Gestaltungsmodell zur thermischen Auslegung additiver Prototypenwerkzeuge aus Kunststoff:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus Verlag
2024
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
Band 11/2024 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | kostenfrei Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 293 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 520 g |
| ISBN: | 9783985552092 3985552096 |
| DOI: | 10.18154/RWTH-2024-05575 |
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
I
A
B
BILDUNGSVERZEICHNIS
VI
TABELLENVERZEICHNIS
X
A
BKUERZUNGSVERZEICHNIS
XII
1
EINLEITUNG
1
1.1
AUSGANGSSITUATION
UND
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
ZIELSETZUNG
.
4
1.3
FORSCHUNGSANSATZ
.
5
1.3.1
WISSENSCHAFTSTHEORETISCHE
EINORDNUNG
.
5
1.3.2
FORSCHUNGSMETHODIK
.
6
1.3.3
HEURISTISCHER
BEZUGSRAHMEN
.
7
1.4
STRUKTUR
.
9
2
GRUNDLAGEN
DES
BETRACHTUNGSBEREICHES
13
2.1
KUNSTSTOFFTECHNIK
.
13
2.1.1
BEGRIFFSVERSTAENDNIS
UND
EINORDNUNG
.
13
2.1.1.1
KUNSTSTOFF
.
13
2.1.1.2
KUNSTSTOFFTECHNIK
.
15
2.1.2
WERKSTOFFTECHNIK
DER
KUNSTSTOFFE
.
16
2.1.2.1
PROZESSEIGENSCHAFTEN
.
18
2.1.2.2
MECHANISCHES
VERHALTEN
.
20
2.1.3
SPRITZGIESSEN
ALS
VERFAHREN
DER
KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
.
23
2.1.3.1
PROTOTYPENWERKZEUGE
ZUR
KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
.
24
2.1.3.2
SPRITZGIESSMASCHINE
.25
2.1.3.3
SPRITZGIESSZYKLUS
.
28
2.2
ADDITIVE
FERTIGUNG
.
30
2.2.1
BEGRIFFSVERSTAENDNIS
UND
EINORDNUNG
.
30
2.2.1.1
ADDITIVE
FERTIGUNG
.
30
2.2.1.2
SCHICHTWEISER
AUFBAU
.
31
2.2.1.3
DIGITALES
MATERIAL
.
31
2.2.2
PROZESSKETTE
DER
ADDITIVEN
FERTIGUNG
.
31
2.2.2.1
DATENAUFBEREITUNG
.
32
2.2.2.2
PROZESSDURCHFUEHRUNG
.
32
II
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.2.3
NACHBEARBEITUNG
.
34
2.2.3
ADDITIVE
FERTIGUNGSVERFAHREN
.
34
2.2.3.1
BADBASIERTE
PHOTOPOLYMERSATION
.
35
2.2.3.2
MATERIALEXTRUSION
.
37
2.2.3.3
FREISTAHL-MATERIALAUFTRAG
.39
2.2.4
WERKSTOFFE
FUER
DIE
ADDITIVE
FERTIGUNG
.
41
2.3
WERKZEUGBAU
.
43
2.3.1
BEGRIFFSVERSTAENDNIS
UND
EINORDNUNG
.
43
2.3.1.1
WERKZEUG
.
43
2.3.1.2
WERKZEUGBAU
.
44
2.3.2
WERKZEUGBAU
IN
DER
PRODUKTENTWICKLUNG
.
46
2.3.3
AUSLEGUNG
VON
WERKZEUGEN
.47
2.3.3.1
RHEOLOGISCHE
AUSLEGUNG
.
48
2.3.3.2
THERMISCHE
AUSLEGUNG
.
49
2.3.3.3
MECHANISCHE
AUSLEGUNG
.
50
2.3.4
WERKZEUGHERSTELLUNG
.
50
2.4
HANDLUNGSBEDARF
AUS
DER
PRAXIS
.
52
2.4.1
HERAUSFORDERUNGEN
IN
DER
PRAXIS
.
