D-Werkzeug-und Vorrichtungsbau

D01-Spritzgusswerkzeug

Den entsprechenden Bereich mit einem Laser schweißen und danach nachfräsen, das gesamte Auswerfer Paket austauschen.

1.) Angussarten

• Stangen- od. Kegelanguss: bei rotationsymmetrische und bei dickwandige Spritzgießteilen verwendet, wird nachträglich abgeschnitten od. abgefräst.

• Punktanguss: Am kleinsten Querschnitt reißt der Punktanguss ab, es entsteht so keine Nacharbeit oder optisch störende Bearbeitungsfläche.

• Teller- od. Scheibenanguss: Für ringförmige teile verwendet.

• Schirmanguss: Werden für rotationssymmetrische Teile vorgesehen. Es könne qualitativ hochwertige Teile hergestellt werden, sind aber teuer in der Nacharbeit

• Ringanguss: Muss bei Rohrförmige Spritzgießteilen der Kern im Werkzeug auf zwei Seiten gelagert werden, so lassen sich dadurch lange hülsenförmige Teile herstellen.

• Film- od. Bandanguss: Wie bei einen Punktanguss lassen sich bindenähte oder ungünstige Fließverhältnisse vermeiden.

• Tunnelanguss: Verteilkanal führt entlang der Trennfläche nicht direkt in die Formhöhlung, sondern kurz zuvor schräg als konischer Tunnel durch die Werkzeughälfte.

2.) Schwund

Metalle ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Der Schwund gibt hierbei, wie viel Prozent der Gießwerkstoff in seiner Länge schwindet, somit muss bei der Konstruktion und beim Bau berücksichtigt werden.

3.) Entformung

• Beim Öffnen der Form muss das Werkstück in der mit Auswerfervorrichtung versehen beweglichen Formhälfte bleiben.

• Beim Öffnen der Form bewegen sich Auswerferplatte mit den Auswerferstifte gleichzeitig, wird somit der Gießteil aus der Formhälfte herausgezogen

4.) Kühlung (Temperatur)

Die Formen müssen durch Wasser, Öl oder Druckluft auf eine Betriebstemperatur von 50° bis 350° gekühlt werden, um das Erstarren der Druckgießteile zu verzögern

5.) Welche Werkstoffe können verarbeitet werden

Thermoplaste

Duroplaste

Elastomere

D02-Spritzgusswerkzeug

Arbeitsschritte:

• Die Isolierplatte entfernen, sowie Aufspannplatte und das ganze Auswerferpaket ausbauen, die Zwischenleisten und die Zwischenplatte und am Ende die Formeinsatzhalteplatte, um den Kernstift zu erreichen.

• Kernstift lokalisieren und sie entfernen

• Neue Kernstift Einsetzen

• Auswerfer einfetten

• Werkzeug wieder zusammenbauen

1.) Aufbau

• Isolierplatte für Auswerfer- und Düsenseite

• Aufspannplatte für Auswerfer- und Düsenseite

• Formplatte für Auswerfer- und Düsenseite

• Führungssäule (Düsenseite)

• Kernstift (Auswerferseite)

• Auswerfer

• Formeinsatzhalteplatte (Auswerferseite)

• Formeinsatz (Auswerferseite)

• Zwischenplatte (Auswerferseite)

• Zentrierleisten (Auswerferseite)

• Auswerferdruckplatte (Auswerferseite)

• Auswerferbolzen (Auswerferseite)

2.) Isolierplatten

Die Isolierplatte wird, um Wärmeverluste zu reduzieren eingesetzt: das hält die Schmelze länger heiß und sorgt für eine gleichmäßige Kühlung.

3.) Formkontur

Der Formkontur muss scharfkantig sein und muss poliert werden, so dass kein Material austritt und sich Graten bilden

4.) Rückdruckstifte

Sie sorgen dafür, dass das Auswerferpaket zurückgeschoben wird.

5.) Anguss

Punktanguss: Am kleinsten Querschnitt reißt der Punktanguss ab, es entsteht so keine Nacharbeit oder optisch störende Bearbeitungsfläche.

D03-Spritzgusswerkzeug

Zur Gratbildung kommt es, wenn der Luftspalt zwischen Form und Produkt zu groß ist.

1.) Reparaturmöglichkeiten

• Den entsprechenden Bereich mit einem Laser schweißen und danach nachfräsen.

2.) Ab welchem Spaltmaß kommt es zur Gratbildung

• Alle Spalten die Größer als 0,05 Millimeter sind bilden Graten.

3.) Was versteht man unter Touchieren

• Man verwendet eine Farbe (Touchierblau) um das Tragbild auf die andere Werkzeughälfte zu sehen und so die Kontur zu abstimmen.

4.) Welche Kunststoffe können verarbeitet werden

• Thermoplaste

• Duroplaste

• Elastomere

D04-Schneidwerkzeuge

Den Fehler kann behoben werden durch das Verkleinern des Scheidspaltes.

1.) Aufbau

Grundplatte – Schneidplatte – Suchstift – Blechstreifen – Führungsplatte – Lochstempel – Ausschneidestempel – Druckplatte – Kopfplatte – Einspannzapfen

2.) Schnittspalt

Der Schneidspalt befindet sich zwischen Stempel und Schneidplatte. Die Größe des Schneidspaltes hängt von der Blechdicke ab, aber in der Regel beträgt 2 % bis zu 5% der Blechdicke.

3.) Freistellung der Schnittplatte

Damit das Werkstück leicht durchfallen kann, die Gestaltung hängt von der Blechdicke:

- Mit eine Blechdicke bis 3 mm und mittlere Fertigungsstückzahlen wird ein Freiwinkel von 10° bis 40° gestaltet.

- Mit eine Blechdicke über 3 mm und große Fertigungsstückzahlen wird eine 0° Freiwinkelgestaltet für die erste 1,5 bis 6 mm Stärke und danach 0,5° bis 3° Freiwinkel.

4.) Materialauswahl

Gehärtete Werkzeugstähle z.B. (1.2379) K110

5.) Härten

Die Härte und die Verschleißfestigkeit wird gesteigert durch Erwärmen auf Härtetemperatur (600° - 700°), danach halten auf Härtetemperatur und letztendlich abschrecken.

6.) Härteprüfung

ein Eindringkörper wird verwendet und in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstoffs gedrückt mit einer vorgegebenen Abmessung und Last.

7.) Einteilung der Schneidwerkzeuge

• Nach dem Fertigungsablauf

- Einverfahrenwerkzeuge

- Folgeschneidwerkzeuge

- Gesamtschneidwerkzeuge

- Feinschneidwerkzeuge

- Folgeverbundwerkzeuge

• Einteilung nach der Führungsart

- Schneidwerkzeug ohne Führung

- Schneidwerkzeug mit Plattenführung

- Schneidwerkzeuge mit Säulenführung

D05-Verbundwerkzeuge

Entfernung der Vorspannelemente und die Kopfplatte, danach die Stempelplatte, am Ende das Federpaket und das neue wieder einbauen.

