Verfügbarkeit: Einführung in die Kunststoffverarbeitung

Einführung in die Kunststoffverarbeitung:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Hopmann, Christian 1968- (VerfasserIn), Michaeli, Walter 1946- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	München Hanser [2017]
Ausgabe:	8., aktualisierte Auflage
Schlagwörter:	Kunststoffverarbeitung Extrudieren Kunststoffe Polymere Spritzgießen Werkstofftechnik KUST2017 KUST2015 Lehrbuch
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Umfang:	XXII, 315 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm
ISBN:	9783446453555 3446453555

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adam_text	INHALT VORWORT ZUR ACHTEN AUFLAGE .......................................................................... V VORWORT ZUR SIEBTEN AUFLAGE............................................................................ VII VORWORT ZUR SECHSTEN AUFLAGE.......................................................................... VIII VORWORT ZUR FUENFTEN AUFLAGE............................................................................ VIII VORWORT ZUR VIERTEN AUFLAGE............................................................................ IX VORWORT ZUR DRITTEN AUFLAGE ............................................................................ IX DIE AUTOREN ..................................................................................................... XI KURZZEICHEN FUER POLYMERE ............................................................................ XIII 1. EINLEITUNG................................................................................................ 1 LITERATUR .......................................................................................................... 2 2 AUFBAU UND EINTEILUNG DER KUNSTSTOFFE .............................................. 3 2.1 AUFBAU DER KUNSTSTOFFE ............................................................................ 3 2.1.1 HERSTELLUNG VON KUNSTSTOFFEN ........................ 4 2.1.1.1 POLYMERISATION ................................................................ 4 2.1.1.2 POLYKONDENSATION............................................................. 11 2.1.1.3 POLYADDITION ........................................................ 12 2.1.2 BINDUNGSKRAEFTE IN POLYMEREN....................................................... 14 2.2 EINTEILUNG DER KUNSTSTOFFE ...................................................................... 16 2.2.1 THERMOPLASTE ................................................................................ 17 2.2.2 DUROPLASTE UND ELASTOMERE........................................................... 20 2.2.3 COPOLYMERE UND POLYMERGEMISCHE .............................................. 22 2.2.4 ZUSCHLAGSTOFFE................................................................................ 23 2.3 BIOPOLYMERE............................................................................................. 24 LITERATUR .......................................................................................................... 26 3 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER KUNSTSTOFFE ...................................... 27 3.1 THERMISCHE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN ....................................................... 27 3.1.1 DICHTE ........................................................................................... 27 3.1.2 THERMISCHE AUSDEHNUNG ............................................................. 29 3.1.3 WAERMELEITFAEHIGKEIT ..................................................... 30 3.1.4 SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET ......................................................... 31 3.2 FLIESSEIGENSCHAFTEN VON POLYMERSCHMELZEN ............................................ 34 3.2.1 NEWTONSCHE UND NICHT-NEWTONSCHE FLUIDE .................................. 35 3.2.2 ANSAETZE ZUR BESCHREIBUNG DES STRUKTURVISKOSEN FLIESSVERHALTENS DER SCHMELZE ................................................................................ 37 3.2.2.1 POTENZANSATZ NACH OSTWALD UND DE WAELE ....................... 37 3.2.2.2 CARREAU-ANSATZ ............................................................... 39 3.2.3 EINFLUSS DER TEMPERATUR AUF DAS FLIESSVERHALTEN........................... 39 3.2.4 MESSUNG VISKOSER FLIESSEIGENSCHAFTEN.......................................... 41 3.2.4.1 KAPILLARRHEOMETER........................................................... 42 3.2.4.2 ROTATIONSRHEOMETER ......................................................... 