoplastischer amorpher Formstoff (Probekörper) ist im Grundzustand, wenn er frei von Orientierungs- und Eigenspannungen ist (DIN 16770-4).
- Nach DIN 16770-4, ist ein Probekörper dann im Grundzustand und gibt Grundwerte, wenn er bei einer Warmlagerung (DIN 16770-3) keine Änderungen der Oberflächenbeschaffenheit und der mechanischen Eigenschaften und einen zu vernachlässigenden Längsschrumpf aufweist.
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Wann liegt ein teilkristalliner Thermoplast im Grundzustand vor?
Bei teilkristallinen Thermoplasten gibt es keinen Grundzustand. Bei ihnen kann jedoch ein Vergleichszustand eingestellt werden. Er ermöglicht die Ermittlung von Eigenschaften unter vergleichbaren Bedingungen.
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Wann liegt eine zwei- oder mehrphasige Mischung aus Thermoplasten und Elastomeren im Grundzustand vor?
Bei einigen zwei- oder mehrphasigen Mischungen aus amorphen Thermoplasten und Elastomeren gibt es keinen eindeutigen Grundzustand, da der durch die Vorgeschichte bedingte irreversible Verteilungszustand der verschiedenen Phasen nicht mehr rückgängig gemacht werden kann (z.B. durch Pressen).
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Warum ist der Langsschrumpf relevant für die Einschätzung, ob ein Probekörper im Grundzustand liegt?
- Bei amorphen Thermoplasten besteht mittelbarer Zusammenhang zwischen Orientierungs- und Eigenspannungen und maximalem Längsschrumpf:
- Die Zustände (Orientierungs- und Eigenspannungszustand) sind angenähert gleich, wenn die Probeköper den maximalen Längsschrumpf aufweisen.
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Wie ist der Längsschrumpf definiert (auch Formel)?
- Der Längsschrumpf S ist das Verhältnis der irreversiblen Längenänderung zur Ausgangslänge des Probekörpers als Folge einer Warmlagerung bestimmter Dauer bei Temperaturen oberhalb der VICAT Erweichungstemperatur oder der Glasübergangstemperatur des Formstoffs.
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Was sind die drei gängigsten Probekörperformen und wie werden sie hergestellt?
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Welche Prüfungen werden an diesem Probekörper durchgeführt (7)? 
- Schwindung
- Durchstoßversuch
- bidirektionaler Biegeversuch
- Wasseraufnahme
- Wärmeformbeständigkeit
- Farbe
- Glanzelektrische Prüfungen
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Welche Prüfungen werden an diesem Probekörper durchgeführt (5)?
- Schlagzugzähigkeitsversuch
- Schlagzähigkeitsversuch
- Wärmeformbeständigkeit
- Vicat-Erweichungstemperatur
- Sauerstoffindex
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Welche Prüfungen werden an diesem Probekörper durchgeführt (12)?
- Zugversuch
- Zugkriechversuch
- Biegeversuch
- Biegekriechversuch
- Schlagzugzähigkeitsversuch
- Schlagzähigkeitsversuch
- Wärmeformbeständigkeit
- Vicat-Erweichungstemperatur
- Sauerstoffindex
- Härteprüfung
- Spannungsrissbildung
- Dichte
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Wie sieht der Vielzweckprobekörper aus?
Wie wird er für welche Prüfungen zugeschnitten (5 unterschiedl. Formen)?
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Welche Fertigungsverfahren (Übergeordnete Gruppen) werden zur Herstellung von Probekörpern verwendet (2)?
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Welche Urformverfahren werden zur Herstellung von Probekörpern verwendet?
- Spritzgießen
- Pressen
- Gießen
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Welche Trennverfahren werden zur Herstellung von Probekörpern verwendet?
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Welche Werkstoffe werden mit Urformverfahren zu Probekörpern verarbeitet (6)?
