Übungsaufgaben zur Vorlesung Fertigungstechnik III

Transkript

1 Institut für Werkstofftechnik Kunststofftechnik Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim Übungsaufgaben zur Vorlesung Fertigungstechnik III Sommersemester

2 Aufbereiten von Kunststoffen Übungsaufgabe 1 1. Definieren Sie Aufbereiten von Kunststoffen. 2. Nennen Sie 2 Beispiele für Additive, die die Verarbeitungseigenschaften modifizieren. Wozu dienen Sie jeweils? 3. Ordnen Sie die Aufbereitung in die Prozesskette der Kunststoffverarbeitung ein. 4. Nennen Sie 2 Aufbereitungsmaschinen die diskontinuierlich mit Plastifizierung arbeiten. 5. Erläutern Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines Doppelschneckenextruders. 2

3 Übungsaufgabe 2: 1. In welche 2 Gruppen lassen sich die modifizierbaren Eigenschaften einteilen? 2. In welche Prozessschritte lässt sich das Aufbereiten von Kunststoffen unterteilen? 3. Erläutern Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines Heiz-Kühl-Mischers. 3

4 Extrusion Übungsaufgabe 1: a) Beschreiben Sie kurz den Prozessablauf in einer Blasfolienanlage vom Granulat bis zur fertigen Folie! b) Welches alternative Verfahren zur Folienherstellung kennen Sie außer dem oben genannten Verfahren noch? c) Aus welchen Komponenten besteht eine Rohrextrusionsanlage im Wesentlichen? Übungsaufgabe 2: a) Benennen Sie die charakteristischen Zonen einer konventionellen Dreizonenschnecke! b) Skizzieren Sie den Aufschmelzverlauf in einer konventionellen 3-Zonen- Schnecke 4

5 c) Zeichnen Sie qualitativ die unterschiedlichen Druckverläufe über einer konventionellen Dreizonenschnecke für verschiedene Scheckengangtiefen! d) Benennen Sie die folgenden 2 Extrusionswerkzeuge zur Rohrherstellung! 5

6 Spritzgießen Übungsaufgabe 1: a) Die Plastifiziereinheit einer Spritzgießmaschine unterscheidet sich wesentlich von der Plastifiziereinheit eines Extruders. Nennen Sie die 4 wesentlichen Unterschiede! b) Welche Funktion hat der Nachdruck und wodurch wird die Nachdruckzeit begrenzt? c) Es gibt verschiedene Varianten des Spritzgießens. Nennen Sie 2 davon! d) Erläutern Sie kurz die Besonderheiten und die Funktionsweise der genannten 2 Varianten! 6

7 Übungsaufgabe 2: a) Skizzieren Sie den Druck- und Temperaturverlauf über die Zeit im Spritzgießwerkzeug für einen amorphen und teilkristallinen Kunststoff. Tragen Sie zusätzlich jeweils die charakteristischen Punkte ein und benennen Sie diese. b) Nennen Sie die wesentlichen Komponenten einer Spritzgießmaschine und skizzieren Sie diese. c) Nennen Sie die wesentlichen Elemente eines Spritzgießwerkzeuges! 7

8 Schäumen von Kunststoffen Übungsaufgabe 1: a) Mit welchem Verarbeitungsverfahren lassen sich Duroplaste verschäumen? Nennen sie mindestens zwei Anwendungsgebiete. b) Wie können thermoplastische Blockschäume hergestellt werden? Nenne sie die beiden Verfahrensvarianten und beschreiben sie den Prozess. c) Nennen sie drei Vorteile neben der Gewichtsersparnis, welche das Thermoplastschaumspritzgießen gegenüber dem konventionellen Spritzgießen bietet. Wodurch sind die jeweiligen Vorteile bedingt? d) Polstersitze und Matratzen werden heutzutage vorwiegend aus Kunststoffschäumen hergestellt. Nennen sie zu den beiden Produkten jeweils ein passendes Herstellverfahren und den üblicherweise verwendeten Kunststoff! 8

9 Übungsaufgabe 2: a) Es gibt 2 Möglichkeiten zur Verschäumung im Spritzgießprozess. Nennen sie diese und wodurch unterscheiden sie sich maßgeblich? b) Wie können Isolierplatten zur Hausdämmung hergestellt werden. Nennen sie die beiden Verfahren und einen in Frage kommenden Kunststoff! c) Im folgenden Bild ist die Dichte über die Bauteildicke von zwei verschiedenen Schäumen aufgetragen. Benennen sie die Art der Schaumstruktur und geben sie ein Verfahren zu deren Herstellung an. d) Durch die Verschäumung im Spritzgießverfahren können Einfallstellen und Verzug minimiert werden. Was sind die Gründe dafür und in welchen Bauteilen ist dies von besonderer Bedeutung? 9

10 Verbundwerkstoffe Übungsaufgabe 1: a) Erläutere die Unterschiede zwischen einem Verbundwerkstoff und einem Werkstoffverbund. Gib jeweils Beispiele an. b) Welche Arten von Verbundwerkstoffen gibt es und welche Faserarten werden dabei eingesetzt? Übungsaufgabe 2: a) Nenne eine Fertigungstechnologie bei der Endlosfasern verarbeitet werden und erläutere den Prozess anhand eines Beispiels. b) Welche Verarbeitungsverfahren werden für Kleinserien eingesetzt, welche eher für Großserien und warum? 10

11 Thermoformen (Tiefziehen) Übungsaufgabe 1: a) In welchem Bereich erfolgt die Umformung und liegt Schmelze vor? b) Durch welche Möglichkeiten kann die Formänderungsenergie erfolgen. c) Welche 2 Typen von Thermoformmaschinen gibt es? d) Nennen sie die drei Prozessstufen beim Thermoformen. 11

12 Übungsaufgabe 2: a) Benennen sie die Bauteile der abgebildeten Einstationenmaschine. b) Wie heißen die drei Aufheizmethoden? c) Nennen sie zwei Werkzeugmaterialien? 12

13 Schweißen Übungsaufgabe 1: a) Nennen Sie die vier Hauptkategorien der Kunststoffschweißverfahren, die sich in der Art der Wärmeeinbringung voneinander unterscheiden! b) Das Fügen nimmt eine wichtige Stellung in der Fertigungskette ein, da hierdurch auch komplexe Bauteile gefertigt werden können. Nennen Sie 4 verschiedene Schweißverfahren mit jeweils einem Anwendungsbeispiel! Übungsaufgabe 2: a) Wie wird beim Reibschweißen die Energie eingebracht? b) Beschreiben Sie kurz den Verfahrensablauf bei einem Reibschweißverfahren! 13