1.) Aufbau

• Grundplatte

• Kopfplatte

• Schneidstempel

• Stempelplatte

• Gefederte Führungsplatte

• Kugelführungsbuchse

• Klemmring

• Säulenführung

• Schneidplatte

• Streifenführung und Streifenheber

2.) Schnittspalt

• Der Schneidspalt befindet sich zwischen Stempel und Schneidplatte. Die Größe des Schneidspaltes hängt von der Blechdicke ab, aber in der Regel beträgt 2 % bis zu 5% der Blechdicke.

3.) Freistellung der Schnittplatte

• Damit das Werkstück leicht durchfallen kann, die Gestaltung hängt von der Blechdicke:

- Mit eine Blechdicke bis 3 mm und mittlere Fertigungsstückzahlen wird ein Freiwinkel von 10° bis 40° gestaltet.

- Mit eine Blechdicke über 3 mm und große Fertigungsstückzahlen wird eine 0° Freiwinkelgestaltet für die erste 1,5 bis 6 mm Stärke und danach 0,5° bis 3° Freiwinkel.

4.) Federarten

- Druckfeder, Zugfeder : Mittlere Federkraft, großer Federweg, hohe Eigenfrequenz.

- Tellerfeder: große Federkräfte, geringer Platzbedarf, kleiner Federweg.

- Elastomerfeder: große Federkraft, mittlerer Federweg, große Dämpfung.

- Gasdruckfeder: sehr große Federkraft, großer Federweg, Kleiner Platzbedarf

- Drehstabfeder

- Schraubendrehfeder

- Ringfeder

- Gummifedern

5.) Arten Verbundwerkzeugen

• Folgeverbundwerkzeuge

• Gesamtverbundwerkzeuge

6.) Arten von Pressen

Weggebundene Pressen

• Exzenterpresse: Zum Schneiden, Lochen Biegeumformen, Abgraten, Prägen leichten und mittelschweren Werkstücken (Presskraft 25…5.000 kN)

• Kniehebelpresse: Für Kalt- und Warmprägearbeiten mit großer Genauigkeit (Presskraft 250…36.000 kN)

• Kurbelpresse: Zum Prägen, Schneiden, Ziehen, Fließpressen und Spritzpressen Für mittelschwere und schwere Werkstücke (Presskraft 1.250…40.000 kN)

• Keiltriebpresse: Für schwere großflächige Gesenkschmiedearbeiten

Kraftgebundene Pressen

• Hydraulikpressen: Für Zieh- und Schneidarbeiten Großflächiger Teile zum Einsenken (Presskraft bis 200.000 kN)

Energiegebundene Pressen

• Energiegebundene Pressen: Für Kalt und Warmpressarbeiten (Presskraft 1.300…10.000 kN)

D06-Prägewerkzeug

Ober- und Untergesenk in die Presse mit Schrauben befestigen und zusammenfahren

1.) Prägeverfahren

• Münze wird zwischen Ober- und Untergesenk gelegt. Druck wird aufgebaut. Wird mit 80 Bar gepresst (hydraulische Presse). Material verformt sich. Druck abbauen- Federn Drücken Presse auseinander. Fertige Münze entnehmen

2.) Aufbau Werkzeug

• Oberteil (Obergesenk)

• Unterteil (Untergesenk)

• Aufnahmestifte

• Evtl. Ziehring

3.) Materialauswahl

• Ober, und Unterteil: Werkzeugstahl (1.1730)

• Ober- und Untergesenk: Hochlegierte Stähle (1.2436, X210CrW12)

4.) Presse

• Kniehebelpresse

• Hydraulische Presse

5.) Rohteile

• Ronden

D07-Presswerkzeug

Kalte oder vorgewärmte Masse wird in die Presse gelegt (Pulver, Festmaterial oder vorgepresste Tabletten). Presse fährt zu und verformt das Material zum Produkt. Produkt entnehmen und 200- mal wiederholen.

1.) Formpressen

• Bei den Formpressen wird die Pressmasse in ein geöffnetes und vorgewärmtes Werkzeug eingebracht, durch das Schließen des Werkzeuges wird plastifiziert und geformt und durch Druck und Temperatur ausgehärtet.

2.) Spritzpressen

• Beim Spritzpressen wird die Formmasse, in einer vorgewärmten Druckkammer vorverdichtet und durch ein System von Kanälen in die Formhöhlung des Werkzeuges gespritzt. Bei Thermoplasten werden in eine gekühlte Form eingepresst.

3.) Material

• Einsatzstähle z.B (1.2764, 21MnCr5, X19NiCrMo4 - hohe Randschichthärte, zäher Kern)

4.) Aufbau

• Aufspannplatte – Einspannzapfen – Isolierplatte – Heizkanäle – Heizplatte – Säulenplatten – Führungssäulen – Stempeleinsatz – Tauchkante – Führungsbuchse – Gesenkeinsatz – Buchsenplatte – Heizplatte – Auswerferstifte – Stutze – Auswerferplatte – Aufspannplatte - Isolierplatte

5.) Materialeinbringung

• Das Material wird entweder manuell zugeführt oder automatisch mit einem Roboter

6.) Beheizung

• Aufgrund der Empfindlichkeit des Harnstoffharzes muss die Temperatur beobachtet werden.

• Es werden Heizbänder wenn ein kleineres Werkzeug in Betrieb genommen wird oder Heizstäben, wenn ein Große Werkzeug in Betrieb genommen wird

D08-Umformtechnik

Vorgang:

• Werkzeug aus Presse ausbauen

• Formplatten ausbauen

• Niederhalter ausbauen

• Neuen Niederhalter einbauen

• Werkzeug wieder zusammenbauen

• Werkzeug wieder rüsten

1.) Aufbau

• Einfach wirkende Presse: Pressenrahmen, Stößel, Pressentisch, Federn für Niederhalter

• Zweifach wirkende Presse: Hauptstößel, Pressenrahmen, Rahmentößel, Niederhalter fährt mit zweitem Antrieb automatisch

2.) Material Form

Kaltarbeitsstahl z.B. (1.2162), gehärtete Stahl od. andere verschleißfeste Materialien

3.) Blechstärke

0.5- 4mm ist möglich, bei der Waschmaschinenrückseite wird ein 0.8mm dickes Blech verwendet

4.) Material Blech

Aus Aluminium oder verzinktem Stahl

5.) Presse

• Tiefziehpresse-(Hydraulisch)

• Pressenstraße: Coil- Bandzuführung- Presse- Entnahmestation (Lehrbuch Seite 101) (automatisiert)

6.) Unfallverhütung

• Persönliche Schutzausrüstung

• Finger und Hände außerhalb des Gefahrenbereichs halten

• Keine Handschuhe tragen

• Beim Einrichten des Werkzeuges in die Presse muss darauf geachtet werden, dass das Werkzeug Oberteil im Pressstößel befestigt sein muss

• Sicherheitsgerechte Abstände an dem Werkzeug, wenn kein Schutzgitter vorhanden ist (25mm)

• Schutzeinrichtungen: Schutzkörbe, Schutzgitter, Schutzscheibe, Zweihanddrücker, Lichtschranken, Werkzeugkontakte, Handabweiser, Einlegewerkzeuge

D09-Vorrichtungen

• Mit einer Prisma Vorrichtung direkt am Magnettisch spannen

• Wenn möglich auf geschliffene Unterlage Leisten legen

1.) Spannvorrichtungen

• Schraubstock

• Magnettisch

• Prisma Vorrichtung

• Drei- od. Vierbackenfutter

• Spannzangen Aufnahme

2.) Auflagepunkte

• Am besten mit dem Kopf nach unten auf eine Unterlag Leiste

• Vorrichtungen sollen idealerweise eine 3 Punktauflage haben.