- Thermo- oder
- Duroplast- Formmassen
- Gieß- und
- Laminierharze
- Kautschukmischungen
- vergießbare Thermoplasten
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Welche Werkstoffe werden mit Trennverfahren zu Probekörpern verarbeitet?
Prüfkörper aus Halbzeugen, Formteilen und Fügeteilen oder aus Prüfkörper-Rohlingen, wie z.B. gepressten Platten
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Welche Werkstoffe werden mittels Spritzgießen zu Probekörpern verarbeitet (3)?
- Thermo- oder
- Duroplast- Formmassen
- Kautschukmischungen
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Bei welchen Stoffen müssen besondere Effekte beachtet werden, wenn der Probekörper gespritzt wurde?
Warum?
Besonders bei den (faserverstärkten) Thermoplasten hat das Fließen der Schmelze großen Einfluss auf die Struktur (Orientierung) der Prüfkörper
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Wovon hängen die erzielten Eigenschaften von gespritzten Probekörper besonders ab (3)?
- Spritzgießmaschine (Plastifiziersystem)
- Werkzeug (Angusssystem, Temperierung)
- Prozessführung (Drücke, Temperaturen, Zeiten, Geschwindigkeiten)
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Zeige anhand eines Spannungs-Dehnungs-Diagramms die Auswirkung der Herstellung eines gespritzten Probekörpers (3 unterschiedliche Probekörper)!
- gespritzter Probekörper 1
- in Spritzrichtung aus einer Platte gefräst 2
- quer zur Spritzrichtung aus einer Platte gefräst 3
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Welche Werkstoffe werden mittels Pressen zu Probekörpern verarbeitet (3)?
- Duroplast- Formmassen
- Kautschukmischungen
- Thermoplaste nur in Ausnahmefall
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Was ist beim Pressen bzgl. Orientierungen im Probekörper zu sagen?
- Orientierungen können weitgehend vermieden werden, wenn beim Pressen lediglich eine Verdichtung erfolgt, aber keine Fließvorgänge stattfinden:
- Technologische Bedingungen wie beim Pressen von Formteilen auf Harzart und Füllstoff (Duroplast-Formmassen) bzw. auf die Kautschukmischungen einstellen.
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Welche Werkstoffe werden mittels Gießen zu Probekörpern verarbeitet (3)?
- Gießharze
- vergießbare Thermoplaste u.
- Kautschukmischungen
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Welche Arten von Formen werden beim Gießen von Probekörpern verwendet?
Welche ist vorteilhafter?
- Verwendung von offenen und geschlossenen Gießformen
- keine Nacharbeit bei geschlossenen Formen
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Welche Werkstoffe werden mittels Spanen zu Probekörpern verarbeitet (3)?
- Duroplaste
- harte Thermoplaste oder
- Elastomere
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Welche Verfahren werden beim Spanen vom Probekörpern angewendet (5)?
- Sägen
- Fräsen
- Drehen
- Schleifen
- ggf. Polieren
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Was sind erforderliche Aspekte beim Spanen von Probekörpern (3)?
- Einhaltung technologischer Richtwerte (Schneidgeometrie, Schnittbedingungen)
- Kühlung der Schnittstelle
- Wahl geeigneter Maschinen und Werkzeuge
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Welche Werkstoffe werden mittels Schneiden/ Stanzen zu Probekörpern verarbeitet (4)?
- weiche Thermoplaste oder
- Elastomere
- Weichschaum
- Folien und dünne Platten auch aus harten Kunststoffen
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Welche Einrichtungen werden zum Schneiden/ Stanzen von Probekörpern verwendet (3)?
- Schlagschere
- Stanzeisen in Pressen
- Schneidvorrichtungen
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Was sind erforderliche Aspekte beim Schneiden/ Stanzen von Probekörpern (3)?
