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Methoden und Verfahren zur Optimierung der Bauteilentwicklung für die Spritzgießfertigung

Bei der Entwicklung von Spritzgussteilen sind neue Hilfsmittel und Methoden zur Verbesserung und Beschleunigung des Produktentstehungsprozesses einsetzbar. Mit durchgängigen CAx-Systemen von der 3-D-Bauteilmodellierung, über die Prototypenfertigung, die Werkzeugkonstruktion, die Optimierung des Fertigungsprozesses mit Simulationsverfahren bis zur Bauteilvermessung und Geometrierückführung für Werkzeugkorrekturen können Entwicklungszeiten im Produktentstehungsprozess verkürzt sowie die Produktqualität und Wirtschaftlichkeit gesteigert werden. Systemneutrale Datenformate und Schnittstellen bestimmen die effiziente Nutzung. Für die rasche Absicherung der Funktionalität neuer Bauteile mittels Prototypen stehen generative Verfahren des Rapid Prototyping und des Rapid Tooling zur Verfügung. Unterstützungs- und Expertensysteme speichern aktuelles neues Wissen, ziehen Schlussfolgerungen aus dem Wissen und bieten im Benutzerdialog auf Fragestellungen Lösungen oder Lösungswege an.

Die Maß- und Formgenauigkeit von Präzisionsteilen ergibt sich als Kombination aus der Präzision des Spritzgießprozesses und der Richtigkeit des gewählten Verfahrens für die Eigenschaftsmessung. Der Bauteilentwickler definiert zur Absicherung der Funktion eines Spritzgussteiles Funktionstoleranzen und legt damit die Grenzen der Gebrauchstauglichkeit des Bauteils unter Betriebsbedingungen fest. Die zulässigen Maß- und Formabweichungen für die Spritzgießfertigung werden über zulässige Fertigungstoleranzen definiert. Im zunehmenden Maße werden elektromechanische Antriebsachsen auf Spritzgießmaschinen ähnlich wie bei Werkzeugmaschinen für den Präzisionsspritzguss eingesetzt. Als Hilfsmittel zur Fehlererfassung und –analyse werden Qualitätswerkzeuge basierend auf mathematisch-statistischen Grundlagen eingesetzt. Mit der neu entwickelten Expansionsspritzgießtechnik wird der Einsatzbereich der Spritzgießtechnik für die Fertigung sehr dünner und kleiner Präzisionsteile erweitert. Bei diesem Verfahren wird die für den Füllvorgang benötigte Energie direkt in der Kunststoffschmelze durch Verdichtung gespeichert. Die Kavitätenfüllung erfolgt durch Entspannung der Schmelze im Speicher nach Öffnung des Verschlusssystems. Es können damit einerseits sehr dünne Bauteile mit großem Fließweg-Wanddicken-Verhältnis hergestellt und andererseits die Prozessreproduziergenauigkeit für die Fertigung von Präzisionsteilen gesteigert werden.

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Georg Steinbichler
Lehrstuhl für Kunststofftechnik
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Kunststoffverarbeitung, Spritzgießen, Produktentstehungsprozess, Bauteilentwicklung, 3-D-Bauteilmodellierung, Rapid Technologien, Wissensbasierte Konstruktionsunterstützung, Präzisionsspritzguss, Maßgenauigkeit, Fertigungstoleranzen, Expansionsspritzgießtechnik
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Johannes Wortberg, Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg
Erscheinungsjahr: 2008
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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