Kunststofftechnik: Einführung und Grundlagen
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
2014
|
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Extra: Mit kostenlosem E-Book |
| Beschreibung: | XIV, 476 S. zahlr. Ill., graph. Darst. 25 cm |
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INHALT
VORWORT V
DER AUTOR: PROF. CHRISTIAN BONTEN
VII
HINWEISE ZUR BENUTZUNG DES BUCHES VLLL
1 EINLEITUNG I
1.1 KUNSTSTOFF - WERKSTOFF DER MODERNE 1
1.2 EINSATZGEBIETE VON KUNSTSTOFFEN 5
1.3 KUNSTSTOFFE UND DESIGN 8
2 GRUNDLAGEN 13
2.1 VON MONOMER ZU POLYMER 13
2.1.1 HERKUNFT DER MONOMERE 13
2.1.2 POLYMERSYNTHESE 16
2.1.2.1 POLYMERISATION 16
2.1.2.2 COPOLYMERISATION (SONDERFORM DER POLYMERISATION) 19
2.1.2.3 POLYKONDENSATION 19
2.1.2.4 POLYADDITION 21
2.1.3 DIE MOLMASSE VON POLYMEREN 22
2.1.4 BINDUNGSKRAEFTE UND BROWN'SCHE MOLEKULARBEWEGUNG 27
2.1.4.1 INNERMOLEKULARE CHEMISCHE BINDUNGEN 27
2.1.4.2 INTERMOLEKULARE PHYSIKALISCHE BINDUNGEN 29
2.1.4.3 BROWN'SCHE MOLEKULARBEWEGUNG - BEWEGLICHKEIT DER
POLYMERKETTEN 32
2.1.5 MECHANISMEN DER ERSTARRUNG UND UNTERTEILUNG DER POLYMERE 33
2.1.6 PRIMAERSTRUKTUR VON POLYMEREN: KONSTITUTION UND KONFIGURATION 36
2.1.7 SEKUNDAER- UND TERTIAERSTRUKTUREN VON POLYMEREN: KONFORMATION 38
2.1.7.1 AMORPHE STRUKTUREN 38
2.1.7.2 KRISTALLINE STRUKTUREN 39
2.1.7.3 EINFLUSS DER PRIMAERSTRUKTUR 39
2.1.7.4 UEBERSTRUKTUREN 42
2.1.8 POLYMERE - ROHSTOFF NICHT NUR FUER KUNSTSTOFFE 45
2.2 GRUNDLAGEN DER KRAFTUEBERTRAGUNG 46
2.2.1 WICHTIGE BEGRIFFE 46
2.2.1.1 FESTIGKEIT 46
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X
INHALT
2.2.1.2 STEIFIGKEIT 46
2.2.1.3 ZAEHIGKEIT 46
2.2.1.4 SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMME 47
2.2.2 ZUSTANDSBEREICHE VON KUNSTSTOFFEN 50
2.2.2.1 GLASUEBERGANGSTEMPERATUR
T
G
50
2.2.2.2 KRISTALLITSCHMELZTEMPERATUR
T
M
51
2.2.2.3 ZUSTANDSBEREICHE VERNETZTER POLYMERE 52
2.2.3 MECHANISCHE ERSATZMODEILE 54
2.3 KUNSTSTOFF UND KUNSTSTOFFTECHNIK - BEGRIFFSBESTIMMUNG 57
3 KUNSTSTOFF-WERKSTOFFTECHNIK
63
3.1 VERHALTEN IN DER SCHMELZE - FLIESSEIGENSCHAFTEN UND DEREN MESSUNG 64
3.1.1 STROEMUNGSMECHANISCHE GRUNDLAGEN 64
3.1.2 EINFLUESSE AUF DAS FLIESSVERHALTEN 72
3.1.3 DAS KONZEPT DER REPRAESENTATIVEN VISKOSITAET 76
3.1.4 DEHNUNG VON SCHMELZE 78
3.1.5 STRANGAUFWEITUNG UND SCHRUMPF 81
3.1.6 RHEOMETRIE - DIE MESSUNG DER FLIESSEIGENSCHAFTEN 83
3.1.6.1 DIE MESSUNG DES SCHMELZEINDEX MF1 84
3.1.6.2 DAS HOCHDRUCK-KAPILLARRHEOMETER 85
3.1.6.3 ROTATIONSRHEOMETER 86
3.1.6.4 DEHNRHEOMETER 91
3.2 VERHALTEN ALS FESTKOERPER - FESTKOERPEREIGENSCHAFTEN UND DEREN MESSUNG
92