3.) Unfallverhütung

• Persönliche Schutzausrüstung (PSA) Tragen

• Schutzgitter muss geschlossen sein bei laufender Maschine

• Schulung und Unterweisung

• Staubabsaugung

• Maschine regelmäßig warten

• Ergonomische Arbeitsweise

D10-Vorrichtungen

1.) Reihenfolge der Fertigung

Fertigung:

- Werkzeug erforderlich (Stanzwerkzeug) bei Serienfertigung

- Wasserstrahl oder Brennschneiden bei wenige Werkstücke und dann nachfräsen, wenn notwendig

- Fräsen

Spannweise: (Vorrichtung)

• Geschliffene Platte nehmen

• Bohrungen und Spanngewinde in die Vorrichtung fertigen

• Distanzblech auf die Vorrichtung legen und niederspannen mit Leiste

• Lochkreis Bohrungen in das Distanzblech fertigen und Hilfsbohrung zum Einmitteln in die Mitte

• Danach mit Schrauben das Distanzblech Spannen und Innenkontur und Außen Fräsen

• Eventuell mehrere Distanzbleche übereinander spannen

2.) Spannmöglichkeiten

• Spanngewinde und Schrauben

• Mit Leiste Niederspannen

3.) Vorrichtungen

• Eigene Vorrichten fräsen

• Gewindeplatte auf Nullpunktsystem

D11-Druckgusswerkzeuge

Den entsprechenden Bereich mit einem Laser schweißen und danach nachfräsen.

1.) Reparaturansätze

- Taschen ausfräsen- Einsatz einsetzen und Bereich nachfräsen

- Trennebene nachschleifen- abstimmen

- Schweißen-Bereich nachfräsen

- Schieber neu fertigen

2.) Fertigungsverfahren

Mit hohem Druck und hohe Geschwindigkeit wird die Schmelze in die Kavität eingespritzt und dort abgekühlt.

3.) Druckgießanlage

- Die Druckguss Anlage sind als Einfachwerkzeuge gebaut (jedem Kolbenhub = Ein Werkstück)

- Bei mehreren gleichen, oder verschiedenen Formen spricht man von Mehrfachwerkzeugen.

- Werden zwischen Warmkammer- und Kaltkammer- Druckgießmaschinen unterteilt.

- Die Werkzeuge müssen so gestaltet sein, dass die Angüsse ohne besondere Schwierigkeit aus der Form entfernt werden können.

- Der Kanal, durch den der Werkstoff in die Form gelangt nennt man Angießkanal. Der zentrale Angus, vor allem mit einem Angießverteiler, ist anzustreben, um die Schmelze auf dem kürzesten Weg und ohne nachteilige Umlenkung zu pressen.

4.) Aufgaben eines Auswerfers

Das Produkt (Werkstück) aus der Formplatte zu trennen

5.) Überlauf

sind kleine Ausfräsungen am Rand des Formhohlraumes. Diese sind mit dem Hohlraum verbunden. Überläufe werden verstärkt dort angeordnet, wo die Anfangsströmung auftrifft. Diese Metallschmelze, die meist mit Luft, Oxiden und Trennmittelresten verwirbelt ist, wird von den Überläufen aufgenommen.

6.) Anguss

- Direkte Angießkanal mit und ohne Verteiler

- Indirekter Angießkanal

- Geteilter Angießkanal

7.) Material Formteil

Warmarbeitsstähle z.B. 1.2343 für Leichtmetalle oder 1.2365 für alle Metalle

D12-Vorrichtung

1.) Material

• 1.1730 (Restmaterial)

2.) Anschläge

• Verdrehsicherung (Durchmesser gerade auf eine Seite, um den Teil auszurichten)

3.) Fertigungsvorgang

• Vorrichtung (Platte)

• Nullpunkt festlegen (Mitte)

• Radien mit einem großen Bohrer frei bohren

• Tasche freibohren und genau fertigen

• Spanngewinde in die Vorrichtung fertigen

4.) Befestigung (Serienteil)

• Mit Spannelemente an die Vorrichtung befestigen (Niederschrauben)

5.) Befestigung Vorrichtung auf Maschine

• Mit einen Maschinenschraubstock, Magnettisch, Nullpunktsystem, T-Nuten an Maschinentisch niederspannen und festschrauben.

D13-Vorrichtung

Eine selbstgefräste Vorrichtung oder eine Aufspannleiste.

1.) Herstellung der Vorrichtung

- Man verwendet Restmaterial für die Vorrichtung, wo die Kontur gefräst wird von der unterliegenden Seite abstimmend mit dem Werkstück, da die Spanngewinde bereits vorhanden sind.

- Die Vorrichtung wird in die Maschine eingespannt und danach den Nullpunkt gesetzt.

2.) Oberflächenbehandlung

- Ein Prozess um die mechanischen, chemischen und optischen Eigenschaften zu verbessern.

- Das gezeigte Werkstück wird poliert.

- Arten:

- Lackierung: häufigste Oberflächenbehandlung.

- Beschichtungen: in Form von Pulverbeschichtungen, Galvanisierungen und Elektrophorese. (verzinken, verzinnen)

- Wärmebehandlungen: durch Erhitzung und Abkühlung des Materials, Festigkeit und Härte der Oberfläche erhöhen. (Härten, Einsatzhärten, Nitrieren)

- Polieren: verwendet, um die Oberfläche glatter und glänzender zu machen. Dadurch hat man eine leichtere Entformung.

- Oberflächenbehandlung mit chemischen Mitteln

3.) Fräsbearbeitung

- Mittels 3-Achs Bearbeitung mit einen Schaftfräser mit ein Eckenradius 0,5 mm, den Rotmarkierten Innenradius nachfahren, ohne die restliche Kontur zu beschädigen. (nur ankratzen)

- Mittels 4-Achs Bearbeitung mit ein Kugelfräser mit ein 0.8 mm Durchmesser die Kontur in geschwenkten zustand abfahren

4.) Erodieren

- Werkstück mittel Aufspannleiste oder Schraubstock spannen (bei Serienfertigung Vorrichtung selbstfräsen)

- Grafit- od. Kupferelektrode fertigen

- Werkstücksmittelpunkt ermitteln

- Kontur senken

5.) Material Formeinsatz

- Kupfer-zinn Legierung (Bronze) wie z.B. 2.0966

- Rotbronze z.B. 2.0857

- Kaltarbeitsstahl z.B. 1.2312

- Warmarbeitsstahl z.B. 1.2343

D14-Stanztechnik

Ein neuen Schnittstempel zu fertigen ist notwendig, wenn keine Reparaturen mehr möglich sind oder nicht wirtschaftlich wären. Ersatzschnittstempel im Voraus fertigen.

