Dieses Übungsbuch und Nachschlagewerk behandelt anschaulich und an einem realen Projekt die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen mit SolidWorks 2013/14. Die gesamte Werkzeugkonstruktion, Gussformherstellung, Flächenmodellierung bis hin zur Ableitung von Elektroden und Zeichnungserstellung wird für einen realen Eiskratzer gezeigt. Die zahlreichen neuen Konstruktionsübungen sind didaktisch so aufgebaut, dass der Leser auch eine eigene Konstruktion verwenden kann. Ein beliebiger Einstieg ist möglich, da Zwischenschritte vom Hochschulserver abrufbar sind.
Aktualisiert: 2023-06-07
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Dieses Fachbuch schafft einen neuen Blickwinkel auf die Konstruktion von Kunststoffbauteilen. In vielen Büchern besteht ein starker Fokus auf dem Werkstoff, den Materialeigenschaften und der Berechnung bzw. Dimensionierung. Unberücksichtigt bleibt oft, dass sehr viele Kunststoffbauteile nur geringe Belastungen aushalten müssen; bei sehr vielen Anwendungen geht es um die eigentliche Gestaltung. Hierfür ist ein gutes Verständnis für die Spritzgießwerkzeuge notwendig, die für die Herstellung der Kunststoffbauteile gebaut werden müssen. Je nach Konstruktion des Spritzgussbauteils werden diese Werkzeuge aufwendiger und für die Produktion störanfälliger.Der komplexe Prozess der Herstellung eines Kunststoffbauteils wird ganzheitlich verständlich, da eine Verbindung zwischen Verarbeiter, Formenbauer und Bauteilkonstrukteur geschaffen wird. Der Schwerpunkt liegt auf Spritzgießwerkzeugen und daher auf thermoplastischen Kunststoffen. Alles, was für die Konstruktion und Herstellung eines Spritzgussbauteils nötig ist, wird einfach, äußerst praxisnah und auf das Wesentliche beschränkt dargestellt. Viele anschauliche Bilder sowie Beispiele anhand des Demonstrationsbauteils „Polyman“ erleichtern das Verständnis enorm.In der 2. Auflage gibt es ein neues Kapitel zu Tandemwerkzeugen, die ermöglichen, Baugruppen in einem Werkzeug zu realisieren. Mit Tandemwerkzeugen können jeweils zwei ähnliche Bauteile im Zyklus alternierend mit einem Werkzeug auf einer Maschine hergestellt werden. Damit lassen sich bis zu 30 % der Herstellkosten einsparen.
Aktualisiert: 2023-01-24
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In der Kunststofftechnik werden zur Auslegung von Kunststoffformteilen und zur Werkzeugauslegung unterschiedliche Computerprogramm eingesetzt. Für die Werkzeugauslegung stehen zum Beispiel Programme wie Cadmould ®, Moldex®, Moldflow® und Sigmasoft® zur Verfügung. Diese Programme berechnen den Füllvorgang, die Nachdruck- und Abkühlphase des Formteils im Werkzeug. Als Ergebnisse lassen sich z.B. Drücke, Temperaturen, Schergeschwindigkeiten und Schubspannungen darstellen. Auch das Schwindungs- und Verzugsverhalten des Formteils kann vorausgesagt werden. Diese Simulationsergebnisse zu verstehen und zu interpretieren ist nicht trivial, obwohl es sich um farblich schöne Darstellungen mit Zahlenwerten handelt. Hier soll das Buch über die Simulationstechnologie ansetzten. Es erklärt die Grundlagen der FEM, d.h. die verschiedenen Netztypen und den Einfluss der FEM auf die Ergebnisqualität. Weiterhin werden die mathematischen Grundlagen der Berechnung erläutert, um deren Einfluss auf das Ergebnis zu verstehen. Zusätzlich zu diesen Einflussgrößen spielen auch die hinterlegten Materialkarten und die Stoffgesetze eine wesentliche Rolle bei der Ergebnisinterpretation. Neben der thermischen Werkzeugauslegung ermöglichen die Programme auch eine mechanische Werkzeugauslegung. So lässt sich zum Beispiel ein Kernversatz voraussagen. Das Buch soll nicht nur bei der Interpretation der Simulationsergebnisse helfen, sondern auch Unterstützung bei der Lösungsfindung bieten. Abschließend wird auf die sogenannte integrative Simulation eingegangen. Durch die Verbindung der oben genannten Simulationsprogramme mit Programmen wie ANSYS®, ABAQUS® etc., die eine Belastungsberechnung ermöglichen, ist eine Formteilauslegung unter anisotropen Bedingungen möglich. Dazu ist ein sogenanntes Mapping der Ergebnisse über eine Schnittstelle, wie z.B. DIGIMAT®, notwendig. Auch auf dieses Thema soll in dem Buch eingegangen werden.