52
2.4.2
CHANCEN
DURCH
ADDITIVE
FERTIGUNG
.53
2.4.2.1
SZENARIO
A
EXTERNE
BETRIEBE
.
59
2.4.2.2
SZENARIO
B
-
INTERNE
BETRIEBE
.
59
2.4.3
FAZIT
ZUM
HANDLUNGSBEDARF
AUS
DER
PRAXIS
.
60
3
ANALYSE
UND
BEWERTUNG
VON
ANSAETZEN
IM
GESTALTUNGSBEREICH
61
3.1
DETAILLIERUNG
DES
GESTALTUNGSBEREICHES
.
61
3.1.1
TECHNOLOGIEAUSWAHL
.
62
3.1.2
WERKZEUGAUSLEGUNG
.66
3.1.3
WERKZEUGHERSTELLUNG
.
68
3.1.4
WERKZEUGANWENDUNG
.72
3.1.5
QUALITAETSKONTROLLE
.75
3.1.6
ZUSAMMENFASSUNG
DES
GESTALTUNGSBEREICHS
.
76
3.2
METHODE
DER
ANALYSE
BESTEHENDER
ANSAETZE
.
77
3.2.1
BEWERTUNGSLOGIK
.77
3.2.2
ANFORDERUNGSSYSTEM
.
78
3.2.2.1
ANFORDERUNGEN
DURCH
EINFLUSSGROESSEN
.
79
3.2.2.2
ANFORDERUNGEN
DURCH
ZIELGROESSEN
.83
3.2.2.3
ANFORDERUNGEN
DURCH
TECHNISCHE
LOESUNGEN
.
86
3.2.2.4
ZUSAMMENFASSUNG
DES
ANFORDERUNGSSYSTEMS
.
92
3.3
VORSTELLUNG
VON
ANSAETZEN
ZUR
THERMISCHEN
AUSLEGUNG
.
93
3.3.1
VERGLEICHENDE
ANALYSE
ZUR
SERIENNAEHE
VON
RAPID
TOOLING-PROZESSKETTEN
.
93
3.3.2
ANSATZ
ZUR
ANWENDUNG
VON
WAERMEFLUSSKANAELEN
.
95
3.3.3
PROZESSKETTEN
FUER
DAS
PROTOTYPING
UND
DIE
PILOTPRODUKTION
.
96
3.3.4
THERMISCHE
SIMULATIONEN
UND
MESSUNGEN
.
98
INHALTSVERZEICHNIS
III
3.3.5
METHODE
ZUR
PROZESSPARAMETERBESTIMMUNG
.100
3.3.6
METHODE
ZUR
THERMISCHEN
ANALYSE
.
102
3.3.7
LEBENSDAUERANALYSE
AUF
BASIS
THERMO-MECHANISCHER
MODELLIERUNG
.
103
3.3.8
AUSLEGUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
ADDITIV
GEFERTIGTER
FORMEINSAETZE
.
104
3.3.9
METHODE
ZUR
MERKMALBASIERTEN
GESAMTKOSTENERMITTLUNG
.
106
3.4
AGGREGIERTE
BEWERTUNG
DER
ANSAETZE
.
109
3.5
HANDLUNGSBEDARF
IN
DER
THEORIE
UND
HERLEITUNG
DER
FORSCHUNGSFRAGEN
.111
4
KONZEPTIONIERUNG
DES
GESTALTUNGSMODELLS
115
4.1
SYSTEMORIENTIERTE
MANAGEMENTLEHRE
.115
4.1.1
SYSTEMTHEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.115
4.1.2
MODELLTHEORIE
UND
MODELLBILDUNG
.116
4.2
STRUKTURIERUNG
DES
GESTALTUNGSMODELLS
.119
4.2.1
IDENTIFIKATION
UND
DEFINITION
DES
REALSYSTEMS
.120
4.2.2
ZIELSETZUNG,
NUTZENDE
UND
NUTZUNGSZEITRAUM
DES
MODELLS
.123
4.2.3
HERLEITUNG
DER
MODELLANFORDERUNGEN
.