1.) Reparaturmöglichkeit

• Schweißen und nachfräsen

• Schleifen und neu abstimmen

2.) Neuanfertigung

Schnittstempel genauso fertigen wie der ausgebrochene (falls altes Programm vorhanden, kontrolliert abfahren).

3.) Materialauswahl

• Gehärteter Stahl

• 1.2343 54-58HRC

• K110, 1.2379

4.) Fertigungsverfahren

• Mittels 3-Achs Bearbeitung mit einen Schaftfräser die Kontur neu Fertigen mit hoher Genauigkeit.

• Bohrungen in die richtige Position bohren.

• Passungen Reiben und Gewinden Bohren

5.) Wärmebehandlung

Der Schnittstempel wird gehärtet, um Festigkeit und Härte zu verbessern

6.) Härteprüfung

Erfolgt an einer Universal-Härteprüfmaschine durchgeführt. Der Eindrückkörper z.B. Eine Diamantpyramide, wird mit der Prüfkraft eingedrückt. Nach 15 Sekunden wird gehoben und zur Seite geschwenkt, um eine Vergrößerung des entstandenen Eindrucks zu erhalten.

D15-Spritzgusstechnik

- Bewegliche Formhälfte über die Säulen fahren

- Die Aufspannelemente lösen und die Aufspannplatte entfernen

- Auswerfer Paket und die Formplatte entfernen

- Formeinsatz aus der Formplatte trennen

- Formeinsatz in einen Schraubstock oder eine Aufspannplatte aufspannen

- Formeinsatz ein mitteln

- die Angusskanäle mit einen Kugelfräser oder Schaftfräser 1 mm größer auffräsen oder

- Wenn’s möglich die gesamte bewegliche Formhälfte in den Schraubstock aufspannen

- Formeinsatz ein mitteln

- die Angusskanäle mit einen Kugelfräser oder Schaftfräser 1 mm größer auffräsen

1.) Aufbau Werkzeug

- Aufspannplatten

- Formeinsatz für Düsen- und Schließseite

- Formplatten

- Führungssäule

- Auswerferelemente

- Rückholfeder

2.) Angussarten

Stangen- od. Kegelanguss, Punktanguss, Teller- od. Scheibenanguss, Schirmanguss, Ringanguss, Film- od. Bandanguss, Tunnelanguss,

3.) Kunststoffe

- Thermoplaste: Sind warmumformbar und schweißbar.

- Duroplaste: Nicht umformbar und nicht schweißbar.

- Elastomere: sind gummielastisch sowie nicht war umformbar und nicht schweißbar.

- Das entsprechende Endprodukt besteht aus Thermoplasten

4.) Unfallverhütung

- PSA tragen

- Schutzbrille verwenden

- Werkzeug auf eine Werkbank ausbauen

- Mit geschlossener Tür das Werkstück fräsen

- Aufmerksam bei der Arbeit sein

- Fest und sicher spannen

- Simulation prüfen

- Nullpunkt prüfen

- Probelauf durchführen

5.) Angussfertigung

• Berücksichtigt wird bei der Wahl der Angussform:

- dass Formteilgeometrie und Formteilvolumen

- Viskosität der Formmasse

- Art des Spritzgießwerkzeuges

- Fließweglänge

• Heißkanal- vs. Kaltkanalsysteme: Bei Heißkanalsystemen bleibt der Kunststoff im Angusskanal geschmolzen, was Materialverschwendung reduziert. Kaltkanalsysteme hingegen lassen den Kunststoff im Angusskanal erstarren, was zu mehr Abfall führen kann.

• Beeinflusst Fließverhalten und Heiße Seele (Nachdruck), wenn sich der Angussgröße ändert.

• Folgende Anguss wir samt Angusskanal und Produkt gespritzt

D16-Spritzgießmaschine

1.) Aufspannung

Das gesamte Spritzgießwerkzeug wird mithilfe eines austauschbaren Zentrierrings an der Maschinenaufspannplatte befestigt. Durch diesen Zentrierring taucht während der Produktion die Düsenspitze in das Werkzeug ein. Dort wird sie gegen die Angussbuchse gepresst.

2.) Aufbau Spritzgießmaschine

- Spritzgießmaschinen bestehen generell aus zwei Teilen:

Der Spritzeinheit, die das Rohmaterial aufbereitet und unter Druck in das Werkzeug einspritzt, und der Schließeinheit, die das Werkzeug (auch Form) aufnimmt und es öffnet und schließt.

- Genauer Aufbau Spritzgießmaschine

- Öffnungs- und Schließeinheit

- Formwerkzeug

- Messtation

- Bedienung und Steuerung

- Plastifizier Zylinder

- Granulat

- Spritzzylinder

- Antrieb

- Hydraulik

3.) Hydraulik / Elektrisch

Hydraulische Spritzgießmaschinen:

- Traditionell und leistungsstark.

- Nutzen Hydrauliksysteme für präzise Steuerung und hohe Schließkraft.

- Ideal für große Bauteile und hochviskose Materialien.

- Vielseitig einsetzbar, besonders in der Automobil- und Verpackungsindustrie.

Elektrische Spritzgießmaschinen:

- Modern und energieeffizient.

- Verwenden Elektromotoren für präzise Steuerung.

- Hohe Energieeffizienz und reduzierte Betriebskosten.

- Perfekt für Präzisionsanwendungen in der Medizintechnik und Elektronikfertigung.

- Geringere Schließkraft und höhere Anschaffungskosten im Vergleich zu hydraulischen Maschinen.

4.) Materialfluss

Der Materialfluss in Spritzgussmaschinen ist ein entscheidender Faktor für die Qualität und Effizienz des Spritzgießprozesses. Hier sind einige wichtige Aspekte:

• Materialvorbereitung: Kunststoffgranulat wird in Trichter gefüllt (hier wird das Material erhitzt und geschmolzen)

• Einspritzen: Die geschmolzene Kunststoffmasse wird durch die Schnecke in das Formwerkzeug eingespritzt.“Hydraulikzylinder“ Dabei ist es wichtig, dass der Materialfluss gleichmäßig und ohne Lufteinschlüsse erfolgt, um Defekte im Endprodukt zu vermeiden

• Abkühlung und Erstarrung: Nachdem das Material in die Form eingespritzt wurde, kühlt es ab und erstarrt. Die Abkühlzeit und die Temperaturkontrolle sind entscheidend für die Qualität des fertigen Teils

• Auswerfen: Sobald das Teil abgekühlt und erstarrt ist, wird es aus der Form ausgeworfen und der Prozess beginnt von neuem

5.) Temperaturen

Die Temperatur der Rohre in Spritzgießen hängt von der Art des verwendeten Kunststoffs ab. Bei Kunststoffen wie amorphen Kunststoffen sollte die Rohrtemperatur höher sein als die Fließtemperatur (Tf) des Kunststoffs. Bei kristallinen Kunststoffen sollte sie höher als der Schmelzpunkt (Tm), aber niedriger als die Zersetzungstemperatur (Td) sein.

6.) Unfallverhütung

• Schulung: Regelmäßige Schulungen für Mitarbeiter.

• Schutzausrüstung: Tragen von Handschuhen, Schutzbrillen und Gehörschutz.

• Maschinensicherheit: Not-Aus-Schalter und Schutzvorrichtungen.

