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WZ I – 5. VL – Temperierung und thermische Werkzeugauslegung > Temperierkonzpte > Flashcards

Temperierkonzpte Flashcards

1
Q

Einteilung

Temperierkonzepte

A
  • Werkzeugtechnische Konzepte
  • Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
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Q

Temperierkonzepte

Anlagen- und prozesstechnische Konzepte

A
  • Kontinuierliche Temperierung
  • Quasikontinuierliche Temperierung
  • Dynamische Temperierung
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3
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Geradlinige Rohrkühlung

A

Kühlkanäle werden spanend mittels Bohrtechnik in das Werkzeug eingebracht:

  • keine Radien
  • Dichtflächen
  • bedingte Zugänglichkeit

⇒ homogene Temperaturverteilung nicht immer gewährleistet

⇒ ungünstig bei runden Formteilen

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4
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Einfacher Kanal

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5
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Kühldüse

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6
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Temperierkanal mit geradem Trennblech

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7
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Temperierkanal mit verdrilltem Trennblech

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8
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Eingängiger Spiralkühlfinger

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9
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kühlkanalsysteme

A

Doppelgängiger Spiralkühlfinger

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16
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kontur angepasste Temperierkanäle

(Auswirkungen, Fertigungsverfahren, Einschränkungen)

A

Kontur angepasste Temperierkanäle bewirken

  • homogene Temperaturverteilung
  • homogene Abkühlbedingungen
  • Zykluszeitreduktion

Spezielle Fertigungsverfahren ermöglichen nahezu beliebig komplexe Anordnung der Kühlkanäle

  • Selective Laser Melting
  • Vakuumlöten

Einschränkungen liegen in der Miniaturisierung

  • ø KKLuft > 1 mm
  • ø KKWasser > 2 mm
  • ø KKÖl > 4 mm
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17
Q

Anlagen- und prozessteschnische Konzepte

Kontinuierliche Temperierung

A
  • Werkzeug wird auf einheitlicher Temperatur gehalten
  • Regelung der Temperatur über
    • Vor- bzw. Rücklauftemperatur oder
    • Werkzeugsensoren
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18
Q

Anlagen- und prozessteschnische Konzepte

Quasi-kontinuierliche Temperierung

A

Impulskühlung

  • reine Durchflusstemperierung
  • prozessgesteuerter Kühlimpuls
  • “Warmschießen” des Werkzeugs

⇒ Ziel: Zykluszeitreduktion

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19
Q

Anlagen- und prozesstechnische Konzepte

Variotherme Temperierung

A

2-Kreis-Fluid Temperierung

  • 2 Temperieraggregate
  • 1 Kreislauf im Werkzeug
  • Umschalt- und eventuell Speichereinheit
  • werkzeugunabhängig
  • etablierte Technologie

⇒ Ziel: Hohe Abformgenauigkeit durch hohe Werkzeugtemperatur bei moderaten Zykluszeiten

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20
Q

Anlagen- und prozesstechnische Konzepte

Dynamische Temperierung – Temperaturverlauf

A
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21
Q

Anlagen- und prozesstechnische Konzepte

Dynamische Temperierung – Einsatzpotential

A
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22
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Arten von konturnaher Temperierung

A
  • Direct Tooling
  • Flächenkühlung
23
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Materialien zur besseren Wärmeableitung

A

Materialen mit

  • hoher Wärmeleitfähigkeit
  • ausreichenden mechanischen Eigenschaften

Zum Einsatz kommen

  • Aluminiumlegierungen
  • Kupferlegierungen
  • Verbundwerkstoffe

⇒ Schnelle Wärmeableitung

⇒ Zykluszeitreduktion

24
Q

Dynamische Temperierung

Laserscanner

(Vorteile)

A

Vorteile

  • diskrete Bereiche gezielt erwärmbar
  • quasi-simultane Erwärmung mehrerer Kavitäten möglich
  • großflächige Erwärmung möglich
  • einfache Anpassung an neue Werkzeuge
  • keine Werkzeugmodifikation
25
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Relevante Kenngrößen von Werkzeugmaterialien

A
  • Zugfestigkeit
  • Härte
  • Dichte
  • Wärmeausdehnung
  • Wärmeleitfähigkeit
26
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Kerntemperiersysteme

A

Luft oder Materialien hoher Wärmeleitfähigkeit zum (schnelleren) Abtransport von Wärme aus dem abkühlenden Formteil

Beispiele:

  • Wärmeabfuhr durch zyklisch abgeführte Luft
  • Wärmeleitrohr
  • Wendeltemperierung
27
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

Temperierung mehrerer Werkzeugkerne

A

Serienkühlung oder Parallelkühlung

28
Q

Werkzeugtechnische Konzepte

CO2-Kühlung

A

Funktionsprinzip:

  • Flüssiges CO2 wird in Expansionsraum geleitet und verdampft
  • Aggregatzustandsänderung und Expansion führen zur starken Temperaturabfall
  • Kühlung des umgebenden Werkzeugstahls über Konvektion

⇒ konventioneller Stahl ist Sinterstahl vorzuziehen

34
Q

Dynamische Temperierung

Externe Zusatzheizungen

A
  • induktive Erwärmung
  • Laserscanner
35
Q

Dynamische Temperierung

Induktive Erwärmung

(Vorteile und Einschränkungen)

A

Vorteile

  • hohe Leistungsübertragung
  • keine Modifikation am Werkzeug nötig
  • Aufheizraten bis zu 60 K/s

Einschränkungen

  • konstanter Induktorabstand nötig
    • komplexe Geometrien aufwändig
  • nur ferromagnetische Werkstoffe erwärmbar
37
Q

Einsatzpotenzial variothermer Temperierung

A
  • Abformung funktionaler, mikrostrukturierter Oberflächen
  • verbesserte optische Eigenschaften
  • Dünne Bauteile mit langen Fließwegen
38
Q
A

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

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