46 3.2.4.3 SCHMELZINDEXMESSUNG ................................................... 47 3.3 ELASTISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYMERSCHMELZEN .................................. 49 3.3.1 NORMALSPANNUNGEN ...................................................................... 50 3.3.2 ZEITABHAENGIGES V ERHALTEN............................................................. 50 3.4 ABKUEHLEN AUS DER SCHMELZE..................................................................... 50 3.4.1 AMORPH ERSTARRENDE THERMOPLASTE .............................................. 51 3.4.2 TEILKRISTALLIN ERSTARRENDE THERMOPLASTE ...................................... 51 3.4.3 N UKLEIERUNG.................................................................................. 54 3.4.4 BESTIMMUNG DES KRISTALLISATIONSGRADES ...................................... 55 3.5 MORPHOLOGIE ERSTARRTER THERMOPLASTE ..................................................... 56 3.5.1 AMORPH ERSTARRTE THERMOPLASTE ................................................... 57 3.5.2 TEILKRISTALLIN ERSTARRTE THERMOPLASTE............................................ 59 LITERATUR .......................................................................................................... 61 4 WERKSTOFFKUNDE DER KUNSTSTOFFE........................................................... 63 4.1 ALLGEMEINES ZUM WERKSTOFFVERHALTEN ..................................................... 63 4.2 SPANNUNGS-DEHNUNGS-VERHALTEN ............................................................. 66 4.2.1 KURZZEIT-VERHALTEN ........................................................................ 66 4.2.2 STOSSARTIGE BEANSPRUCHUNG ........................................................... 68 4.2.3 VERHALTEN BEI LANGZEITIGER UND RUHENDER BEANSPRUCHUNG .......... 69 4.2.4 SCHWINGENDE BEANSPRUCHUNG ..................................................... 71 4.3 EINDRUCK-, VERSCHLEISS- UND REIBVERHALTEN................................................ 72 4.3.1 HAERTE ............................................................................................. 72 4.3.2 ABRIEB ........................................................................................... 75 4.3.3 REIBVERHALTEN................................................................................ 75 4.4 ELEKTRISCHES VERHALTEN.............................................................................. 76 4.4.1 DIELEKTRISCHES VERHALTEN............................................................... 76 4.4.2 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT............................................................... 78 4.4.3 DURCHSCHLAGFESTIGKEIT .................................................................. 78 4.4.4 ELEKTROSTATISCHE AUFLADUNG........................................................... 79 4.5 OPTISCHES VERHALTEN.................................................................................. 80 4.5.1 BRECHUNG UND DISPERSION............................................................. 80 4.5.2 TRANSPARENZ .................................................................................. 80 4.5.3 G LANZ............................................................................................. 81 4.5.4 FARBE ............................................................................................. 81 4.6 AKUSTISCHES VERHALTEN.............................................................................. 83 4.7 VERHALTEN GEGEN UMWELTEINFLUESSE ........................................................... 85 4.7.1 WIDERSTANDSFAEHIGKEIT GEGEN M EDIEN............................................ 85 4.7.2 SPANNUNGSRISSBESTAENDIGKEIT......................................................... 87 4.7.3 DIFFUSION UND PERMEATION............................................................. 88 4.7.4 BEWITTERUNG .................................................................................. 89 4.7.5 BIOLOGISCHES VERHALTEN ................................................................. 90 4.7.6 BRANDVERHALTEN.............................................................................. 90 4.8 GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT UND QUALITAETSSICHERUNG ...................................... 91 LITERATUR .......................................................................................................... 92 5 AUFBEREITUNG VON KUNSTSTOFFEN ............................................................. 99 5.1 EINLEITUNG............................................... 99 5.2 AUFGABEN IN DER AUFBEREITUNG ................................................................ 99 5.2.1 LAGERN UND FOERDERN...................................................................... 100 5.2.2 DOSIEREN ....................................................................................... 100 5.2.3 M ISCHEN......................................................................................... 102 5.2.3.1 DISKONTINUIERLICHE AUFBEREITUNGSMASCHINEN ................. 102 5.2.3.2 KONTINUIERLICHE AUFBEREITUNGSMASCHINEN ....................... 104 5.2.4 GRANULIEREN ................................................................................... 107 5.3 ZUSCHLAGSTOFFE........................................................................................... 107 5.3.1 VERARBEITUNGSHILFSMITTEL............................................................... 107 5.3.2 STABILISATOREN ................................................................................ 108 5.3.3 ANTISTATIKA ................................................................................... 108 5.3.4 ELEKTRISCH LEITFAEHIGE FUELLSTOFFE ..................................................... 109 5.3.5 FLAMMSCHUTZMITTEL ...................................................................... 109 5.3.6 TREIBMITTEL ................................................................................... 109 5.3.7 FESTIGKEIT UND STEIFIGKEIT HERABSETZENDE ZUSCHLAGSTOFFE ............. 109 5.3.8 FESTIGKEIT UND STEIFIGKEIT ERHOEHENDE ZUSCHLAGSTOFFE ................... 110 LITERATUR .......................................................................................................... 110 6 VERARBEITUNGSVERFAHREN FUER KUNSTSTOFFE ............................................. 111 6.1 EXTRUSION ................................................................................................ 111 6.1.1 DER EXTRUDER ................................................................................ 112 6.1.1.1 DER EINSCHNECKENEXTRUDER ............................................. 113 6.1.1.2 DIE SCHNECKE .................................................................. 116 6.1.1.3 KONVENTIONELLE EINSCHNECKENPLASTIFIZIEREXTRUDER ......... 118 6.1.1.4 DER FOERDERSTEIFE EINSCHNECKENEXTRUDER........................... 120 6.1.1.5 DER PLASTIFIZIERVORGANG IM EINSCHNECKENEXTRUDER.......... 121 611.6 DER DOPPELSCHNECKENEXTRUDER ....................................... 123 6.1.1.7 EXTRUDERZYLINDER ............................................................ 125 6.1.2 WEITERE ANLAGENKOMPONENTEN.................................... 126 6.1.2.1 EXTRUSIONSWERKZEUG ....................................................... 126 6.1.2.2 KALIBRIERUNG/KUEHLUNG UND ABZUG .................................. 129 6.1.2.3 ANLAGENBEISPIELE............................................................. 130 6.1.3 COEXTRUSION.................................................................................... 131 6.2 EXTRUSIONSBLASFORMEN UND STRECKBLASEN ................................................ 132 6.2.1 EXTRUSIONSBLASFORMEN................................................................... 133 6.2.1.1 DER VERFAHRENSABLAUF ....................................................... 133 6.2.1.2 DIE MASCHINE ................................................................... 135 6.2.1.3 DAS MEHRFACHBLASFORMEN ................................................ 140 6.2.1.4 COEXTRUSIONSBLASFORMEN.................................................. 140 6.2.1.5 3D-BLASFORMEN ................................................................. 141 6.2.1.6 SAUGBLASEN....................................................................... 141 6.2.2 STRECKBLASEN.................................................................................. 142 6.2.2.1 VORFORMLINGSHERSTELLUNG.................................................. 143 6.2.2.2 VERFAHREN AUS ERSTER UND ZWEITER W AERM E ....................... 143 6.2.2.3 VOR- UND NACHTEILE DES STRECKBLASVERFAHRENS ................. 144 6.3 SPRITZGIESSEN............................................................................................. 144 6.3.1 MASCHINE UND VERFAHRENSABLAUF ................................................... 144 6.3.1.1 VERFAHRENSABLAUF............................................................. 145 6.3.1.2 MASCHINENAUFBAU............................................................. 146 6.3.1.3 KENNDATEN DER MASCHINE ................................................ 148 6.3.2 BAUGRUPPEN .................................................................................. 149 6.3.2.1 PLASTIFIZIEREINHEIT............................................................. 149 6.3.2.2 SCHLIESSEINHEIT................................................................... 157 6.3.2.3 WERKZEUG ........................................................................ 160 6.3.2.4 WERKZEUGTEMPERIERUNG .................................................. 164 6.3.2.5 MASCHINENBETT UND STEUEREINHEIT .................................. 165 6.3.3 SONDERVERFAHREN .......................................................................... 165 6.3.3.1 THERMOPLAST-SCHAUMSPRITZGIESSEN (TSG)......................... 166 6.3.3.2 MEHRKOMPONENTEN-SPRITZGIESSEN .................................... 169 6.3.3.3 KASKADENSPRITZGIESSEN ..................................................... 172 6.3.3.4 SPRITZPRAEGEN .................................................................... 173 6.3.3.5 HINTERSPRITZTECHNIK ......................................................... 175 6.3.3.6 SCHMELZKERNTECHNIK ....................................................... 176 6.4 HERSTELLUNG VON FORMTEILEN AUS DUROPLASTISCHEN PRESSM ASSEN............... 176 6.4.1 DER WERKSTOFF DUROPLASTISCHE PRESSMASSE ................................ 176 6.4.2 DAS PRESS VERFAHREN ...................................................................... 178 6.4.3 VERFAHRENSVARIANTEN .................................................................... 181 6.5 ELASTOMERVERARBEITUNG ............................................................................ 182 6.5.1 ROHSTOFFE UND M ISCHUNGEN........................................................... 183 6.5.1.1 KAUTSCHUKPOLYMERE......................................................... 183 6.5.1.2 VERSTAERKENDE FUELLSTOFFE ................................................... 184 6.5.1.3 VERNETZUNGSSYSTEM......................................................... 185 6.5.2 MISCHUNGSHERSTELLUNG .................................................................. 186 6.5.3 FORMGEBUNG VON ELASTOMEREN ..................................................... 187 6.5.3.1 EXTRUSION UND KONTINUIERLICHE VULKANISATION VON ELASTOMEREN............................................................... 187 6.5.3.2 HERSTELLUNG ELASTOMERER FORMTEILE .................................. 190 6.6 VERARBEITUNG VON POLYURETHANEN............................................................. 192 6.6.1 SCHAUMBILDUNGSPROZESS ............................................................... 194 6.6.2 ANLAGENTECHNIK ZUR VERARBEITUNG REAKTIVER POLYURETHANE ......... 195 6.6.3 RIM-VERFAHREN .............................................................................. 199 6.7 FASERVERSTAERKTE KUNSTSTOFFE .................................................................... 200 6.7.1 M ATERIALIEN ................................................................................... 202 6.7.2 BAUTEILKONSTRUKTION UND -AUSLEGUNG............................................ 205 6.7.3 VERARBEITUNGSVERFAHREN FUER FASERVERBUNDKUNSTSTOFFE ................. 206 6.7.3.1 HANDLAMINIERVERFAHREN ................................................... 207 67.3.2 FASERSPRITZEN .................................................................. 208 67.3.3 PREPREGVERARBEITUNG, TAPELEGEN, AUTOKLAVIEREN ........... 209 67.3.4 FASERWICKELN .................................................................. 209 67.3.5 PULTRUSIONSVERFAHREN....................................................... 211 67.3.6 HARZINJEKTIONSVERFAHREN (RESIN TRANSFER MOULDING, RTM) ...................................... 212 6.7.37 HARZINFUSIONSVERFAHREN (RESIN INFUSION, RI) ................. 214 67.3.8 SPALTIMPRAEGNIERVERFAHREN ............................................... 215 67.3.9 UMFORMEN ENDLOSFASERVERSTAERKTER THERMOPLASTE ........... 217 6.7.3.10 PRESSEN LANGFASERVERSTAERKTER KUNSTSTOFFE ....................... 220 6.7.4 PROZESSSIMULATION BEI DER PRESSVERARBEITUNG .............................. 227 6.8 KALANDRIEREN ........................................................................................... 228 6.9 VERARBEITUNG DURCH GIESSEN...................................................................... 233 6.9.1 G IESSEN........................................................................................... 234 6.9.2 SCHUETTSINTERN ................................................................................ 235 6.9.3 SCHLEUDERGIESSEN (ROTATIONSFORMEN) ............................................. 236 6.9.4 FOLIENGIESSEN ................................................................................. 237 6.9.5 UMGIESSEN ........................................... 237 6.9.6 IMPRAEGNIEREN ................................................................................ 237 LITERATUR ............................................................................................................ 238 7 WEITERVERARBEITUNGSTECHNIKEN FUER KUNSTSTOFFE ................................. 247 7.1 THERMOFORMEN......................................................................................... 247 7.1.1 MASCHINEN..................................................................................... 248 7.1.2 VERFAHRENSSCHRITTE........................................................................ 250 7.2 SCHWEISSEN VON KUNSTSTOFFEN.................................................................... 255 7.2.1 HEIZELEMENTSCHWEISSEN (HE-SCHWEISSEN) ...................................... 259 7.2.1.1 DIREKTE HEIZELEMENT-SCHWEISSVERFAHREN ......................... 259 7.2.1.2 INDIREKTE HE-SCHWEISSVERFAHREN...................................... 263 7.2.2 WARMGASSCHWEISSEN ...................................................................... 264 7.2.2.1 FAECHELSCHWEISSEN (RUNDDUESE) .......................................... 265 72 . 2.2 ZIEHSCHWEISSEN (SCHNELLSCHWEISSEN) ................................ 265 7 . 22.3 WARMGAS-UEBERLAPPSCHWEISSEN ........................................ 265 7.2.2A EXTRUSIONSSCHWEISSEN ....................................................... 266 7 . 22.5 HEISSGASSCHWEISSEN........................................................... 266 7.2.3 REIBSCHWEISSVERFAHREN................................................................... 267 7.2.3.1 VERFAHREN MIT AEUSSERER REIBUNG ...................................... 267 7 . 2.32 VERFAHREN MIT INNERER REIBUNG ...................................... 268 7.2.4 STRAHLUNGSSCHWEISSVERFAHREN ....................................................... 270 7.2.4.1 HEIZELEMENTSTRAHLUNGSSCHWEISSEN .................................. 270 7.2.4.2 INFRAROTSCHWEISSEN ........................................................... 271 7.2.4.3 LASERSTRAHLSCHWEISSEN ..................................................... 271 7.2.4A LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN ............................................ 271 7.2.5 INDUKTIONSSCHWEISSEN (ELEKTROMAGNETISCHES SCHWEISSEN) ........... 274 7.3 KLEBEN VON KUNSTSTOFFEN .......................................................................... 274 7.3.1 MECHANISMUS DER KLEBUNG........................................................... 275 7.3.2 EINTEILUNG DER KLEBSTOFFE............................................................... 276 7.3.2.1 PHYSIKALISCH ABBINDENDE KLEBSTOFFE ................................ 277 7 . 3.22 CHEMISCH ABBINDENDE KLEBSTOFFE (REAKTIONSKLEBSTOFFE) . 277 7.3.3 WERKSTOFFEINFLUESSE AUF DIE KLEBBARKEIT VON KUNSTSTOFFEN ........... 278 7.3.4 VERFAHRENSABLAUF BEIM KLEBEN ..................................................... 279 7.4 MECHANISCHE BEARBEITUNG ........................................................................ 281 7.4.1 SAEGEN............................................................................................. 282 7.4.2 F RAE SE N ........................................................................................... 284 7.4.3 SCHLEIFEN UND POLIEREN................................................................... 285 7.4.4 BOHREN........................................................................................... 266 7.4.5 DREHEN ........................................................................................... 288 LITERATUR ........................................................................................................... 290 8 RECYCLING VON KUNSTSTOFFEN .................................................................. 293 8.1 EINLEITUNG................................................................................................. 293 8.2 AUFBEREITUNG VON KUNSTSTOFFABFAELLEN ....................................................... 297 8.3 WERKSTOFFLICHE VERWERTUNG VON KUNSTSTOFFABFAELLEN ................................ 299 8.4 ROHSTOFFLICHE VERWERTUNG ........................................................................ 302 8.5 ENERGETISCHE VERWERTUNG ........................................................................ 304 8.6 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN................................................................... 305 LITERATUR ........................................................................................................... 305 INDEX 309
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Teilbibliothek Straubing

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