• Arbeitsumgebung: Sauber und gut beleuchtet.

• Erste Hilfe: Erste-Hilfe-Materialien und geschulte Ersthelfer vor Ort.

D17-Sintertechnik

1.) Pulverherstellung

Ausgangsmaterial sind Metallpulver, die durch Verdüsung oder Zerstäuben von Metallschmelzen gewonnen werden. Wegen der großen Abkühlgeschwindigkeit besitzen die Pulver teile ein feines und gleichmäßiges Gefüge.

2.) Materialzusammensetzung

Beim Sintern werden meist pulverisierte Metalle, Metallcarbide, Metalloxide oder Kunstharze als Ausgangsstoffe verwendet. Diese Materialien werden vermischt und durch Erwärmung miteinander verbunden oder verdichtet, ohne dass alle Ausgangsstoffe vollständig aufgeschmolzen werden. Die genaue Zusammensetzung der Ausgangswerkstoffe bestimmt die späteren Eigenschaften der Sinterteile

3.) Herstellung

- Pulvermischen: Die gewünschten Pulver oder Granulate werden ausgewählt und im entsprechenden Verhältnis vermengt.

- Formgebung: Das vermischte Pulver wird unter hohem Druck in eine Form gepresst, um den sogenannten Grünling zu erzeugen.

- Verdichtung und Sintern: Der Grünling wird bei hohen Temperaturen erhitzt, wodurch die Pulverkörnchen verschmelzen, und die Porosität verringert wird. Dabei entstehen die gewünschten Eigenschaften des Bauteils, wie Festigkeit und Härte.

- Abkühlung und Nachbearbeitung: Nach dem Sintern wird das Werkstück abgekühlt und bei Bedarf mechanisch nachbearbeitet.

- Endkontrolle: Schließlich werden die gesinterten Teile einer umfassenden Qualitätskontrolle unterzogen.

4.) Maschinen

- Pulverpressen: Pressen Pulver in die gewünschte Form.

- Sinteröfen: Erhitzen die Formen, um sie zu verschmelzen.

- Selektives Lasersintern (SLS): 3D-Druck mit Laser.

- Extrusionsmaschinen: Formen Pulver durch Extrusion.

- Heißpressen: Kombiniert Druck und Hitze.

5.) Nachbearbeitung

- Mechanische Bearbeitung: Drehen, Fräsen, Schleifen.

- Oberflächenbehandlung: Polieren, Strahlen, Beschichten.

- Kalibrieren: Erneutes Pressen für höhere Maßgenauigkeit.

- Wärmebehandlung: Verbesserung der Härte und Festigkeit.

6.) Anwendungsbeispiele

Zahnräder, Lager, Gehäuse und Wendeschneidplatten …

7.) Vor- und Nachteile

- Vorteil: Der klare Vorteil des Sinterns liegt in der Verwendung und dem Zusammenführen von Ausgangsstoffen, die sich auf andere Weise nur sehr schwer oder gar nicht verbinden lassen.

- Nachteil: Beim Sintern ist Die verbleibende Porosität der größte Nachteil des Sintervorgangs.

D18-Sintertechnik

1.) Benennung der einzelnen Werkzeugkomponenten

- Oberteil

- Oberstempel

- Füllraum

- Mantel

- Unterstempel fest

- Unterstempel beweglich

- Grundplatte

- Säulenplatte

2.) Werkstoffe für die Werkzeugteile

- Hartmetall (Wolframkarbid): Dieses Material wird häufig verwendet, da es eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aufweist.

- Werkzeugstahl: Verschiedene Arten von Werkzeugstahl werden ebenfalls verwendet, insbesondere solche, die eine hohe Festigkeit und Zähigkeit bieten.

- Keramik: In einigen speziellen Anwendungen werden auch keramische Materialien verwendet, die eine hohe Temperaturbeständigkeit und Härte bieten.

3.) Anforderungen an das Werkzeug

- Hitzebeständig sein.

- Präzise gefertigt sein.

- Verschleißfest sein.

- Gleitfähig sein.

4.) Oberflächenbeschaffenheit

- Rauheit: Glattere Oberflächen reduzieren Reibung und Verschleiß.

- Messung: Methoden wie Oberflächenprofilgeometrie werden verwendet.

- Normen: DIN EN ISO 1302 definiert wichtige Messgrößen wie Ra und Rz

D19-Extrudieren

Für eine nahtloses Kunststoffrohr benötigt man entweder einen Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder oder Kolbenextruder

1.) Prinzipieller Aufbau

• Fülltrichter – Extruder – Schnecke – Heizung – Plastifizier Zylinder – Formwerkzeug (Profildüse) – Druckluft – Kalibrierstrecke – Profilstrang – Kühlstrecke – Profilstrang – Abziehvorrichtung – Ablängvorrichtung

2.) Beschreibung der einzelnen Komponenten

• Schneckenwelle (Schnecke):

Aufbau: Die Schneckenwelle besteht aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Gangtiefen und Steigungen. Diese Abschnitte sind typischerweise die Einzugszone, die Kompressionszone und die Austragszone.

Funktion: Sie transportiert das Material durch den Extruder, verdichtet es und sorgt für eine gleichmäßige Schmelze. Die Schnecke kann auch spezielle Misch- und Schersegmente enthalten, um das Material besser zu homogenisieren.

• Schneckenzylinder:

Aufbau: Der Zylinder ist aus hochfestem Stahl gefertigt und kann mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen sein, um die Lebensdauer zu verlängern.

Funktion: Er umschließt die Schnecke und bildet den Raum, in dem das Material verarbeitet wird. Der Zylinder ist oft in Zonen unterteilt, die individuell beheizt und gekühlt werden können.

• Einzugszone:

Aufbau: Diese Zone hat eine größere Gangtiefe, um das Material effizient aufzunehmen.

Funktion: Hier wird das Material durch die Drehung der Schnecke in den Extruder gezogen und beginnt sich zu erwärmen.

• Kompressionszone:

Aufbau: Die Gangtiefe der Schnecke verringert sich in dieser Zone, was zu einer Verdichtung des Materials führt.

Funktion: Diese Zone erhöht den Druck und die Temperatur des Materials, um es zu schmelzen und zu homogenisieren.

• Austragszone:

Aufbau: Diese Zone hat eine konstante Gangtiefe und ist für die finale Homogenisierung des Materials verantwortlich.

Funktion: Sie sorgt für einen gleichmäßigen Materialfluss zur Düse und stellt sicher, dass das Material die richtige Viskosität hat.

• Düse (Mundstück):

Aufbau: Die Düse kann verschiedene Formen und Größen haben, je nach gewünschtem Endprodukt.

Funktion: Sie formt das Material in die gewünschte Form, sei es ein Rohr, ein Profil oder ein Film.

• Heizbänder:

Aufbau: Diese bestehen aus elektrischen Heizelementen, die um den Schneckenzylinder gewickelt sind.

Funktion: Sie erhitzen den Zylinder und das Material auf die erforderliche Verarbeitungstemperatur.

• Antriebseinheit:

Aufbau: Der Antrieb besteht aus einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Kupplung.

Funktion: Er treibt die Schnecke an und sorgt für die notwendige Drehbewegung.