3.2.1 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON KUNSTSTOFFEN 94
3.2.1.1 DER ZUGVERSUCH 94
3.2.1.2 DER SCHNELLZERREISSVERSUCH 97
3.2.1.3 ZEIT- UND TEMPERATUREINFLUSS AUF DAS MECHANISCHE VERHALTEN .
98
3.2.1.4 DER ZEITSTANDVERSUCH 101
3.2.1.5 DER SCHWINGVERSUCH 103
3.2.1.6 DER BIEGEVERSUCH 105
3.2.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 107
3.2.2.1 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 107
3.2.2.2 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN 110
3.2.2.3 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 111
3.2.2.4 AKUSTISCHE EIGENSCHAFTEN 118
3.2.3 WERTE FUER DEN WAERME- UND STOFFAUSTAUSCH 120
3.2.3.1 SPEZIFISCHE ENTHALPIE H 120
3.2.3.2 SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET C
P
122
3.2.3.3 DICHTE P 125
3.2.3.4 WAERMELEITFAEHIGKEIT A 125
3.2.3.5 WAERMEAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT A 128
3.2.3.6 TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT A 129
3.2.3.7 WAERMEEINDRINGZAHL B 131
3.2.3.8 STOFFTRANSPORT 131
3.3 BEEINFLUSSUNG DER EIGENSCHAFTEN DURCH ZUSATZSTOFFE 135
3.3.1 VERSTAERKUNGSSTOFFE - AKTIVE ZUSATZSTOFFE 136
3.3.1.1 DIE FASERN UND DAS PRINZIP DER VERSTAERKUNG 139
INHALT
XI
3.3.1.2 DIE AUFGABEN DER MATRIX 142
3.3.1.3 KRAFTUEBERTRAGUNG DES FASERKUNSTSTOFFVERBUNDS 143
3.3.1.4 DEFEKTE IN FASERKUNSTSTOFFVERBUNDEN 147
3.3.1.5 NANOPARTIKEL ALS AKTIVE ZUSATZSTOFFE 150
3.3.2 FUNKTIONS-ZUSATZSTOFFE - ADDITIVE 153
3.3.2.1 FLIESSHILFSMITTEL 153
3.3.2.2 WEICHMACHER 153
3.3.2.3 ZUMISCHUNG ANDERER POLYMERE - BILDUNG VON POLYMERBLENDS . 155
3.3.2.4 SCHLAGZAEHMODIFIZIERER 155
3.3.2.5 KEIMBILDNER (NUKLEIERUNGSMITTEL) 157
3.3.2.6 HAFTVERMITTLER 158
3.3.3 FUELLSTOFFE - INAKTIVE ZUSATZSTOFFE 159
3.4 VON POLYMER ZU KUNSTSTOFF - EINFUEHRUNG IN DIE
KUNSTSTOFF-AUFBEREITUNG 159
3.4.1 DER DOPPELSCHNECKENEXTRUDER 160
3.4.2 VERFAHRENSTECHNIK 161
3.4.3 CHARAKTERISTISCHE KENNWERTE 165
3.4.4 ZUSATZAGGREGATE 166
3.5 PROZESS, STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN - BEEINFLUSSUNG IM
VERARBEITUNGSPROZESS 169
3.5.1 EIGENSPANNUNGEN 169
3.5.2 ORIENTIERUNG VON MAKROMOLEKUELEN 170
3.5.3 ORIENTIERUNG VON FASERN 173
3.5.4 KRISTALLISATION 174
3.5.5 BILDUNG EINER MAKROSTRUKTUR: SCHAEUMEN VON KUNSTSTOFFEN 174
3.6 VERAENDERUNGEN MIT DER ZEIT - EINBLICK IN DIE ALTERUNG VON
KUNSTSTOFFEN 176
3.6.1 ALTERUNGSURSACHEN 177
3.6.2 ALTERUNGSVORGAENGE 178
3.6.2.1 MECHANISCHE ALTERUNGSMECHANISMEN 178
3.6.2.2 PHYSIKALISCHE ALTERUNGSMECHANISMEN 179
3.6.2.3 CHEMISCHE ALTERUNGSMECHANISMEN 180
3.6.2.4 WIRKWEISE VON ALTERUNGSTABILISATOREN 183