124
4.2.3.1
FORMALE
ANFORDERUNGEN
.
124
4.2.3.2
INHALTLICHE
ANFORDERUNGEN
.
127
4.3
KONZEPTION
DES
GESTALTUNGSMODELLS
.
128
4.3.1
HERLEITUNG
DER
STRUKTURELEMENTE
.
131
4.3.1.1
HOHLRAUMGEOMETRIE
.132
4.3.1.2
PROZESSBEDINGUNGEN
.133
4.3.1.3
TEMPERIERSYSTEM
.
134
4.3.2
HERLEITUNG
DER
VERHALTENSELEMENTE
.
134
4.3.2.1
WERKZEUGMATERIALEIGENSCHAFTEN
.
136
4.3.2.2
PROZESSSTEUERUNG
.
136
4.3.2.3
WERKZEUGGESTALTUNG
.
137
4.3.3
HERLEITUNG
DER
AKTIVITAETSELEMENTE
.137
4.3.3.1
SEGMENTIERUNG
DES
FORMEINSATZES
.
138
4.3.3.2
IDENTIFIZIERUNG
DER
PROZESSLASTEN
.
139
4.3.3.3
KONKRETISIERUNG
DER
TEMPERIERANFORDERUNGEN
.139
4.4
SYNTHESE
DES
MODELLKONZEPTES
.
140
4.5
ZWISCHENFAZIT
ZUM
KONZEPT
DES
GESTALTUNGSMODELLS
.
141
5
DETAILLIERUNG
DES
GESTALTUNGSMODELLS
145
5.1
STRUKTURELEMENTE
.
145
5.1.1
HOHLRAUMGEOMETRIE
.145
5.1.1.1
PRODUKTRANDBEDINGUNGEN
.
146
5.1.1.2
SEGMENTCHARAKTERISIERUNG
.
151
5.1.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
STRUKTURELEMENTES
HOHLRAUMGEOMETRIE
.
154
5.1.2
PROZESSBEDINGUNGEN
.154
5.1.2.1
ORDNUNG
VON
PROZESSEINFLUESSEN
.
155
5.1.2.2
SPEZIFIKATION
VON
PROZESSEINSTELLUNGEN
.159
IV
INHALTSVERZEICHNIS
5.1.2.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
STRUKTURELEMENTES
PROZESSBEDINGUNGEN
161
5.1.3
TEMPERIERSYSTEM
.
162
5.1.3.1
MORPHOLOGIE
DER
TEMPERIERSYSTEME
.
162
5.1.3.2
AUSLEGUNGSHINWEISE
TEMPERIERSYSTEME
.
167
5.1.3.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
STRUKTURELEMENTES
TEMPERIERSYSTEM
.
.
167
5.2
VERHALTENSELEMENTE
.
168
5.2.1
STRUKTURIERUNG
DER
VERHALTENSELEMENTE
.168
5.2.1.1
VERSUCHSGEOMETRIE
.
169
5.2.1.2
WERKSTOFFE
DER
WERKZEUGE
.
175
5.2.1.3
PROZESSRESSOURCEN
.176
5.2.1.4
STATISTISCHE
AUSWERTUNGSMETHODEN
.
177
5.2.1.5
VORGEHENSWEISE
DER
MODELLBILDUNG
.
178
5.2.1.6
BEISPIEL
FUER
DIE
MODELLBILDUNG
.
179
5.2.2
WERKZEUGMATERIALEIGENSCHAFTEN
.
185
5.2.2.1
VERSUCHSAUFBAU
ZUR
DATENERHEBUNG
.186
5.2.2.2
ANALYSE
DES
MATERIALEINFLUSSES
.189
5.2.2.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
VERHALTENSELEMENTES
WERKZEUGMATERIAL
EIGENSCHAFTEN
.193
5.2.3
PROZESSSTEUERUNG
.193
5.2.3.1
VERSUCHSAUFBAU
ZUR
DATENERHEBUNG
.194
5.2.3.2
ANALYSE
DES
PARAMETEREINFLUSSES
.