• Temperaturregelung:

Aufbau: Diese Systeme bestehen aus Thermoelementen, Reglern und Kühlvorrichtungen.

Funktion: Sie überwachen und steuern die Temperatur in den verschiedenen Zonen des Extruders, um eine gleichmäßige Verarbeitung zu gewährleisten.

3.) Extruderarten

Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder, Vielwellenextruder, Kolbenextruder, Schneckenextruder, Extruderschnecke, Kaskadenextruder, Planetwalzenextruder, Ringextruder

4.) Arten von Schnecken

- 3-Zonen-Schnecke,

- Barriereschnecke sowie

- Entgasungsschnecke

5.) Co-Extrusion

Die Coextrusion ist eine Erweiterung des Extrusionsverfahrens, das in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt wird. Beim Extrudieren wird eine härtbare Masse kontinuierlich unter Druck durch eine formgebende Öffnung gepresst. Bei der Coextrusion werden zwei oder mehrere artgleiche oder fremdartige Materialien zusammengeführt.

6.) Bild

1: Bedienung und Steuerung

2: Fülltrichter

3: Antrieb

4: Heizung, Plastifizierzylinder

5: Formwerkzeug

D20-Extrusionswerkzeuge

Werkzeuge für Rohre

- Wendelverteilersysteme: Diese Werkzeuge sind ideal für die Extrusion von PE- und PP-Rohren. Sie bieten eine hohe Durchsatzleistung und eine exakte Wanddickenverteilung.

- Dornhalterwerkzeuge: Diese Werkzeuge sind besonders geeignet für die Herstellung von Rohren mit gleichmäßiger Wandstärke und hoher Präzision.

Werkzeuge für Platten

- Breitschlitzdüsen mit Kleiderbügelverteiler: Diese Werkzeuge sind optimal für die Extrusion von Platten und Folien. Sie bieten eine gleichmäßige Materialverteilung und hohe Produktqualität.

- XXL.TOOLING: Dieses Werkzeugsystem ist speziell für die Extrusion von Großprofilen, Paneelen und Stegplatten mit Breiten von bis zu 1.000 Millimetern entwickelt.

Werkzeuge für Profile

- DIGI.TOOLING: Ein digitales und schlauchloses Werkzeugsystem, das für schnelle Rüstzeiten und fehlerfreie Werkzeugwechsel sorgt.

- RED.TOOLING: Dieses System bietet überlegene Profilqualität und niedrige Betriebskosten, ideal für anspruchsvolle Profilextrusion.

Auswahlkriterien

1. Materialkompatibilität: Die Werkzeuge wurden basierend auf ihrer Eignung für verschiedene Materialien wie PE, PP, PVC und andere Kunststoffe ausgewählt.

2. Produktqualität: Werkzeuge, die eine hohe Präzision und gleichmäßige Materialverteilung bieten, wurden bevorzugt.

3. Effizienz: Systeme, die eine hohe Durchsatzleistung und niedrige Betriebskosten ermöglichen, wurden berücksichtigt.

4. Flexibilität: Werkzeuge, die für verschiedene Anwendungen und Profile geeignet sind, wurden ausgewählt, um eine breite Einsatzmöglichkeit zu gewährleisten.

1.) Einteilung von Extrusionswerkzeugen

- Mono-Extrusionswerkzeuge: Diese Werkzeuge werden für die Herstellung von Produkten aus einem einzigen Material verwendet. Beispiele sind Rohre, Profile und Folien.

- Co-Extrusionswerkzeuge: Diese Werkzeuge ermöglichen die gleichzeitige Extrusion von zwei oder mehr Materialien, um mehrschichtige Produkte herzustellen. Dies ist besonders nützlich für Anwendungen, bei denen unterschiedliche Materialeigenschaften in einem Produkt kombiniert werden müssen, wie z.B. bei Benzinleitungen oder Verpackungsfolien.

- Breitschlitzdüsen: Diese Werkzeuge werden häufig für die Herstellung von Folien und Platten verwendet. Sie haben eine breite, flache Austrittsöffnung, die es ermöglicht, das Material in einer dünnen, gleichmäßigen Schicht zu extrudieren.

- Profilwerkzeuge: Diese Werkzeuge sind speziell für die Herstellung von Profilen mit komplexen Querschnitten ausgelegt. Sie werden häufig in der Bauindustrie für Fensterrahmen, Türrahmen und andere Profilprodukte verwendet.

- Wendelverteiler: Diese Werkzeuge verwenden eine spiralförmige Verteilung des Materials, um eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit und Druckverteilung zu gewährleisten. Es gibt sowohl axiale als auch radiale Wendelverteiler.

- Dornhalterwerkzeuge: Diese Werkzeuge werden verwendet, um hohle Produkte wie Rohre und Schläuche herzustellen. Sie haben einen zentralen Dorn, der das Material um sich herum formt

2.) Arten und Anwendungen von verschiedenen Werkzeugtypen

Mono- und Coextrusionswerkzeuge:

- Monoextrusion: Wird verwendet, um ein einzelnes Material zu extrudieren. Typische Anwendungen sind Rohre, Profile und Folien.

Coextrusion:

- Ermöglicht die Extrusion mehrerer Materialien gleichzeitig, um ein Produkt mit mehreren Schichten zu erzeugen. Dies ist nützlich für Produkte, die spezielle Eigenschaften wie Barriere Eigenschaften oder unterschiedliche Farben erfordern.

Breitschlitzdüse mit Kleiderbügelverteiler:

- Diese Werkzeuge werden häufig zur Herstellung von Folien und Platten verwendet. Der Kleiderbügelverteiler sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Materials über die gesamte Breite der Düse.

Pinolenwerkzeug:

- Wird für die Herstellung von Rohren und Schläuchen verwendet. Es ermöglicht eine präzise Steuerung der Wanddicke und des Durchmessers des extrudierten Produkts.

Axial- und Radial-Wendelverteiler:

- Diese Werkzeuge sind für die Herstellung von komplexen Profilen und Hohlkörpern geeignet. Sie sorgen für eine gleichmäßige Materialverteilung und minimieren die Bildung von Fließnähten.

Dornhalterwerkzeug:

- Wird hauptsächlich für die Extrusion von Rohren verwendet. Es hält den Dorn in Position und ermöglicht die Herstellung von Rohren mit gleichmäßiger Wanddicke.

Profilwerkzeug:

- Speziell für die Herstellung von Profilen in verschiedenen Formen und Größen. Diese Werkzeuge sind in der Bauindustrie weit verbreitet, z.B. für Fensterrahmen und Türprofile.

3.) Nachfolgewerkzeuge

Ein Nachfolgewerkzeug in der Extrusion ist ein spezielles Werkzeug, das verwendet wird, um kontinuierlich geformte Produkte aus Materialien wie Kunststoffen, Metallen oder Keramiken herzustellen.

4.) Werkzeuge mit allmählicher Querschnittsveränderung – Einsatzgebiete

Werkzeuge mit allmählicher Querschnittsveränderung werden in der Extrusionstechnologie häufig eingesetzt, um Materialien in verschiedene Formen zu bringen. Diese Werkzeuge sind besonders wichtig, da sie eine gleichmäßige Materialverteilung und -fluss gewährleisten, was für die Qualität des Endprodukts entscheidend ist.

