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WZ I – 5. VL – Temperierung und thermische Werkzeugauslegung > Gründe für die Temperierung von Spritzgießwerkzeugen > Flashcards

Gründe für die Temperierung von Spritzgießwerkzeugen Flashcards

1
Q

Gründe für die Temperierung

A
  • Kühlzeit
  • Verarbeitungsverhalten
    • Fließverhalten
    • Erstarrungsverhalten
    • Entformungsverhalten
  • Formteileigenschaften
    • Optik (Oberflächenglanz)
    • Mechanik (Morphologie)
    • Geometrie (Schwindung, Verzug)
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2
Q

Wärmeströme in einem Spritzgießwerkzeug

A
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3
Q

Berechnung der Kühlzeit für plattenförmige Bauteile

A
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4
Q

Einfluss auf die Kühlzeit von

Formteilwanddicke &

Entformungstemperatur

A

Formteilwanddicke steigt →​ Kühlzeit steigt exponentiell

Entformungstemperatur steigt →​ Kühlzeit sinkt

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5
Q

Einfluss auf die Kühlzeit von

Formnestwandtemperatur &

Massetemperatur

A

Formnestwandtemperatur steigt →​ Kühlzeit steigt exponentiell

Massetemperatur steigt →​ Kühlzeit konstant (bei kleinem s)

steigt (bei großem s)

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6
Q

Erstarren der Schmelze in einer Formteilecke

A
  • äußere Ecke: große Abkühlgeschwindigkeit
  • innere Ecke: niedrige Abkühlgeschwindigkeit
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7
Q

Gefügestruktur in den Randschichten von teilkristallinen Spritzgussteilen

A

Höhere Werkzeugwandtemperatur → homogenere Gefügestruktur

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8
Q

Schwindung

A

Schwindung:

  • Volumenänderung im Verlauf der Materialerstarrung
  • Behinderte Schwindung kann zu Eigenspannungen führen:
    • Formzwang in der Kavität
    • Gegenseitige Schwindungsbehinderung einzelner Bauteilbereiche
  • Inhomogene Schwindung (z. B. Innen- und Außenseite einer Formteilkante) kann zu Verzug führen
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9
Q

Verzug

A

Verzug:

  • Gleichgewicht aller inneren Spannungen bei Entlastung des äußeren Formzwangs
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10
Q

Wie entsteht Schwindung

Bennene Phasen 0 - 4

A

0 → 1 volumetrische Füllung

1 → 2 Kompressionsphase

2 → 3 Nachdruckphase

3 → 4 isochorer Druckabbau

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11
Q

Wie entsteht Schwindung

Bennene Phasen 0 - 6

A

0 → 1 volumetrische Füllung

1 → 2 Kompressionsphase

2 → 3 Nachdruckphase

3 → 4 isochorer Druckabbau

4 → 5 Abkühlen auf Entformungstemperatur

5 → 6 Abkühlen auf Umgebungstemperatur

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12
Q

Wie entsteht Schwindung

Bennene Phasen 0 - 6 &

Formel für Volumenschwindung

A

0 → 1 volumetrische Füllung

1 → 2 Kompressionsphase

2 → 3 Nachdruckphase

3 → 4 isochorer Druckabbau

4 → 5 Abkühlen auf Entformungstemperatur

5 → 6 Abkühlen auf Umgebungstemperatur

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13
Q

v-T-Diagramm

amorph

A
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14
Q

Beispiele für

amorphe Kunststoffe

A
  • ABS
  • PC
  • PMMA
  • PS
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15
Q

Beispiele für

teilkristalline Kunststoffe

A
  • HDPE
  • LDPE
  • PA 6
  • PP
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16
Q

Welche Kunststoffe haben das größere Schwindungspotenzial?

(amorph / teilkristallin)

A

Teilkristalline Kunststoffe

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17
Q

v-T-Diagramm

teilkristalline Kunststoffe

18
Q

Gründe für

Asymmetrisches Temperaturprofil

A
  • unterschiedlich temperierte Kühlkreisläufe
  • ungleiche Kühlkanalgeometrie/-lage
  • unterschiedliche Werkzeugstähle
  • Einlegeteile (Metall, Folie, Stoff etc.)
  • unterschiedliche Wärmeabführ in Formteilecken
19
Q

Maßänderung eines Formteils über der Zeit

Benenne Punkte 0 - 5

A
  1. Maß des kalten Werkzeugs
  2. Maß des warmen Werkzeugs
  3. Formteilmaß unter Schließkraft und Nachdruck
  4. Formteilmaß direkt nach dem Entformen
  5. Messung der Verarbeitungsschwindung nach DIN EN ISO 294-4
  6. Formteilmaß nach langer Zeit
20
Q

Maßänderung eines Formteils über der Zeit

Schwindungsarten

A
  • Entformungsschwindung (ES)
  • Verarbeitungsschwindung (VS)
  • Nachschwindung (NS)
  • Gesamtschwindung (GS)
21
Q

Formel

Verarbeitungsschwindung

A

Verarbeitungsschwindung:

∆S = SR + ST

22
Q

Einflussgrößen auf die Schwindung

A
  • Material
    • p,v,T-Verhalten
    • Viskosität
    • Temperaturleitfähigkeit
    • Mechanische Kennwerte
    • …
  • Formteilwandgeometrie
    • Wanddicken/-verhältnisse
    • Fließweglängen
    • Materialanhäufungen
    • Ecken
    • …
  • Prozess
    • Nachdruck
    • Massetemperatur
    • Wandtemperatur
    • Einspritzgeschwindigkeit
    • Kühlzeit
    • …
23
Q

Werkzeugtemperatur sinkt:

Zykluszeit: ?

24
Q

Werkzeugtemperatur sinkt:

Bauteilqualität: ?

25
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Orientierungsgrad**: **?**
**steigt**
26
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Eigenspannungen**: **?**
**steigen**
27
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Nachschwindung**: **?**
**steigt**
28
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Kristallinität**: **?**
**sinkt**
29
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Nachkristallisation**: **?**
**steigt**
30
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Abformgenauigkeit**: **?**
**sinkt**
31
**Werkzeugtemperatur sinkt**: **Toleranzen**: **?**
**sinkt**
32
DIN 16742 – Toleranzen und Abnahmebedingungen für Kunststoff-Formteile ## Footnote **Maßhaltigkeit abhängig von ...**
* Werkstoff * Formteilgestaltung * Werkzeugauslegung * Verarbeitung
33
DIN 16742 – Toleranzen und Abnahmebedingungen für Kunststoff-Formteile ## Footnote **Maßrelevante Eigenschaften von Kunststoff-Formteilen**
* Extreme Spannweite * typenabhängige Steifigkeit bzw. Härte * Verarbeitungsschwindung
34
DIN 16742 – Toleranzen und Abnahmebedingungen für Kunststoff-Formteile **Abfolge zur Erzielung optimaler Formteileigenschaften**
1. Konstrukteur entscheidet über funktional erforderliche Toleranzen 2. Formteilhersteller prüft: * funktional bedingte Toleranz ≥ fertigungstechnisch mögliche Toleranz* 3. Vereinbarung von Rechenwerten der Verarbeitungsschwindung zwischen Formteilkonstrukteur, Formteilhersteller und Werkzeugbaruer
35
DIN 16742 – Toleranzen und Abnahmebedingungen für Kunststoff-Formteile ## Footnote **Definition der Toleranzgruppen**
* neun Toleranzgruppen (TG) * TG1 - TG9 * vier Nennmaßbereiche * 1 – 1.000 mm
36
DIN 16742 – Toleranzen und Abnahmebedingungen für Kunststoff-Formteile ## Footnote **Bestimmung der Toleranzgruppe**
* Bestimmung über fünf Einzeleinflüsse: Pg = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 * Ablesen der TG ensprechend der Gesamtpunktzahl Pg * Ablesen der Formteiltoleranz ensprechend TG und Grenzabmaß
37
Bewertung der Einzeleinflüsse ## Footnote **P1**
P1: Einfluss des ## Footnote **Fertigungsverfahrens**
38
Bewertung der Einzeleinflüsse ## Footnote **P2**
P2: Einfluss der **Formsteifigkeit**
39
Bewertung der Einzeleinflüsse ## Footnote **P3**
P3: Einfluss der ## Footnote **Verarbeitungsschwindung**
40
Bewertung der Einzeleinflüsse ## Footnote **P4**
P4: Berücksichtigung von **Schwindungsunterschiede** (P4 = 1 – 3)
41
Bewertung der Einzeleinflüsse ## Footnote **P5**
P5: Bewertung des ## Footnote **Fertigungsaufwandes**

WZ I – 5. VL – Temperierung und thermische Werkzeugauslegung (5 decks)

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