Aktualisiert: 2023-01-24
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Dieses Fachbuch schafft einen neuen Blickwinkel auf die Konstruktion von Kunststoffbauteilen. In vielen Büchern besteht ein starker Fokus auf dem Werkstoff, den Materialeigenschaften und der Berechnung bzw. Dimensionierung. Unberücksichtigt bleibt oft, dass sehr viele Kunststoffbauteile nur geringe Belastungen aushalten müssen; bei sehr vielen Anwendungen geht es um die eigentliche Gestaltung. Hierfür ist ein gutes Verständnis für die Spritzgießwerkzeuge notwendig, die für die Herstellung der Kunststoffbauteile gebaut werden müssen. Je nach Konstruktion des Spritzgussbauteils werden diese Werkzeuge aufwendiger und für die Produktion störanfälliger.
Der komplexe Prozess der Herstellung eines Kunststoffbauteils wird ganzheitlich verständlich, da eine Verbindung zwischen Verarbeiter, Formenbauer und Bauteilkonstrukteur geschaffen wird. Der Schwerpunkt liegt auf Spritzgießwerkzeugen und daher auf thermoplastischen Kunststoffen.
Alles, was für die Konstruktion und Herstellung eines Spritzgussbauteils nötig ist, wird einfach, äußerst praxisnah und auf das Wesentliche beschränkt dargestellt. Viele anschauliche Bilder sowie Beispiele anhand des Demonstrationsbauteils „Polyman“ erleichtern das Verständnis enorm.
In der 2. Auflage gibt es ein neues Kapitel zu Tandemwerkzeugen, die ermöglichen, Baugruppen in einem Werkzeug zu realisieren. Mit Tandemwerkzeugen können jeweils zwei ähnliche Bauteile im Zyklus alternierend mit einem Werkzeug auf einer Maschine hergestellt werden. Damit lassen sich bis zu 30 % der Herstellkosten einsparen.
Aktualisiert: 2022-12-06
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In der Kunststofftechnik werden zur Auslegung von Kunststoffformteilen und zur Werkzeugauslegung unterschiedliche Computerprogramm eingesetzt. Für die Werkzeugauslegung stehen zum Beispiel Programme wie Cadmould®, Moldex3D®, Moldflow® und Sigmasoft® zur Verfügung. Diese Programme berechnen den Füllvorgang, die Nachdruck- und Abkühlphase des Formteils im Werkzeug. Als Ergebnisse lassen sich z.B. Drücke, Temperaturen, Schergeschwindigkeiten und Schubspannungen darstellen. Auch das Schwindungs- und Verzugsverhalten des Formteils kann vorausgesagt werden. Diese Simulationsergebnisse zu verstehen und zu interpretieren ist nicht trivial, obwohl es sich um farblich schöne Darstellungen mit Zahlenwerten handelt. Hier soll das Buch über die Simulationstechnologie ansetzten. Es erklärt die Grundlagen der FEM, d.h. die verschiedenen Netztypen und den Einfluss der FEM auf die Ergebnisqualität. Weiterhin werden die mathematischen Grundlagen der Berechnung erläutert, um deren Einfluss auf das Ergebnis zu verstehen. Zusätzlich zu diesen Einflussgrößen spielen auch die hinterlegten Materialkarten und die Stoffgesetze eine wesentliche Rolle bei der Ergebnisinterpretation. Neben der thermischen Werkzeugauslegung ermöglichen die Programme auch eine mechanische Werkzeugauslegung. So lässt sich zum Beispiel ein Kernversatz voraussagen. Das Buch soll nicht nur bei der Interpretation der Simulationsergebnisse helfen, sondern auch Unterstützung bei der Lösungsfindung bieten. Abschließend wird auf die sogenannte integrative Simulation eingegangen. Durch die Verbindung der oben genannten Simulationsprogramme mit Programmen wie ANSYS®, ABAQUS® etc., die eine Belastungsberechnung ermöglichen, ist eine Formteilauslegung unter anisotropen Bedingungen möglich. Dazu ist ein sogenanntes Mapping der Ergebnisse über eine Schnittstelle, wie z.B. DIGIMAT®, notwendig. Auch auf dieses Thema soll in dem Buch eingegangen werden.