D21-Thermoformen (Tiefziehen)

Benötigte Materialien und Ausrüstung:

Kunststoffhalbzeuge: Platten oder Folien aus thermoplastischen Kunststoffen wie PVC, PET, PS, ABS oder PC.

Thermoformmaschine: Es gibt Einstationen- und Mehrstationenmaschinen, die den Kunststoff erhitzen und formen.

Werkzeuge: Spezielle Formen, die das erhitzte Kunststoffmaterial in die gewünschte Form bringen.

Heizsystem: Zum Erwärmen des Kunststoffs auf die Prozesstemperatur.

Vakuum- oder Druckluftsystem: Um den Kunststoff in die Form zu pressen.

Prozessschritte:

Zuführung und Einspannen: Das Kunststoffhalbzeug wird in die Maschine eingelegt und fixiert.

Erwärmung: Das Halbzeug wird auf die erforderliche Umformtemperatur erhitzt.

Positionierung: Das erhitzte Halbzeug wird über die Form gebracht.

Umformung: Durch Vakuum oder Druckluft wird das Halbzeug in die Form gepresst.

Abkühlung: Das geformte Teil wird abgekühlt, um die Form zu stabilisieren.

Entformen: Das fertige Teil wird aus der Form genommen.

Nachbearbeitung: Eventuell notwendige Nacharbeiten wie Schneiden oder Bohren12.

Wichtige Überlegungen:

Materialwahl: Das Material muss den Anforderungen des Endprodukts entsprechen, z.B. in Bezug auf Festigkeit, Flexibilität und chemische Beständigkeit.

Formgestaltung: Die Form muss präzise und für den Thermoformprozess geeignet sein.

Prozesstemperatur: Die richtige Temperatur ist entscheidend für die Qualität des Endprodukts.

Kühlzeit: Ausreichende Kühlzeit ist wichtig, um Verformungen zu vermeiden.

1.) Formverfahren allgemein

Man kann den Thermoformzyklus in die folgenden Prozessschritte einteilen:

- Zuführung sowie Einspannen des verwendeten Halbzeugs

- Erwärmung des Halbzeugs auf Prozesstemperatur

- Positionieren des Halbzeugs am Werkzeug

- Umformungsprozess

- Abkühlung des Formteils

- Entformen

- Eventuelle Nachbearbeitung des Formteils

2.) Maschinenarten, Aufbau

- Einstationenmaschinen: Diese Maschinen führen die Erwärmung und Umformung des Halbzeugs in derselben Station durch. Das Heizsystem wird über eine fest eingespannte Platte gefahren, um den Kunststoff zu erwärmen.

- Mehrstationenmaschinen: Hierbei erfolgt die Erwärmung und Umformung in verschiedenen Stationen. Diese Maschinen sind oft effizienter und können höhere Produktionsraten erreichen.

- Zusätzlich unterscheidet man beim Thermoformen zwischen dem Positivverfahren und dem Negativverfahren. Beim Positivverfahren wird der Kunststoff über das Werkzeug gezogen, während er beim Negativverfahren in das Werkzeug gezogen wird.

3.) Heizung

Beim Heizen wird das Halbzeug von seiner Ausgangstemperatur auf die Umformtemperatur gebracht. Weil beim Thermoformen Folien und Platten mit einer Stärke von 0,1 bis 12 Millimeter verarbeitet werden, werden unterschiedliche Heizungsarten genutzt. Zu den gängigsten Methoden gehören Strahlungs-, Kontakt- und Konvektionsheizungen.

4.) Nachbearbeitung

1. Entgraten und Schneiden: Nach dem Thermoformen müssen überschüssige Materialien entfernt werden. Dies geschieht oft durch Schneiden.

2. Bohren und Stanzen: Um Löcher oder spezifische Formen in das geformte Teil zu bringen, werden Bohr- und Stanzverfahren eingesetzt.

3. Oberflächenbehandlung: Dies kann das Lackieren, Bedrucken oder Beschichten des Kunststoffteils umfassen, um die Oberfläche zu veredeln oder bestimmte Eigenschaften zu verleihen.

4. Montage: In einigen Fällen müssen mehrere geformte Teile zusammengefügt werden. Dies kann durch Kleben, Schweißen oder mechanische Verbindungen erfolgen.

5. Qualitätskontrolle: Schließlich wird das fertige Teil auf Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und andere spezifizierte Eigenschaften überprüft.

5.) Produktbeispiele

- Becher

- Jausen boxen

- Lebensmittel Verpackungen

- Medizin Behälter

6.) Beispiele für verarbeitbare Materialien

Als Materialien für das Thermoformen werden Thermoplaste verwendet. Hierzu gehören ABS, Polystyrol, Polycarbonat, PETG usw.

D22-Thermoformwerkzeuge

1. Materialwahl: Die Wahl des richtigen Thermoplasts ist entscheidend. Häufig verwendete Materialien sind ABS, Polystyrol, Polycarbonat und PETG.

2. Radien und Kanten: Große Radien erleichtern das Strecken des Materials und verhindern Risse. Ein Mindestradius von 1,5 mm wird empfohlen.

3. Wandschrägen: Um eine einfache Entformung zu gewährleisten, sollten vertikale Wände mit einer Schräge von mindestens 2° gestaltet werden.

4. Umformverhältnis und Wanddicke: Das Umformverhältnis (Höhe zu Breite) beeinflusst die Wanddicke des geformten Teils. Eine gleichmäßige Wanddicke ist wichtig, um die Stabilität des Endprodukts zu gewährleisten.

5. Temperaturkontrolle: Die Erwärmung des Materials auf die richtige Prozesstemperatur ist entscheidend für die Formbarkeit und die Qualität des Endprodukts.

6. Nachbearbeitung: Nach dem Formen müssen die Teile oft nachbearbeitet werden, um überschüssiges Material zu entfernen und die endgültige Form zu erreichen.

1.) Geeignete Werkstoffe

Die Wahl des richtigen Thermoplasts ist entscheidend. Häufig verwendete Materialien sind ABS, Polystyrol, Polycarbonat und PETG.

2.) Aufbau des Thermoformwerkzeuges

- Radien und Kanten: Große Radien erleichtern das Strecken des Materials und verhindern Risse. Ein Mindestradius von 1,5 mm wird empfohlen.

- Wandschrägen: Um eine einfache Entformung zu gewährleisten, sollten vertikale Wände mit einer Schräge von mindestens 2° gestaltet werden

- Umformverhältnis und Wanddicke: Das Umformverhältnis (Höhe zu Breite) beeinflusst die Wanddicke des geformten Teils. Eine gleichmäßige Wanddicke ist wichtig, um die Stabilität des Endprodukts zu gewährleisten.

- Temperaturkontrolle: Die Erwärmung des Materials auf die richtige Prozesstemperatur ist entscheidend für die Formbarkeit und die Qualität des Endprodukts.

- Nachbearbeitung: Nach dem Formen müssen die Teile oft nachbearbeitet werden, um überschüssiges Material zu entfernen und die endgültige Form zu erreichen.