- Einhaltung technologischer Richtwerte (Schneidgeometrie, Schnittbedingungen, evtl. Vorwärmen)
- Glatte und schartenfreie Schneiden
- Zügiges Schneiden/ Stanzen in einem Schnitt
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Welche Aspekte sind bei der Vorbereitung der Probekörper für die Prüfung zu beachten (3)?
- Anbringen von Messmarken, Kennzeichnungen
- Lagerung bis zur eigentlichen Prüfung
- Erzeugung eines definierten Feuchtigkeitszustandes
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Was ist beim Anbringen von Messmarken, Kennzeichnungen zu beachten (3 Aspekte)?
- keine Wirkungen auf den Probekörper (Kerbwirkungen, chemische Wirkung, Anlösen…)
- haltbar – auch unter den Bedingungen der Versuchsdurchführung und Prüfung (wasserundwischfest, lichtecht)
- Hinweis: Angaben zum Prüfkörper verschlüsseln (Ziffer- und Buchstabenschlüssel) => Geheimhaltung, hoher Informationsgehalt.
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Was ist bzgl. der Lagerung bis zur eigentlichen Prüfung zu beachten?
(Wie?, Wo?, schädliche Einflüsse?)
- Möglichst unter den späteren Prüfbedingungen (Einstellung des Gleichgewichtes!)
- Lagerorte: Prüfraum, Klimaschrank, Exsikkator (über Trockenmittel oder z.B. wässrigen Säuren), unter Wasser …
- Fernhalten schädlicher Einflüsse: Wärme, Feuchtigkeit, Sonnenstrahlen, mechanische Beanspruchung
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Was für Möglichkeiten bestehen zur Erzeugung eines definierten Feuchtigkeitszustandes (4)?
- Trocknen
- Klimatisieren
- Wasserlagern
- Schnellkonditionieren
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Welche Aspekte müssen bei der Trockung der Probekörper beachtet werden?
Welche Einrichtungen und Maßnahmen werden hierzu angewendet?
- Schädigung durch hohe Temperaturen und Sauerstoffzufuhr vermeiden (Schutzgas verwenden, Temperaturgrenze richtig wählen, ggf. Vakuum anwenden)
- Beschleunigen des Trocknungsvorgangs (Luftumwälzung, Vakuum)
- Wasserabgabe kontrollieren (Wägung & Gleichgewicht)
- Einrichtungen: Wärme- und Trockenschränke (Mischluft), Vakuumtrockenschränke, Exsikkatoren (Trockenmittel, z. B. P2O5)
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Wie werden Probekörper beim Klimatisieren/ Normalisieren behandelt?
Welche Normwerte liegen i.d.R. vor?
- Normklima für die Kunststoffprüfung meistens: Kurzzeichen 23/50 (Temperatur: 23°C, rel. Luftfeuchte: 50%)
- Dauer der Lagerung: mind. 48h
- Festlegungen in den entsprechenden Prüfvorschriften beachten
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Wie ist die Probe bei der Prüfung von Rohstoffen zu entnehmen?
Was ist zu beachten?
Warum wird der Rohstoff überprüft?
- Bei der Entnahme ist auf Homogenität der Probe zu achten (Entmischungen durch Transport….)
- Zur direkten Prüfung (Spektroskopie, chemische Analysen, mechanische Prüfungen…)
- Zur Prüfkörperherstellung aus Rohstoff
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Was ist bei der Probenentnahme bei der Prüfung von Halbzeugen zu beachten?
- Repräsentativer Überblick über komplettes Halbzeug (Breite, Länge, Dicke…)
- Proben über gesamtes Erzeugnis
- Verarbeitungsrichtung/ VerarbeitungsinduzierteAnisotropien berücksichtigen!
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Was ist bei der Probenentnahme bei der Prüfung von bauteilen beachtet werden?
- Formteile sollten belastungsgerecht unter Berücksichtigung verschiedener festigkeitsmindernder Faktoren z.B.:
- Anisotropien
- Schwachstellen
- Spannungskonzentrationen
- ...entnommen werden
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