3.6.3 ALTERUNGSERSCHEINUNGEN 184
3.6.4 CHARAKTERISIERUNG DES ALTERUNGSFORTSCHRITTS 185
3.7 KURZDARSTELLUNG EINIGER WICHTIGER KUNSTSTOFFE 188
4 KUNSTSTOFF-VERARBEITUNGSTECHNIK
249
4.1 EXTRUSION 250
4.1.1 EXTRUDERSCHNECKE UND ZYLINDER 251
4.1.2 DER HOCHLEISTUNGSEXTRUDER HELIBAR 258
4.1.3 ROHR- UND PROFILEXTRUSION 260
4.1.4 PLATTEN-UND FLACHFOLIENEXTRUSION 265
4.1.5 BLASFOLIEN-UND SCHLAUCHEXTRUSION 267
4.1.6 EXTRUSIONS-BLASFORMEN 268
4.1.7 CO-EXTRUSION 270
4.2 SPRITZGIESSEN 272
4.2.1 DER SPRITZGIESSPROZESS 274
4.2.2 DAS PLASTIFIZIERAGGREGAT 276
XII
INHALT
4.2.3 DIE SCHLIESSEINHEIT MIT SPRITZGIESSWERKZEUG 278
4.2.3.1 RHEOLOGISCHE AUSLEGUNG 280
4.2.3.2 THERMISCHE AUSLEGUNG 282
4.2.4 EINFLUSS DES SPRITZGIESSPROZESSES AUF DIE EIGENSCHAFTEN DES
BAUTEILS 285
4.2.5 VORSTELLUNG EINIGER SONDERVERFAHREN 288
4.2.5.1 VARIOTHERME WERKZEUGTEMPERIERUNG 289
4.2.5.2 SPRITZPRAEGEN 290
4.2.5.3 THERMOPLASTSCHAUM-SPRITZGIESSEN 291
4.2.5.4 KASKADEN-SPRITZGIESSEN 292
4.2.5.5 SPRITZGIESSCOMPOUNDIEREN 292
4.2.5.6 MEHR-KOMPONENTEN-VERFAHREN 294
4.2.5.7 SANDWICH-SPRITZGIESSEN 296
4.2.5.8 FLUIDINJEKTIONSTECHNIKEN 297
4.2.5.9 HINTERSPRITZTECHNIK 298
4.2.5.10
SPRITZSTRECK-BLASFORMEN 300
4.3 VERARBEITUNG VON VERNETZENDEN KUNSTSTOFFEN 301
4.3.1 PRESSEN 303
4.3.2 TRANSFERPRESSEN 304
4.3.3 SPRITZGIESSEN 305
4.3.4 VERARBEITUNG VON POLYURETHAN 306
4.4 TECHNOLOGIE DER FASERKUNSTSTOFFVERBUNDE 311
4.4.1 HANDLAMINIEREN UND FASERSPRITZEN 311
4.4.2 PRESSEN VON SMC UND GMT 313
4.4.3 PULTRUSION VON ENDLOSFASERN 315
4.4.4 ARBEITEN MIT PREPREGS 317
4.4.5 HARZINJEKTIONSVERFAHREN 318
4.4.6 DREIDIMENSIONALE FASERKUNSTSTOFFVERBUNDSTRUKTUREN 320
4.5 WEITERVERARBEITUNG 322
4.5.1 THERMOFORMEN 322
4.5.2 MECHANISCHE BEARBEITUNG VON KUNSTSTOFFEN 329
4.5.3 SCHWEISSEN 332
4.5.3.1 HEIZELEMENTSCHWEISSEN 334
4.5.3.2 ULTRASCHALLSCHWEISSEN 338
4.5.3.3 VIBRATIONSREIBSCHWEISSEN 339
4.5.3.4 LASERSCHWEISSEN 340
4.5.4 KLEBEN 341
4.5.5 FUEGEN DURCH SCHNAPPVERBINDUNGEN, SCHRAUBEN UND NIETEN 346
4.5.6 BESCHICHTEN VON KUNSTSTOFFEN 349
4.5.6.1 BESCHICHTETE BAUTEILE 349
4.5.6.2 BESCHICHTUNGSVERFAHREN 352
5 PRODUKTENTWICKLUNG MIT KUNSTSTOFFEN
359
5.1 KUNSTSTOFFE ALS KONSTRUKTIONSWERKSTOFFE 360
5.1.1 KUNSTSTOFFSPEZIFISCHE ALLEINSTELLUNGSMERKMALE 360
5.1.2 WERKSTOFFVORAUSWAHL 363
INHALT
XIII
5.2 GEOMETRISCHE UNTERTEILUNG VON PRODUKTEN 365
5.2.1 GROSSFLAECHIGE PRODUKTE 366
5.2.2 GEHAEUSEARTIGE PRODUKTE 367
5.2.3 BEHAELTERARTIGE PRODUKTE 367
5.2.4 KOMPLEXE PRODUKTE 368
5.2.5 FUNKTIONSSPEZIFISCHE PRODUKTE 369
5.2.6 BEDEUTUNG FUER DIE WAHL DES VERARBEITUNGSVERFAHRENS 369