3.) Werkzeugkühlung

Entweder mit einem Luft Gebläse oder einer Temperatur Regelung in der Form (Wasserkühlung)

4.) Platzierung der Entlüftungsbohrungen

Die Platzierung der Entlüftungsbohrungen muss so ausgewählt werden das die Luft aus jeder Ecke und Hinterschnitt entfernt werden kann, so dass der Kunststoff nahtlos bei der Form aufliegt.

5.) Entformung

Die Entformung funktioniert, so dass das abgekühlte Produkt mit Druckluft von der Form aufgehoben wird.

6.) Niederhalter

Die Folie wird in eine Klemmeinheit gespannt.

7.) Kavitäten Anordnung

Spricht man von einem 1-fach, 2-fach oder 4-fach Thermoformwerkzeug, ist dabei die Anzahl der Kavitäten oder der Formnester gemeint. Zu unterscheiden sind hier gleiche oder unterschiedliche Formnester. Mehrere Faktoren werden bei der Festlegung der Anzahl von Formnestern berücksichtigt.

D23-Blasformen von Hohlkörpern

1.) Arten von Blasverfahren

- Extrusionsblasformen

- Tauchblasformen

- Spritzblasformen

2.) Herstellung des Vorformlings

Der Vorformling wird meistens auf einer Spritzgießmaschine in einen entsprechenden Spritzgießwerkzeug gegossen und meist noch im warmen Zustand zum Blaswerkzeug geformt.

3.) Prinzip des Steckblasens

Das Streckblasen (oft auch als Streckblasformen sowie Spritzstreckblasen bezeichnet) ist eine Sonderform beim Blasformen in der Kunststofftechnik. Die Funktionsweise beim Streckblasen unterscheidet sich vom Extrusionsblasformens in ein paar Punkten.

Ähnlich wie bei Folien nutzt man bei diesem Verfahren den Effekt, dass sich mittels Verstrecken im Nahbereich der Kristall- bzw. Glasschmelztemperatur hohe Orientierungen in das Material einbringen lassen. Dadurch lassen sich dessen mechanische Eigenschaften wesentlich verbessern.

4.) Baugruppen einer Blasmaschine

- Hals- und Schulterbutzen

- Kalibrierblasdorn

- Werkzeughälfte 1

- Entlüftungskanäle

- Quetschkante

- Bodenbutzen

- Butzenkamme

D24-Blaswerkzeug

1. Materialwahl: Die Wahl des richtigen thermoplastischen Kunststoffs ist entscheidend. Häufig verwendete Materialien sind PET, PVC und PP.

2. Vorformling (Preform): Der Vorformling muss präzise hergestellt werden, da er die Basis für das Endprodukt bildet. Spritzgegossene Vorformlinge haben den Vorteil einer genauen Wanddickenverteilung und eines Präzise kalibrierten Halses.

3. Temperaturkontrolle: Die Temperatur des Vorformlings muss genau kontrolliert werden. Er wird auf eine Temperatur von etwa 90 bis 120 °C erhitzt, um die notwendige Zähflüssigkeit zu erreichen.

4. Verstreckung: Der Vorformling wird sowohl in Längs- als auch in Umfangsrichtung verstreckt. Dies erfolgt mechanisch durch einen Stempel und durch Blasluft.

5. Blasform: Die Blasform muss das gewünschte Design als Negativform abbilden und über eine effektive Wasserkühlung verfügen, um die Formgebung zu unterstützen.

6. Blasdruck: Hohe Blasdrücke von bis zu 20 bar sind notwendig, um die Verformung bei niedrigen Temperaturen zu ermöglichen.

7. Kompromiss zwischen Temperatur und Verstreckkräften: Es muss ein Kompromiss zwischen der idealen Verstrecktemperatur und den realisierbaren Verstreckkräften gefunden werden.

1.) Werkstoffe für Blasformen

Bis zu einem Volumen von 10l wird Stahl verwendet

Bei größeren, Aluminium, Beryllium und Zinklegierungen

Bei Großkörpern ab einem Volumen von 1m³ werden auch Schweißkonstruktionen eingesetzt

2.) Formen des Flaschengewindes

Beim Blasformen wird das Flaschengewinde so gemacht:

1. Vorformling herstellen.

2. Erhitzen und Einführen in die Blasform.

3. Aufblasen mit Druckluft, um die Form anzunehmen.

4. Abkühlen und Entformen.

So entsteht das Gewinde direkt in der Form.

3.) Entlüftung

Düsen an den Trennebenen, Vakuumschlitze, Entlüftungsbohrungen

4.) Kühlung

- Druckluft: Nachdem der Vorformling in die Blasform eingebracht und durch Druckluft an die Innenwände der Form gepresst wurde, beginnt der Abkühlprozess.

- Kühlung durch die Form: Die Blasform selbst ist oft mit Kühlkanälen ausgestattet, durch die kaltes Wasser oder ein anderes Kühlmittel zirkuliert. Dies hilft, die Wärme schnell von dem geformten Kunststoff abzuleiten.

- Abkühlzeit: Die Form bleibt geschlossen, bis der Kunststoff ausreichend abgekühlt und erstarrt ist. Die genaue Abkühlzeit hängt von der Größe und Dicke des Werkstücks sowie dem verwendeten Material ab.

D25-Schmiedetechnik

Material vorbereiten: Stahl zuschneiden und erhitzen.

Gesenke erstellen: Negativform des Schlüssels in zwei Hälften.

Vorformen: Rohmaterial grob in Form bringen.

Gesenkschmieden: Material in Gesenk pressen.

Nachbearbeitung: Grat entfernen und Wärmebehandlung.

Qualitätskontrolle: Maße und Oberfläche prüfen.

1.) Aufbau

Obergesenk – Gravur – Untergesenk

2.) Material Schmiedegesenk

- Warmfester Werkzeugstahl

- 1.2343 (X38CrMoV5 1) 0,38%C/ 1,1% Si/ 0,4%Mn/ 5% Cr/ 1,3% Mo/ 0,4%V

- 1.2344 (X40CrMoV5 1) 0,40%C/ 1% Si/ 0,4%Mn/ 5,1% Cr/ 1,3% Mo/ 1%V

3.) Material Werkstück

Für das Gesenkschmieden eignen sich grundsätzlich alle Metalle, die nach ihrer Erwärmung knetbar sind. Dazu zählen unter anderem die folgenden Nichteisenmetalle und Stähle, auch als Legierungen: Stahl Edelstahl Magnesium Kupfer Messing Aluminium

4.) Anwendungsbeispiele

- Kurbelwellen, Handwerkzeuge (z.B. Hämmer, Zangen)

- Pleuelstangen, Kranhaken

- Zahnräder, Ring- Maulschlüssel

- Spurstangenköpfe, Fahrwerkskomponenten

5.) Verschleiß

Sie sind stark auf Verschleiß beansprucht und müssen nach 10000 bis 100000 Werkstücken ersetzt werden.

6.) Freiformschmieden:

Beim freien Schmieden entsteht die Fertigform durch

gezielte Schläge aus dem Rohteil. Dabei kann der Werkstoff frei zwischen den Werkzeugen fließen. Durch freies Schmieden werden Einzelstücke und Vorformen von Gesenkschmiedestücken hergestellt.