Aktualisiert: 2023-02-28
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Die Bedeutung gefüllter und verstärkter Kunststoffe mit hohen Füllstoffanteilen nimmt stetig zu. Ein Beispiel dafür sind Kunststoffe mit bis zu 70 Gew.-% Holzfasern (WPC), welche überwiegend im Extrusionsverfahren verarbeitet werden. Die Prozessführung solcher hochgefüllten Materialien unterscheidet sich aufgrund des komplexen Materialverhaltens und der notwendigen partiellen Erstarrung der WPC-Schmelze im Werkzeug jedoch von der Herstellung klassischer Kunststoffprodukte. WPC-Werkzeuge werden daher zumeist in kosten- und zeitaufwändigen Versuchen optimiert. Simulationen kommen dabei bisher kaum zum Einsatz. Forschungsziel war deshalb die numerische Berechnung des Fließ- und Verformungsverhaltens von WPC im Extrusionswerkzeug und die darauf basierende Erstellung von Empfehlungen für eine optimierte Auslegung von WPC-Werkzeugen.
Im Projekt wurden erforderliche Materialdaten von WPC für die Simulation ermittelt und durch geeignete Materialmodelle beschrieben. Parallel wurden Extrusionsversuche durchgeführt, um die notwendigen Randbedingungen für die Simulation zu ermitteln. Darauf aufbauend wurden numerische Berechnungen der Fließvorgänge im Extrusionswerkzeug durchgeführt. Ein Vergleich zwischen simulierten und gemessenen Werten zeigt eine gute Übereinstimmung für Parallelteile des Werkzeugs. Für Einström- und Übergangsteile mit hohen Dehnströmungen wurden für Kunststoffe mit 70 Gew.-% Holzfasern deutliche Abweichungen festgestellt. Versuche mit einem industrienahen Werkzeug zeigen vergleichbare Abweichungen zwischen Simulation und Experiment. Dennoch kann die Entwicklung neuer WPC-Extrusionswerkzeuge mit Hilfe der numerischen Prognosen zukünftig effektiver und kostengünstiger gestaltet werden, da Fehler im Werkzeugdesign frühzeitig erkannt und vermieden werden können.
Aktualisiert: 2021-03-11
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Dieses Übungsbuch und Nachschlagewerk behandelt anschaulich und an einem realen Projekt die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen mit SolidWorks 2013/14. Die gesamte Werkzeugkonstruktion, Gussformherstellung, Flächenmodellierung bis hin zur Ableitung von Elektroden und Zeichnungserstellung wird für einen realen Eiskratzer gezeigt. Die zahlreichen neuen Konstruktionsübungen sind didaktisch so aufgebaut, dass der Leser auch eine eigene Konstruktion verwenden kann. Ein beliebiger Einstieg ist möglich, da Zwischenschritte vom Hochschulserver abrufbar sind.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die bekannten und bewährten Konstruktionshinweise für Kunststoffe anwendungsbezogen unter 10 Grundregeln systematisiert:
Zunächst werden die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Medieneinfluss und einwirkende Spannungen untersucht. Aus den werkstofflichen Potenzialen der Kunststoffe leiten sich die gestalterischen Möglichkeiten beim Kunststoffeinsatz ab. Neben der reinen Erzeugniskonstruktion werden auch die Anlage von Werkzeugen sowie die Funktionsintegration bei der Produktauslegung und die Effizienz von Prozessen bei Massenfertigung behandelt. Aufbauend auf den zehn Grundregeln werden mithilfe einer Art Checkliste einige Anwendungsbeispiele aus vorhandenen Konstruktionen auf eine kunststoffgerechte Konstruktion hin diskutiert.
Man:
- erarbeitet sich ein systematisches Verständnis für die Werkstoffklasse und kann dann sehr schnell vorhandene Konstruktionen überprüfen, deren Fehler erkennen, um dann eigene Konstruktionen kunststoffgerecht auszuführen.
- kann an Metallerzeugnissen gewonnene Konstruktionserfahrungen einfach auf die Werkstoffklasse der Kunststoffe übertragen und erweitern.
- bekommt gezeigt, wie man eigene Erzeugnisse oder Produkte von Wettbewerbern analysieren kann.
- ist in der Lage mit der angeeigneten Methodik, seine eigenen Konstruktionen während des Entwicklungsprozesses stetig zu verbessern.
Die 2. Auflage ist durchgehend aktualisiert.
Mit: E-Book Inside
Aktualisiert: 2022-10-11
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Die bekannten und bewährten Konstruktionshinweise für Kunststoffe anwendungsbezogen unter 10 Grundregeln systematisiert: Zunächst werden die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Medieneinfluss und einwirkende Spannungen untersucht. Aus den werkstofflichen Potenzialen der Kunststoffe leiten sich die gestalterischen Möglichkeiten beim Kunststoffeinsatz ab. Neben der reinen Erzeugniskonstruktion werden auch die Anlage von Werkzeugen sowie die Funktionsintegration bei der Produktauslegung und die Effizienz von Prozessen bei Massenfertigung behandelt. Aufbauend auf den zehn Grundregeln werden mithilfe einer Art Checkliste einige Anwendungsbeispiele aus vorhandenen Konstruktionen auf eine kunststoffgerechte Konstruktion hin diskutiert.