5.3 KONSTRUIEREN MIT KUNSTSTOFFEN 371
5.3.1 ANFORDERUNGEN AN PRODUKTE UND FUNKTIONEN 371
5.3.2 NUTZEN DER GESTALTUNGSFREIHEIT - INTEGRATION VON
FUNKTIONSELEMENTEN . 374
5.3.3 NUTZUNG DER GESTALTUNGSFREIHEIT - ERHOEHUNG DES
FLAECHENTRAEGHEITSMOMENTS 378
5.3.4 WERKSTOFFGERECHTES KONSTRUIEREN 381
5.3.5 FERTIGUNGSGERECHTES KONSTRUIEREN 391
5.3.6 BEANSPRUCHUNGSGERECHTES KONSTRUIEREN 394
5.3.6.1 DIMENSIONIERUNG GEGEN EINE ZULAESSIGE SPANNUNG 396
5.3.6.2 DIMENSIONIERUNG GEGEN EINE KRITISCHE DEHNUNG 398
5.3.7 LEBENSDAUERVORHERSAGE 402
5.3.8 KURZZUSAMMENFASSUNG DER KUNSTSTOFFGERECHTEN KONSTRUKTION 404
5.4 NUTZEN VON PROTOTYPEN IN DER PRODUKTENTWICKLUNG 406
5.4.1 RAPID PROTOTYPING 407
5.4.1.1 STEREOLITHOGRAPHIE (SLA) 408
5.4.1.2 SELEKTIVES LASERSINTERN (SLS) 409
5.4.1.3 LAMINATED OBJECT MANUFACTURING 409
5.4.1.4 FUSED DEPOSITION MODELING (FDM) 410
5.4.1.5 3-D-PRINTING (3-D-P) 412
5.4.2 RAPID TOOLING 413
5.4.2.1 SPACE PUZZLE MOLDING 414
5.4.2.2 GIESSVERFAHREN 414
5.4.2.3 LASERSINTERN 418
5.4.3 WAHL EINES PROTOTYPVERFAHRENS 418
5.4.3.1 ANFORDERUNGEN AN DEN PROTOTYP 418
5.4.3.2 PROTOYPEN FUER GROSSFLAECHIGE PRODUKTE UND FUER GEHAEUSEARTIGE
PRODUKTE 419
5.4.3.3 PROTOYPEN FUER BEHAELTERARTIGE PRODUKTE 421
5.4.3.4 PROTOYPEN FUER KOMPLEXE PRODUKTE 422
6 KUNSTSTOFFE UND UMWELT
425
6.1 KUNSTSTOFFABFAELLE 425
6.2 SIND KUNSTSTOFFE GIFTIG? 431
6.3 BIOPOLYMERE UND BIOKUNSTSTOFFE 435
6.3.1 BIOABBAUBARE KUNSTSTOFFE 436
6.3.2 BIOBASIERTE KUNSTSTOFFE 439
6.3.3 VON BIOPOLYMER ZU BIOKUNSTSTOFF - AUFBEREITUNG VON BIOPOLYMEREN
. 444
6.4 RESSOURCENSCHONUNG MIT KUNSTSTOFFEN 446
6.4.1 DER BRUNDTLAND-BERICHT UND DAS KYOTO-PROTOKOLL 446
XIV
INHALT
6.4.2 RESSOURCENSCHONUNG MIT KUNSTSTOFFEN 447
6.4.3 REGENERATIVE ENERGIEERZEUGUNG MIT KUNSTSTOFFEN 452
6.5 FAZIT 455
A EMPFEHLUNGEN ZUR ABFASSUNG EINER BACHELOR-/MASTERARBEIT
AM IKT
459
A.L UNTERSCHIEDLICHER ANSPRUCH AN EINE BACHELOR-, MASTER-UND
DOKTORARBEIT 459
A.2 WISSENSCHAFTLICHE METHODEN 460
A.2.1 QUELLEN-UNTERSUCHENDE METHODEN 460
A.2.2 THEORETISCHE METHODEN 460
A.2.3 EMPIRISCHE METHODEN 461
A.3 WISSENSCHAFTLICHE ARBEIT 462
A.4 BACHELOR-ODER MASTERARBEIT 463
A.4.1 ZUM INHALT DER ARBEIT 463
A.4.1.1 ZUSAMMENFASSUNG 463
A.4.1.2 EINLEITUNG 464
A.4.1.3 HAUPTTEIL 464
A.4.1.4 SCHLUSSBEMERKUNGEN 465
A.4.1.5 ANHANG 465
A.4.2 ZUM UMFANG DER ARBEIT 466
A.4.3 ZUM SCHREIBSTIL DER ARBEIT 466
INDEX
469 |
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Beschreibung
Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
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| Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |