Beitrag zur systematischen Auslegung von thermoplastischen Spritzgießbauteilen aus glaskugelgefülltem Polyamid mithilfe von lasergesinterten Prototypen:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger Verlag GmbH
2017
|
| Edition: | 1. Auflage |
| Series: | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik : 2, Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik
Band 18 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverzeichnis: Seite 194-202 |
| Physical Description: | XIII, 230 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 9783869485614 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG.................................................................................................................................................1
1.1 AUFBAU DER VORLIEGENDEN
ARBEIT..........................................................................................................3
1.2 SYSTEMATISEHER
LOESUNGSANSATZ.............................................................................................................
4
1.3
BEISPIELBAUTEIL......................................................................................................................................7
2 LASERGESINTERTE PROTOTYPEN IM ENTWICKLUNGSPROZESS VON
SPRITZGIESSBAUTEILEN..........................8
2.1
PROTOTYPARTEN........................................................................................................................................8
2.2
PROTOTYPFERTIGUNG.................................................................................................................................
9
2.2.1 EINORDNUNG DER GENERATIVEN
FERTIGUNGSVERFAHREN......................................................................9
2.2.2 VERFAHRENSVIELFALT DER GENERATIVEN
FERTIGUNGSVERFAHREN........................................................11
2.3 LASERSINTERN/SELEKTIVES
LASERSINTERN................................................................................................13
2.3.1 CHARAKTERISIERUNG
LASERSINTERPROZESS.......................................................................................
14
2.4 PROZESSVERGLEIEH LASERSINTERN UND SPRITZGIESSEN
.............................................................................
15
2.5 CHARAKTERISIERUNG DES WERKSTOFFVERHALTENS VON
THERMOPLASTEN....................................................16
2.5.1
TEMPERATUR.................................................................................................................................17
2.5.2
WASSERAUFNAHME........................................................................................................................21
2.5.3
BELASTUNGSZUSTAND.....................................................................................................................22
2.6 CHARAKTERISIERUNG DER EIGENSCHAFTEN VON LASERSINTER- UND
SPRITZGIESSBAUTEILEN..........................26
2.6.1 NICHT AUFGESCHMOLZENE PARTIKEL IN LASERGESINTERTEN
BAUTEILEN..............................................27
2.6.2 POREN IN LASERGESINTERTEN
BAUTEILEN..........................................................................................28
2.6.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN IM
VERGLEICH..............................................................................
28
2.6.4
SPANNUNGS-DEHNUNGS-VERHALTEN.............................................................................................30
3 CHARAKTERISIERUNG DER EINFLUSSGROESSEN DES LASERSINTERPROZESSES
...............................................
33
3.1 BEDIENER UND
SINTERANLAGE..................................................................................................................34
3.2
GEOMETRIEDATEN.................................................................................................................................
34
3.3
BAUTEIL................................................................................................................................................
36
3.3.1
ORIENTIERUNG...............................................................................................................................
37
3.3.2
WANDSTAERKE................................................................................................................................
37
3.3.3 POSITION IM
BAURAUM................................................................................................................
38
3.3.4
SKALIERUNGSFAKTOREN..................................................................................................................
38
3.4
SINTERPROZESS......................................................................................................................................39
3.4.1
LASER...........................................................................................................................................40
3.4.2 BELICHTUNG UND
BELICHTUNGSPARAMETER....................................................................................
40
3.4.3
SCANSTRATEGIE...............................................................................................................................45
3.4.4
BAURAUMTCMPERATUR...................................................................................................................46
3.4.5
UMGEBUNG..................................................................................................................................48
3.4.6 ENDE DES
BAUPRO/ESSCS.............................................................................................................
48
3.5
WERKSTOFFAUSWAHL...............................................................................................................................49
3.5.1 THERMISCHE
EIGENSCHAFTEN........................................................................................................
50
3.5.2 RHEOLOGISCHE
EIGENSCHAFTEN.....................................................................................................51
3.5.3 OPTISCHE
EIGENSCHAFTEN.............................................................................................................
51
3.5.4
ALTERUNG......................................................................................................................................
53
3.5.5 AKTUELL VERWENDETE
SINTERPOLYAMIDE.......................................................................................56
3.6 PULVERSPEZIFISCHC
EIGENSCHAFTEN.......................................................................................................
58
3.6.1
PARTIKEL........................................................................................................................................
58
3.6.2 AGGLOMERATION VON
SINTERPULVER..............................................................................................
59
4 CHARAKTERISIERUNG DER
RANDBEDINGUNGEN......................................................................................
60
4.1
HERSTELLUNGSPRO/ESS............................................................................................................................
60
4.2
WERKSTOFFE..........................................................................................................................................
61
4.2.1
POLYAMID.....................................................................................................................................
61
4.2.2 VERFUEGBARE
MATERIALDATENBLAETTER..............................................................................................
63
4.3 BEZEICHNUNG UND ORIENTIERUNG DER
PROBESTAEBE...............................................................................
66
4.3.1
SINTERPROBEN...............................................................................................................................66
4.3.2
SPRITZGIESSPROBEN........................................................................................................................
67
4.4 VORBEREITUNG/LAGERUNG DER
PROBEN..................................................................................................68
4.5 EINACHSIGER
ZUGVERSUCH.....................................................................................................................68
4.5.1 KENNWERTE DES EINACHSIGEN ZUGVERSUCHS
.................................................................................
69
4.5.2
POISSON-KONSTANTE.....................................................................................................................69
4.5.3
MIKROSCHAEDIGUNGSGRENZEN........................................................................................................
70
4.5.4
RANDBEDINGUNGEN/PARAMETER....................................................................................................70
5 SYSTEMATISCHE
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG....................................................................................72
5.1 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER
GLASKUGELN............................................................................72
5.1.1 WIRKUNG VON ISOMETRISCHEN
FUELLSTOFFEN...................................................................................73
5.1.2 EINFLUSS DER GLASKUGELN AUF DEN
ZUG-E-MODUL........................................................................75
5.1.3 EINFLUSS DER GLASKUGELN AUF DIE
ZUGFESTIGKEIT........................................................................76
5.1.4 EINFLUSS DER GLASKUGELN AUF DIE STRECKDEHNUNG/DIE DEHNUNG BEI
ZUGFESTIGKEIT
.................
80
5.1.5 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER GLASKUGELN
5.2 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER AUSRICHTUNG IM
HERSTELLUNGSPROZESS
.................................
82
5.2.1 CHARAKTERISIERUNG DER ANISOTROPEN EIGENSCHAFTEN VON
LASERSINTERBAUTEILEN
........................
83
5.2.2 CHARAKTERISIERUNG DER ANISOTROPEN EIGENSCHAFTEN VON
SPRITZGIESSBAUTEILEN.........................84
5.2.3 SYSTEMATIK ZUR UNTERSUCHUNG DER ANISOTROPEN EIGENSCHAFTEN
...............................................
86
5.2.4 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON SINTERPOLYAMIDEN IN DER XY-EBCNE
.................................
87
5.2.5 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON SINTERPOLYAMIDEN IM
DREIDIMENSIONALEN RAUM
...............
92
5.2.6 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DER ANISOTROPIE VON SINTERPOLYAMIDEN
...............................
101
5.2.7 VERGLEICH DER ANISOTROPIE VON GLASKUGELGEFUELLTEN SINTER- UND
SPRITZGUSSPOLYAMIDEN .... 102
5.3 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER
WASSERAUFNAHME................................................................105
5.3.1 EINFLUSS DER WASSERAUFNAHME AUF DEN ZUG-E-MODUL
...........................................................
107
5.3.2 EINFLUSS DER WASSERAUFNAHME AUF DIE ZUGFESTIGKEIT
............................................................
108
5.3.3 EINFLUSS DER WASSERAUFNAHME AUF DIE DEHNUNG BEI
ZUGFESTIGKEIT......................................109
5.3.4 STAERKERE AUSPRAEGUNG DES WASSEREINFLUSSES BEI GLASKUGELGEFUELLTEM
SINTERPOLYAMID
......
109
5.3.5 AUSWIRKUNG DES EINFLUSSES DER ERHOEHTEN WASSERAUFNAHME DES
SPRITZGUSSMATERIALS
......
118
5.3.6 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER WASSERAUFNAHME
..................................
119
5.4 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER PRUEFGESCHWINDIGKEIT
.........................................................
121
5.4.1 EINFLUSS DER PRUEFGESCHWINDIGKEIT AUF DIE
ZUGFESTIGKEIT.......................................................122
5.4.2 EINFLUSS DER PRUEFGESCHWINDIGKEIT AUF DIE DEHNUNG BEI ZUGFESTIGKEIT
...............................
123
5.4.3 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER PRUEFGESCHWINDIGKEIT
.............................
124
5.5 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER DICKE DES
PROBESTABS........................................................ 126
5.5.1 ABHAENGIGKEIT DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN VON DER
PROBEKOERPERDICKE
........................
126
5.5.2 EINFLUSS DER DICKE DES PROBESTABS AUF DEN
ZUG-E-MODUL.....................................................128
5.5.3 EINFLUSS DER DICKE DES PROBESTABS AUF DIE
ZUGFESTIGKEIT......................................................130
5.5.4 EINFLUSS DER DICKE DES PROBESTABS AUF DIE DEHNUNG BEI
ZUGFESTIGKEIT
...............................
131
5.5.5 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER DICKE DES PROBESTABS
............................
132
5.6 CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES DER CHARGE UND DES SINTEREXPERTEN
.........................................
133
5.6.1 EINFLUSS DER CHARGE/DES SINTEREXPERTEN AUF DEN ZUG-E-MODUL
...........................................
133
5.6.2 EINFLUSS DER CHARGE/DES SINTEREXPERTEN AUF DIE
ZUGFESTIGKEIT...........................................134
5.6.3 EINFLUSS DER CHARGE/DES SINTEREXPERTEN AUF DIE DEHNUNG BEI
ZUGFESTIGKEIT
......................