Man:- erarbeitet sich ein systematisches Verständnis für die Werkstoffklasse und kann dann sehr schnell vorhandene Konstruktionen überprüfen, deren Fehler erkennen, um dann eigene Konstruktionen kunststoffgerecht auszuführen. - kann an Metallerzeugnissen gewonnene Konstruktionserfahrungen einfach auf die Werkstoffklasse der Kunststoffe übertragen und erweitern. - bekommt gezeigt, wie man eigene Erzeugnisse oder Produkte von Wettbewerbern analysieren kann. - ist in der Lage mit der angeeigneten Methodik, seine eigenen Konstruktionen während des Entwicklungsprozesses stetig zu verbessern.
Die 2. Auflage ist durchgehend aktualisiert.Mit: E-Book Inside
Aktualisiert: 2022-12-15
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Die bekannten und bewährten Konstruktionshinweise für Kunststoffe anwendungsbezogen unter 10 Grundregeln systematisiert: Zunächst werden die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Medieneinfluss und einwirkende Spannungen untersucht. Aus den werkstofflichen Potenzialen der Kunststoffe leiten sich die gestalterischen Möglichkeiten beim Kunststoffeinsatz ab. Neben der reinen Erzeugniskonstruktion werden auch die Anlage von Werkzeugen sowie die Funktionsintegration bei der Produktauslegung und die Effizienz von Prozessen bei Massenfertigung behandelt. Aufbauend auf den zehn Grundregeln werden mithilfe einer Art Checkliste einige Anwendungsbeispiele aus vorhandenen Konstruktionen auf eine kunststoffgerechte Konstruktion hin diskutiert.
Man:- erarbeitet sich ein systematisches Verständnis für die Werkstoffklasse und kann dann sehr schnell vorhandene Konstruktionen überprüfen, deren Fehler erkennen, um dann eigene Konstruktionen kunststoffgerecht auszuführen. - kann an Metallerzeugnissen gewonnene Konstruktionserfahrungen einfach auf die Werkstoffklasse der Kunststoffe übertragen und erweitern. - bekommt gezeigt, wie man eigene Erzeugnisse oder Produkte von Wettbewerbern analysieren kann. - ist in der Lage mit der angeeigneten Methodik, seine eigenen Konstruktionen während des Entwicklungsprozesses stetig zu verbessern.
Die 2. Auflage ist durchgehend aktualisiert.Mit: E-Book Inside
Aktualisiert: 2022-12-15
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Die Miniaturisierung von Produkten erfordert angepasste Mikrofertigungstechnologien, die effizient sind und die Qualitätsanforderungen der Wirtschaft erfüllen. Eine Technologie mit großem Potential ist die Mikrozerspanung mit Hartmetallwerkzeugen. Ihre Vorteile sind die hohe zu erzielende Geometriekomplexität und Flexibilität hinsichtlich des zu bearbeitenden Werkstoffspektrums. Limitierend für eine breite Anwendung ist derzeit die Qualität und Standzeit der verfügbaren Mikrowerkzeuge.Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Prozessstabilität der Mikrozerspanung am Beispiel des Mikrofräsens entscheidend zu verbessern. Hierzu wurde der Ansatz verfolgt, eine beanspruchungs- und auch fertigungsgerechte Werkzeuggeometrie für Mikroschaftfräser zu entwickeln. Mit experimentellen und analytischen Methoden wurden die Schwachstellen konventioneller Mikroschaftfräser identifiziert. Darauf aufbauend wurde eine neuartige parametrische Werkzeuggeometrie für Mikroschaftfräser entwickelt, die sich beanspruchungsgerecht an beliebige Anwendungen anpassen und durch Schleifverfahren wirtschaftlich herstellen lässt. Abschließend wurde anhand von Bearbeitungsergebnissen die erfolgreiche Verifikation der Werkzeugkonstruktion zusammen mit den nunmehr erreichbaren technologischen Grenzen des Mikrofräsens vorgestellt.
Aktualisiert: 2019-01-24
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Dieses Übungsbuch und Nachschlagewerk behandelt anschaulich und an einem realen Projekt die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen mit SolidWorks 2013/14. Die gesamte Werkzeugkonstruktion, Gussformherstellung, Flächenmodellierung bis hin zur Ableitung von Elektroden und Zeichnungserstellung wird für einen realen Eiskratzer gezeigt. Die zahlreichen neuen Konstruktionsübungen sind didaktisch so aufgebaut, dass der Leser auch eine eigene Konstruktion verwenden kann. Ein beliebiger Einstieg ist möglich, da Zwischenschritte vom Hochschulserver abrufbar sind.
Aktualisiert: 2023-04-04
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