Analyse der Prozesskette zur Herstellung mikrostrukturierter Bauteile durch Spritzgießen: = Analysis of the process chain for the production of micro-structured parts by injection moulding
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Mainz
2005
|
| Edition: | 1. Aufl. |
| Series: | IKV-Berichte aus der Kunststoffverarbeitung
164 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005 |
| Physical Description: | III, 149 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3861305046 |
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DURCH SPRITZGIESSEN *ANALYSIS OF THE PROCESS CHAIN FOR THE PRODUCTION OF
MICRO-STRUCTURED PARTS BY INJECTION MOULDING VON DER FAKULTAET FUER
MASCHINENWESEN DER RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN
ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER
INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE DISSERTATION VORGELEGT VON DIPL.-ING.
RALF GAERTNER AUS DUISBURG BERICHTER: UNIV.-PROF. DR.-ING. DR.-ING. E.H.
W. MICHAELI UNIV.-PROF. DR.-ING. E. HABERSTROH TAG DER MUENDLICHEN
PRUEFUNG: 11. APRIL 2005 D 82 (DISS. RWTH AACHEN) INHALTSVERZEICHNIS 1
EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1 2 STAND DER TECHNIK 4 2.1 MIKROSTRUKTUREN
UND ANWENDUNGEN 4 2.1.1 SELBSTREINIGENDE OBERFLAECHEN - DER
*LOTUS -EFFEKT 4 2.1.1.1 ENTDECKUNG DES LOTUS-EFFEKTS 4 2.1.1.2
PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 7 2.1.1.3 INDUSTRIELLE UMSETZUNG & BESTEHENDE
PRODUKTE 8 2.1.2 STROEMUNGSBEGUENSTIGENDE OBERFLAECHEN - DER
*HAIFISCHHAUF -EFFEKT 9 2.1.2.1 ENTDECKUNG DES HAIFISCHHAUT-EFFEKTS 9
2.1.2.2 INDUSTRIELLE UMSETZUNG & BESTEHENDE PRODUKTE 11 2.1.3
ENTSPIEGELNDE OBERFLAECHENSTRUKTUREN - DER *MOTTENAUGEN -EFFEKT 12
2.1.3.1 ENTDECKUNG DES MOTTENAUGEN-EFFEKTS 12 2.1.3.2 INDUSTRIELLE
UMSETZUNG & BESTEHENDE PRODUKTE 13 2.1.4 TECHNISCHE FUNKTIONSOBERFLAECHEN
- MIKROOPTIK/MIKROFLUIDIK/DATENSPEICHER 15 2.1.4.1 MIKROLINSEN- UND
MIKROPRISMEN - ARRAYS 16 2.1.4.2 MIKROFLUIDIKSTRUKTUREN 18 2.1.4.3 CDS
UND DVDS 18 2.2 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG MIKROSTRUKTURIERTER KAVITAETEN
21 2.3 VERFAHRENS- UND PROZESSTECHNIK ZUR HERSTELLUNG
MIKROSTRUKTURIERTER FORMTEILE .....................22 2.3.1 VERFAHREN
ZUR DYNAMISCHEN WERKZEUGTEMPERIERUNG 25 2.3.2 ENTFORMUNG
MIKROSTRUKTURIERTER FORMTEILE 27 3 VERSUCHSBEDINGUNGEN 30 3.1
SPRITZGIESSMASCHINE & PERIPHERIE 30 3.1.1 MODIFIZIERUNG DER
