Kap 5: Typische Kunststoffverarbeitungsverfahren Flashcards
Was sind die beiden gängigen Kunststoffverarbeitungsverfahren?
(kontinuierlich/diskontinuierlich)
- Extrusion (kontinuierlich)
- Spritzgießen (diskontinuierlich)
Was haben Spritzgießen und Extrusion gemeinsam?
• der Kunststoff unter Wärmeeinwirkung und Friktion durch eine Schnecke
aufgeschmolzen wird,
• anschließend urgeformt wird und
• durch Wärmeentzug abgekühlt und damit in seine endgültige Form überführt wird.
Beschrifte den Aufbau einer Extrusionsanlage
Aufgaben Extruder
- Material aufschmelzen
- Material auf Verarbeitungstemperatur bringen
- Druck aufbauen, der zum Passieren von Folgekomponenten benötigt wird
- Füll- und Farbstoffe einarbeiten
- Erzeugung eines thermisch, zeitlich und stofflich homogenen Schmelze erzeugen
Woraus besteht ein Extruder?
- Einfülltrichter für den Rohstoff
- Zylinder und Zylinderheizung
- Extruderschnecke
- Antrieb und Steuerung
Nenne sie die vier Extrusionsverfahren
- Blasfolienextrusion
- Faserspinnen
- Profilextrusion
- Flachfolienextrusion
Wie lauten die Bereiche der 3-Zonen-Schnecke und welche Aufgaben haben sie?
- Einzugszone –> Granulat aus dem Trichter einzuziehen
- Kompressionszone –> Druck in der Kunststoffschmelze aufbauen
- Meteringzone –> Kunststoffschmelze wird homogenisiert
Was ist die Aufgabe der Kaibiervorrichtung?
Dort wird der schmelzförmige Kunststoff abgekühlt und in den festen Zustand überführt
Welche Werkstoffeigenschaften werden durch Extrusionsanlagen beeinflusst?
- Veränderung des Molekulargewichts durch thermische und mechanische Belastung derSchmelze und Recycling
- Verringerung der Viskosität
- Verfärbungen oder molekularer Abbau bzw. Vercrackungen
- Aufbau des Molekulargewichts
- Orientierungen und Eigenspannungen
Zeichne in die folgende Abbildung den Einfluss einer längeren Verweilzeit des Polymers in der Maschine auf das Molekurlargewicht ein
Nenne ein Beispiel für die Verbesserung von Eigenschaften durch Orientierungen.
Schrumpffolie
- -> rasches Verstrecken und Abkühlen im Prozess friert Orientierung ein
- -> erwärmen der Folien führt zur Zurückstellung und Schrumpfung in Orientierungsrichtung
Was sind Merkmale des Spritzgießens?
- direkter Weg vom Rohstoff zum Fertigteil
- hohe Gestaltungsfreiheit (Funktionsintegration) der Bauteile
- keine oder nur sehr geringe Nachbearbeitung des Formteils notwendig
- vollautomatisierbares Verfahren
- hohe Reproduziergenauigkeit der Fertigung
- kurze Zykluszeiten
Aus welchen drei Oberbereichen besteht eine Spritzgißemaschine?
- auf dem Maschinenbett angeordnete Schließ- und Plastifizeriungseinheit
- Steuer- und Regeleinheit
Beschrifte den Aufbau einer Spritzgießanlage
Was sind die technologischen Aufgaben von Werkzeugen?
- Aufnahme und Verteilung der Schmelze
- Ausformen der Schmelze zur Produktgestalt
- Abkühlen der Schmelze (Thermoplaste), bzw. Aufheizen der Formmasse (Elastomere und Duroplaste)
- Entformen
Was sind konstruktive Aufgaben von Werkzeugen?
- Kraftaufnahme
- Bewegungsübertragung
- Führung der Werkzeugteile
Beschrifte den Aufbau des Spritzgießwerkzeuges
Beschrifte den Aufbau des Spritzgießwerkzeuges (a-e)
Was sind die Verfahrenschritte des Spritzgießens
- Werkzeug schließt
- Aggregat vor und Einspritzen
- Nachdruckphase
- Aggregat zurück
- Dosieren und Restkühlen
- Werkzeug öffnen und Auswerfen
Welche Phasen im Zylklusverlauf des Spritzgießen gibt es?
- Dosierphase
- Einspritzphase
- Nachdruckphase
- Kühl/Heizphase
Was sind die Folgen von höheren Molekurlargewichten?
- höhere Festigkeit,
- höhere Zähigkeit,
- höhere Wärmeleitfähigkeit
- bessere Barrierewirkung.
- besser chemische Beständigkeit
Nachteile:
- verschlechtertes Fließen
- schwere Verarbeitung durch hohe Viskosität
Beschrifte die Abbildung
Beschrifte die Abbildung der morphologischen Struktur eines gespritzten teilkristallinen Thermoplasten
Was sind die beiden Unterschiede zwischen der Extruderschnecke und der Spritzgießschnecke?
- Spritzgießschnecke besitzt Rückstromsperre –> verhindert Rückstrom der Schmelze
- Spritzgießschnecken sind in der Regel deutlich kürzer
Beschrifte den Aufbau der Rückstromsperre
Beim Spritzgießen kommt es im Plattformteil zu unterschiedlichen Druckverhältnissen. Beschrifte die Abbildung hierzu
Was sind Schwindung und wie lautet die mathematische Formel?
Schwindungen bezeichnen die Differenz zwischen spezifischen Volumen ebi Erreichen des Umbebungsdruck und bei Umgebungstemperatur.
Benenne die 6 Schritte im pvT Diagramm
0 –> 1 volumetrische Füllung
1 –> 2 Kompression
2 –> 3 Nachdruckwirkung
3 –> 4 isochorer Druckaufbau auf p1 = 1 bar
4 –> 5 Abkühlen auf Entformungstemperatur Te
5 –> 6 Abkühlen auf Umgebungstemperatur Tu
Welche Arten von Schwindungen gibt es?
- ortabhängige
- richtungsabhängige
Welche Varianten der additiven Fertigung gibt es?
- plastizierende Verfahren
- polymerisierende Verfahren
- pulverbettbasierende Verfahren
( Beschreibung adden)
Was sind die gebräuchlisten Extrusionsverfahren?
- Flachfolienextrusion (Folien und Platten)
- Blasfolienextrusion (Folien)
- Profil- und Rohrextrusion (Profile und Rohre)
- Faserspinnen (Fasen und Textilien)
Was sind typische Extrusionsprodukte?
- Chipstüten
- Profile
- Schläuche
- Folien
- Fensterrahmenprofil
- Platten
In welche Schritte lässt sich jeder Extrusionsprozess aufteilen?
- Materialeinzug
- Aufschmelzen
- stoffliches und thermisches Homogenisieren
- Fördern
- Druck aufbauen
- Austragen der Schmelze durch ein Werkzeug
Ordne die Teile der Flachfolienextrusion dem heißen und kalten Teil zu
(Wickel, Extruder, Werkzeug, Folie, Dosierung, Kalibiervorrichtung (Kühlwälzen)
warmer Teil:
Extruder, Werkzeug
kalter Teil:
Dosierung, Kalibriervorrichtung, Folie, Wickel
Was sind Einsatzgebiete von Flachfolien?
- Frischhaltefolie
- Folien für Becher
- Displayschutzfolien
- Folien mit Lichtdioden
→ Alltag und High-Tech
Nenne ein Beispiel für eine Nutzung des veränderten Molekulargewichts
→ niedriges Molekulargewicht erhöht die Sprödigkeit
→ Sollbruchstellen bei Verpackung können generiert werden