196
5.2.3.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
VERHALTENSELEMENTES
PROZESSSTEUERUNG
.
203
5.2.4
WERKZEUGGESTALTUNG
.
204
5.2.4.1
VERSUCHSAUFBAU
ZUR
DATENERHEBUNG
.
205
5.2.4.2
EINFLUSS
DER
WERKZEUGGESTALT
.
205
5.2.4.3
ZUSAMMENFASSUNG
DES
VERHALTENSELEMENTES
WERKZEUGGESTALTUNG
212
5.3
AKTIVITAETSELEMENTE
.
213
5.3.1
SEGMENTIERUNG
DES
FORMEINSATZES
.
213
5.3.1.1
GLOBALE
SEGMENTIERUNG
.
215
5.3.1.2
LOKALE
SEGMENTIERUNG
.
217
5.3.1.3
SEGMENTGRUPPIERUNG
.
217
5.3.1.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
SEGMENTIERUNG
.
218
5.3.2
IDENTIFIZIERUNG
DER
PROZESSLASTEN
.
219
5.3.2.1
IDENTIFIZIERUNG
MECHANISCHER
BELASTUNGEN
.
220
5.3.2.2
IDENTIFIZIERUNG
THERMISCHER
BELASTUNGEN
.
222
5.3.2.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
PROZESSLASTENIDENTIFIZIERUNG
.
223
5.3.3
KONKRETISIERUNG
DER
ANFORDERUNGEN
.
224
5.3.3.1
ANWENDUNGSSPEZIFISCHE
ANFORDERUNGSENTWICKLUNG
.
225
5.3.3.2
INTERDISZIPLINAERES
ANFORDERUNGSMANAGEMENT
.
227
5.3.3.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ANFORDERUNGSKONKRETISIERUNG
.
228
5.4
WECHSELWIRKUNGEN
DER
GESTALTUNGSELEMENTE
.
228
INHALTSVERZEICHNIS
V
6
FALLBEISPIELE
FUER
TEMPERIERSYSTEME
UND
VALIDIERUNG
DES
GESTALTUNGSMODELLS
231
6.1
EINLEITUNG
ZU
MOEGLICHEN
TEMPERIERSYSTEMEN
.231
6.2
TEMPERIERUNG
IM
WIRKBEREICH
FORMEINSATZ
.
231
6.2.1
KONZEPT
DER
WAERMELEITENDEN
EINSAETZE
.
232
6.2.2
KONZEPT
DER
MATERIALGRADIENTEN
.
234
6.2.2.1
VERSUCHSAUFBAU
FUER
MATERIALGRADIENTEN
.
234
6.2.2.2
ANALYSE
ZUR
TEMPERIERUNG
DURCH
MATERIALGRADIENTEN
.
236
6.2.2.3
ZWISCHENFAZIT
ZU
MATERIALGRADIENTEN
.
237
6.3
TEMPERIERUNG
IM
WIRKBEREICH
PRODUKTIONSANLAGE
.
239
6.3.1
KONZEPT
DER
KONVEKTIVEN
TEMPERIERUNG
.
239
6.3.2
VERSUCHSAUFBAU
ZUR
KONVEKTIVEN
TEMPERIERUNG
.
239
6.3.3
ANALYSE
DER
KONVEKTIVEN
TEMPERIERUNG
.241
6.3.4
ZWISCHENFAZIT
ZUR
KONVEKTIVEN
TEMPERIERUNG
.
246
6.4
ANWENDUNGSBEISPIEL:
TDK
ELECTRONICS
AG
.
246
6.4.1
AUSGANGSSITUATION
.
246
6.4.2
ANWENDUNG
.
247
6.4.2.1
PRODUKTBEREICH
.
248
6.4.2.2
PROZESSBEREICH
.251
6.4.2.3
TEMPERIERSYSTEMBEREICH
.
252
6.4.3
FAZIT
ZUM
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
253
7
FAZIT
255
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
255
7.2
AUSBLICK
.
258
L
ITERATURVERZEICHNIS
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ANHANG
277 |
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