135
5.6.4 BEWERTUNG DER UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER CHARGE UND DES
SINTEREXPERTEN
............
135
5.7 BEDEUTUNG DER ERGEBNISSE DER SYSTEMATISCHEN
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG
..............................
137
6 SIMULATION DES KURZZEITVERHALTENS VON LASERSINTERBAUTEILEN
..............................................
140
6.1 GRUNDLAGEN DER
MODELLBILDUNG.......................................................................................................
140
6.2 CHARAKTERISIERUNG UND AUSWAHL VON MATERIALMODELLEN FUER
THERMOPLASTISCHE KUNSTSTOFFE
.....
140
6.2.1 WAHL DES MATERIALMODELLS ZUR SIMULATION VON KUNSTSTOFFBAUTEILEN
...................................
141
6.2.2 MATERIALVERHALTEN UND
MATERIALMODELLE.................................................................................
141
6.2.3 WAHRE SPANNUNGEN UND DEHNUNGEN
......................................................................................
145
6.3
AEQUIPOTEN/IALBEDINGUNGEN..............................................................................................................
146
6.3.1
FLIESSKRITERIEN............................................................................................................................
147
6.3.2 VON
MISES-FLIESSKRITERIUM........................................................................................................148
6.3.3
HILL-FLIESSKRITERIUM....................................................................................................................149
6.4 CHARAKTERISIERUNG DER VORGEHENSWEISE ZUR ENTWICKLUNG DES
BEISPIELBAUTEILS
..........................
151
6.4.1
FUNKTIONSPROTOTYP...................................................................................................................
151
6.4.2 TECHNISCHER
PROTOTYP/SERIENTEIL..............................................................................................
152
6.5 CHARAKTERISIERUNG DER RANDBEDINGUNGEN DES BAUTEILVERSUCHS
.....................................................
153
6.6 STRUKTURSIMULATION UND BAUTEIL
VERSUCH...........................................................................................154
6.6.1 ISOTROPES
FLIESSKRITERIUM..........................................................................................................
154
6.6.2 ANISOTROPES
FLIESSKRITERIUM.....................................................................................................
158
6.7 BEWERTUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE ZUR SIMULATION DES
BAUTEILVERHALTENS.................................162
7 ANALYSE DES QUANTITATIVEN
ZUSAMMENHANGS..................................................................................163
7.1 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG IM
ZUGVERSUCH................................................................................163
7.1.1 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG ZUG-E-MODUL
........................................................................
164
7.1.2 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG
ZUGFESTIGKEIT.........................................................................168
7.1.3 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG DEHNUNG BEI
ZUGFESTIGKEIT....................................................170
7.1.4 BEWERTUNG DES QUANTITATIVEN ZUSAMMENHANGS IM ZUGVERSUCH
............................................
172
7.2 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG IM BAUTEILVERSUCH
.........................................................................
173
7.2.1 DREHMOMENT-VERDREHWINKEL-VERHALTEN DES FUNKTIONSELEMENTS
........................................
173
7.2.2 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG
BRUCHDREHMOMENT................................................................174
7.2.3 VERIFIKATION DES QUANTITATIVEN ZUSAMMENHANGS DES BRUCHDREHMOMENTS
..........................
177
7.2.4 QUANTITATIVER ZUSAMMENHANG
BAUTEILSTEIFIGKEIT...................................................................180
7.2.5 BEWERTUNG DES QUANTITATIVEN ZUSAMMENHANGS IM BAUTEILVERSUCH
.....................................
183
7.3 QUANTITATIVE ABSICHERUNG DURCH
STRUKTURSIMULATION.....................................................................
183
7.3.1
MATERIALMODELL...........................................................................................................................183
7.3.2 SIMULATION DES
BAUTEILVERHALTENS............................................................................................184
7.3.3 SIMULATION UND BAUTEIL VERSUCH IM DIREKTEN VERGLEICH
.........................................................
185
7.3.4 BEWERTUNG DER QUANTITATIVEN ABSICHERUNG DURCH
STRUKTURSIMULATION..................................186
8 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK.....................................................................................................
188
9
LITERATURVERZEICHNIS...........................................................................................................................194
INHALTS VER/EICHNIS XIII
10
ANHANG............................................................................................................................................203
10.1
ABKUERZUNGS VERZEICHNIS
....................................................................................................................203
10.2
FORMELZEICHEN VERZEICHNIS
..............................................................................................................
205
10.3 ANHANG
ZU
KAPITEL 5
........................................................................................................................210
10.3.1 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 5 .1
........................................................................................................210
10.3.2 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 5 .2
........................................................................................................211
10.3.3 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 5 .3
........................................................................................................212
10.3.4 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 5 .4
........................................................................................................216
10.3.5 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 5 .5
........................................................................................................221
10.4 ANHANG
ZU
KAPITEL 7
........................................................................................................................227
10.4.1 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 7.2
........................................................................................................227
10.4.2 ANHANG
ZU
ABSCHNITT 7 .3
........................................................................................................230
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