SPRITZGIESSMASCHINENTECHNIK 30 3.1.1.1 REPRODUZIERBARKEIT DER
MASCHINENBEWEGUNG - WERKZEUGWEGMESSUNG 32 3.2 VERSUCHSWERKZEUGE 33 3.2.1
VERSUCHSWERKZEUG 1 - ABFORMUNG MIT DYNAMISCHER TEMPERIERUNG 33 3.2.2
VERSUCHSWERKZEUG 2 - ABFORMUNG MIT KONSTANTER WERKZEUGTEMPERATUR 34
3.2.3 VERSUCHSWERKZEUG 3 - ENTFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN 35 3.2.3.1
EVAKUIERUNG 36 3.3 DAS INDUKTIONSSYSTEM 37 3.3.1.1 CHARAKTERISIERUNG DES
INDUKTIONSSYSTEMS 38 4 MESSUNG & ANALYSE - ENTWICKLUNG EINER
SOFTWARELOESUNG 47 4.1 EINGESETZTE VERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 47 4.1.1 QUALITATIVE CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 47 4.1.2 QUANTITATIVE CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 48 4.2 ENTWICKLUNG DER ANALYSESOFTWARE - ALX-COMP 50
4.2.1 GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN 50 4.2.2 ENTWURF DES SOFTWAREWERKZEUGS
51 4.2.2.1 EINLESEN UND BEREINIGEN DER MESSDATEN 52 INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2.2 ERKENNEN DER GRUND- & FORMTEILGEOMETRIE 53 4.2.2.3 AUSRICHTUNG
DER DATENMATRIZEN - VERKIPPUNG & ROTATION 56 4.2.2.4 BILDUNG VON
DIFFERENZFLAECHEN & AUSGABEFUNKTIONEN 58 4.2.3 IMPLEMENTIERUNG 59 4.2.3.1
DIE GRAFISCHE BENUTZEROBERFLAECHE (GUI) 59 4.2.3.2 IMPORT 60 4.2.3.3
VERKIPPUNG & OFFSET ENTFERNEN 60 4.2.3.4 NUTERKENNUNG & ROTATION 61
4.2.3.5 MANUELLE MANIPULATION 61 4.2.3.6 DIFFERENZBILDUNG & EXPORT 62
UNTERSUCHUNGEN ZUR ABFORMUNG MIKROSTRUKTURIERTER OBERFLAECHEN 63 5.1
ABFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN MIT KONSTANTER WERKZEUGTEMPERATUR 63 5.1.1
VERWENDETE MATERIALIEN 63 5.1.2 ABFORMUNG DURCH SPRITZGIESSEN -
MIKROLINSENARRAY 64 5.1.2.1 REPRODUZIERBARKEIT DES ABFORMPROZESSES IM
ZENTRALPUNKT 68 5.1.2.2 EINFLUSS DER PARAMETERVARIATIONEN AUF DIE
ERREICHBARE ABFORMGENAUIGKEIT 68 5.1.2.3 FAZIT - ABFORMUNTERSUCHUNGEN
MIKROLINSENARRAY 71 5.1.3 ABFORMUNG DURCH SPRITZGIESSEN - STRUKTURIERTE
KONKAV-KONVEX LINSE 71 5.1.3.1 EINFLUSS DER RADIALEN SCHWINDUNG AUF DIE
ERREICHBARE ABFORMGENAUIGKEIT 77 5.1.3.2 FAZIT & AUSBLICK -
STRUKTURIERTE KONKAV-KONVEX LINSE 81 5.2 ABFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN MIT
DYNAMISCHER WERKZEUGTEMPERIERUNG 84 5.2.1 VERWENDETE KAVITAETEN & POLYMER
84 5.2.2 REFERENZABFORMUNG - KONSTANTE WERKZEUGTEMPERATUR 85 5.2.3
ABFORMUNG VON KAVITAET 1 - VARIATION DER HEIZZEIT UND HEIZLEISTUNG 86
5.2.4 ABFORMUNG VON KAVITAET 2 - VARIATION DER HEIZZEIT UND HEIZLEISTUNG
88 5.2.5 ABFORMUNG VON KAVITAET 3 - VARIATION DER HEIZZEIT UND DER
POLYMERE 90 5.3 LIGA-STRUKTUREN 91 ENTFORMUNG MIKROSTRUKTURIERTER
FORMTEILE 94 6.1 LIGA-STRUKTUREN MIT GEOMETRIEVARIATIONEN 94 6.2
ENTFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN 95 6.2.1 VORUNTERSUCHUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER
ENTFORMUNGSKRAEFTE 95 6.2.2 POLYOXYMETHYLEN - POM HOSTAFORM C 52021 96
6.2.2.1 ENTFORMUNG BEI VARIATION DER SCHMELZETEMPERATUR 97 6.2.2.2
ENTFORMUNG BEI VARIATION DER WERKZEUGTEMPERATUR 102 6.2.3
POLYCARBONAT-PC MAKROION 2005 CD 103 6.2.4 POLYMETHYLMETHACRYLAT - PMMA
VQ 101 S UND PLEXIGLAS 7 N 105 6.2.4.1 ENTFORMUNG BEI VARIATION DER
SCHMELZETEMPERATUR 106 6.3 ENTFORMUNGSKONZEPTE 108 6.3.1
VORUNTERSUCHUNGEN - ENTFORMUNG DURCH VAKUUM 108 6.3.2 VORUNTERSUCHUNGEN-
ENTFORMUNG DURCH ULTRASCHALL 109 6.3.2.1 ENTFORMUNGSVERSUCHE HO 6.3.3
ENTFORMUNG DURCH *RUECKZUG DER KAVITAET 111 INHALTSVERZEICHNIS 6.3.3.1
POLYOXYMETHYLEN - POM HOSTAFORM C 52021 112 6.3.3.2
POLYMETHYLMETHACRYLAT - PMMA PLEXIGLAS 7 N UND PMMA VQ 101 S 114 6.3.3.3
POLYCARBONAT - PC MAKROION 2005 CD 118 6.4 FAZIT - ENTFORMUNGSKONZEPTE *
120 7 FAZIT & AUSBLICK 123 8 ZUSAMMENFASSUNG & SUMMARY 125 8.1
ZUSAMMENFASSUNG 125 8.2 SUMMARY 127 9 LITERATURVERZEICHNIS 129 10
ABKUERZUNGEN, FORMELZEICHEN & INDIZES 139 10.1 ABKUERZUNGEN 139 10.2
FORMELZEICHEN 139 10 J INDIZES 141 11 ANHANG 142 11.1 PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN ZUM HAIFISCHHAUT-EFFEKT 142 11.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ZUM
MOTTENAUGENEFFEKT 145 11.3 TECHNISCHE DATEN DER SPRITZGIESSMASCHINE 146
11.4 VERARBEITBARE DATEIFORMATE DES OPTISCHEN MESSSYSTEMS 147 11.5
PROZESSPARAMETER ZUR VERARBEITUNG VON PMMA DQ 501 UND PC 2508 148 11.6
NURBS-FLAECHEN 148
|
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*ANALYSE DER PROZESSKETTE ZUR HERSTELLUNG MIKROSTRUKTURIERTER BAUTEILE
DURCH SPRITZGIESSEN" *ANALYSIS OF THE PROCESS CHAIN FOR THE PRODUCTION OF
MICRO-STRUCTURED PARTS BY INJECTION MOULDING" VON DER FAKULTAET FUER
MASCHINENWESEN DER RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN
ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER
INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE DISSERTATION VORGELEGT VON DIPL.-ING.
RALF GAERTNER AUS DUISBURG BERICHTER: UNIV.-PROF. DR.-ING. DR.-ING. E.H.
W. MICHAELI UNIV.-PROF. DR.-ING. E. HABERSTROH TAG DER MUENDLICHEN
PRUEFUNG: 11. APRIL 2005 D 82 (DISS. RWTH AACHEN) INHALTSVERZEICHNIS 1
EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1 2 STAND DER TECHNIK 4 2.1 MIKROSTRUKTUREN
UND ANWENDUNGEN 4 2.1.1 SELBSTREINIGENDE OBERFLAECHEN - DER
*LOTUS"-EFFEKT 4 2.1.1.1 ENTDECKUNG DES LOTUS-EFFEKTS 4 2.1.1.2
PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 7 2.1.1.3 INDUSTRIELLE UMSETZUNG & BESTEHENDE
PRODUKTE 8 2.1.2 STROEMUNGSBEGUENSTIGENDE OBERFLAECHEN - DER
*HAIFISCHHAUF'-EFFEKT 9 2.1.2.1 ENTDECKUNG DES HAIFISCHHAUT-EFFEKTS 9
2.1.2.2 INDUSTRIELLE UMSETZUNG & BESTEHENDE PRODUKTE 11 2.1.3
ENTSPIEGELNDE OBERFLAECHENSTRUKTUREN - DER *MOTTENAUGEN"-EFFEKT 12
2.1.3.1 ENTDECKUNG DES MOTTENAUGEN-EFFEKTS 12 2.1.3.2 INDUSTRIELLE
UMSETZUNG & BESTEHENDE PRODUKTE 13 2.1.4 TECHNISCHE FUNKTIONSOBERFLAECHEN
- MIKROOPTIK/MIKROFLUIDIK/DATENSPEICHER 15 2.1.4.1 MIKROLINSEN- UND
MIKROPRISMEN - ARRAYS 16 2.1.4.2 MIKROFLUIDIKSTRUKTUREN 18 2.1.4.3 CDS
UND DVDS 18 2.2 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG MIKROSTRUKTURIERTER KAVITAETEN
21 2.3 VERFAHRENS- UND PROZESSTECHNIK ZUR HERSTELLUNG
MIKROSTRUKTURIERTER FORMTEILE .22 2.3.1 VERFAHREN
ZUR DYNAMISCHEN WERKZEUGTEMPERIERUNG 25 2.3.2 ENTFORMUNG
MIKROSTRUKTURIERTER FORMTEILE 27 3 VERSUCHSBEDINGUNGEN 30 3.1
SPRITZGIESSMASCHINE & PERIPHERIE 30 3.1.1 MODIFIZIERUNG DER
SPRITZGIESSMASCHINENTECHNIK 30 3.1.1.1 REPRODUZIERBARKEIT DER
MASCHINENBEWEGUNG - WERKZEUGWEGMESSUNG 32 3.2 VERSUCHSWERKZEUGE 33 3.2.1
VERSUCHSWERKZEUG 1 - ABFORMUNG MIT DYNAMISCHER TEMPERIERUNG 33 3.2.2
VERSUCHSWERKZEUG 2 - ABFORMUNG MIT KONSTANTER WERKZEUGTEMPERATUR 34
3.2.3 VERSUCHSWERKZEUG 3 - ENTFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN 35 3.2.3.1
EVAKUIERUNG 36 3.3 DAS INDUKTIONSSYSTEM 37 3.3.1.1 CHARAKTERISIERUNG DES
INDUKTIONSSYSTEMS 38 4 MESSUNG & ANALYSE - ENTWICKLUNG EINER
SOFTWARELOESUNG 47 4.1 EINGESETZTE VERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 47 4.1.1 QUALITATIVE CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 47 4.1.2 QUANTITATIVE CHARAKTERISIERUNG DER
ABFORMGENAUIGKEIT 48 4.2 ENTWICKLUNG DER ANALYSESOFTWARE - ALX-COMP 50
4.2.1 GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN 50 4.2.2 ENTWURF DES SOFTWAREWERKZEUGS
51 4.2.2.1 EINLESEN UND BEREINIGEN DER MESSDATEN 52 INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2.2 ERKENNEN DER GRUND- & FORMTEILGEOMETRIE 53 4.2.2.3 AUSRICHTUNG
DER DATENMATRIZEN - VERKIPPUNG & ROTATION 56 4.2.2.4 BILDUNG VON
DIFFERENZFLAECHEN & AUSGABEFUNKTIONEN 58 4.2.3 IMPLEMENTIERUNG 59 4.2.3.1
DIE GRAFISCHE BENUTZEROBERFLAECHE (GUI) 59 4.2.3.2 IMPORT 60 4.2.3.3
VERKIPPUNG & OFFSET ENTFERNEN 60 4.2.3.4 NUTERKENNUNG & ROTATION 61
4.2.3.5 MANUELLE MANIPULATION 61 4.2.3.6 DIFFERENZBILDUNG & EXPORT 62
UNTERSUCHUNGEN ZUR ABFORMUNG MIKROSTRUKTURIERTER OBERFLAECHEN 63 5.1
ABFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN MIT KONSTANTER WERKZEUGTEMPERATUR 63 5.1.1
VERWENDETE MATERIALIEN 63 5.1.2 ABFORMUNG DURCH SPRITZGIESSEN -
MIKROLINSENARRAY 64 5.1.2.1 REPRODUZIERBARKEIT DES ABFORMPROZESSES IM
ZENTRALPUNKT 68 5.1.2.2 EINFLUSS DER PARAMETERVARIATIONEN AUF DIE
ERREICHBARE ABFORMGENAUIGKEIT 68 5.1.2.3 FAZIT - ABFORMUNTERSUCHUNGEN
MIKROLINSENARRAY 71 5.1.3 ABFORMUNG DURCH SPRITZGIESSEN - STRUKTURIERTE
KONKAV-KONVEX LINSE 71 5.1.3.1 EINFLUSS DER RADIALEN SCHWINDUNG AUF DIE
ERREICHBARE ABFORMGENAUIGKEIT 77 5.1.3.2 FAZIT & AUSBLICK -
STRUKTURIERTE KONKAV-KONVEX LINSE 81 5.2 ABFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN MIT
DYNAMISCHER WERKZEUGTEMPERIERUNG 84 5.2.1 VERWENDETE KAVITAETEN & POLYMER
84 5.2.2 REFERENZABFORMUNG - KONSTANTE WERKZEUGTEMPERATUR 85 5.2.3
ABFORMUNG VON KAVITAET 1 - VARIATION DER HEIZZEIT UND HEIZLEISTUNG 86
5.2.4 ABFORMUNG VON KAVITAET 2 - VARIATION DER HEIZZEIT UND HEIZLEISTUNG
88 5.2.5 ABFORMUNG VON KAVITAET 3 - VARIATION DER HEIZZEIT UND DER
POLYMERE 90 5.3 LIGA-STRUKTUREN 91 ENTFORMUNG MIKROSTRUKTURIERTER
FORMTEILE 94 6.1 LIGA-STRUKTUREN MIT GEOMETRIEVARIATIONEN 94 6.2
ENTFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN 95 6.2.1 VORUNTERSUCHUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER
ENTFORMUNGSKRAEFTE 95 6.2.2 POLYOXYMETHYLEN - POM HOSTAFORM C 52021 96
6.2.2.1 ENTFORMUNG BEI VARIATION DER SCHMELZETEMPERATUR 97 6.2.2.2
ENTFORMUNG BEI VARIATION DER WERKZEUGTEMPERATUR 102 6.2.3
POLYCARBONAT-PC MAKROION 2005 CD 103 6.2.4 POLYMETHYLMETHACRYLAT - PMMA
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SCHMELZETEMPERATUR 106 6.3 ENTFORMUNGSKONZEPTE 108 6.3.1
VORUNTERSUCHUNGEN - ENTFORMUNG DURCH VAKUUM 108 6.3.2 VORUNTERSUCHUNGEN-
ENTFORMUNG DURCH ULTRASCHALL 109 6.3.2.1 ENTFORMUNGSVERSUCHE HO 6.3.3
ENTFORMUNG DURCH *RUECKZUG DER KAVITAET" 111 INHALTSVERZEICHNIS 6.3.3.1
POLYOXYMETHYLEN - POM HOSTAFORM C 52021 112 6.3.3.2
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120 7 FAZIT & AUSBLICK 123 8 ZUSAMMENFASSUNG & SUMMARY 125 8.1
ZUSAMMENFASSUNG 125 8.2 SUMMARY 127 9 LITERATURVERZEICHNIS 129 10
ABKUERZUNGEN, FORMELZEICHEN & INDIZES 139 10.1 ABKUERZUNGEN 139 10.2
FORMELZEICHEN 139 10 J INDIZES 141 11 ANHANG 142 11.1 PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN ZUM HAIFISCHHAUT-EFFEKT 142 11.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ZUM
MOTTENAUGENEFFEKT 145 11.3 TECHNISCHE DATEN DER SPRITZGIESSMASCHINE 146
11.4 VERARBEITBARE DATEIFORMATE DES OPTISCHEN MESSSYSTEMS 147 11.5
PROZESSPARAMETER ZUR VERARBEITUNG VON PMMA DQ 501 UND PC 2508 148 11.6
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