Kunststoff / Produktentwicklung / Produktion

    •   1  Inhalt [de]
      •   1.1  Inhaltsverzeichnis [de]
    •   2  Wegweiser [de]
      •   2.1  Generelle Vorgehensweise bei der Produktentwicklung sowie Struktur und Aufbau des Buches [de]
      •   2.2  Vorgehensweise der Produktentwicklung entsprechend der VDI-Richtlinie 2222 und zugeordnete Buchinhalte [de]
      •     Literatur Kapitel 2 [de]
    •   3  Produktplanungsphase [de]
      •   3.1  Aufgaben und Mittel der Produktplanungsphase [de]
      •     Literatur Kapitel 3 [de]
    •   4  Konzeptphase eines Produkts [de]
      •   4.1  Ziele und Schritte der Konzeptphase [de]
      •   4.2  Das Pflichtenheft [de]
      •   4.3  Die Funktionsstrukturanalyse [de]
      •   4.4  Lösungssuche und Dokumentation im Morphologischen Kasten [de]
        •   4.4.1  Lösungssuche [de]
        •   4.4.2  Aufbau eines Morphologischen Kastens [de]
        •   4.4.3  Identifizierung möglicher Konzepte im Morphologischen Kasten [de]
      •   4.5  Bewerten von Konzepten [de]
        •   4.5.1  Ziel der Konzeptbewertung [de]
        •   4.5.2  Wahl geeigneter Bewertungskriterien [de]
        •   4.5.3  Wahl des Punktesystems und der Gewichtungsfaktoren [de]
        •   4.5.4  Ergebnis einer Bewertung [de]
      •   4.6  Zusammenfassende Beurteilung einer Konzeptphase [de]
      •     Literatur Kapitel 4.1 bis 4.6 [de]
      •   4.7  Kreativmethoden in der Konzeptphase [de]
        •   4.7.1  Einsatz von Kreativmethoden [de]
        •   4.7.2  Brainstorming [de]
          •   4.7.2.1  Offenes Brainstorming [de]
          •   4.7.2.2  Anonymes Brainstorming [de]
        •   4.7.3  Brainwriting [de]
          •   4.7.3.1  Methode 635 [de]
          •   4.7.3.2  Metaplan-Technik (Kärtchentechnik) [de]
          •   4.7.3.3  Collective Notebook [de]
          •   4.7.3.4  Brainwriting Pool [de]
          •   4.7.3.5  Brainwriting für Einzelpersonen [de]
        •   4.7.4  Sonderformen des Brainstormings [de]
          •   4.7.4.1  Didaktisches Brainstorming [de]
          •   4.7.4.2  Imaginäres Brainstorming [de]
          •   4.7.4.3  Solo-Brainstorming [de]
          •   4.7.4.4  Diskussion 66 [de]
          •   4.7.4.5  SIL-Methode [de]
        •   4.7.5  Mind Mapping [de]
        •   4.7.6  Clustering [de]
        •   4.7.7  Galeriemethode [de]
        •   4.7.8  TRIZ-Methode [de]
      •     Literatur Kapitel 4.7 [de]
      •   4.8  Schutzrechte [de]
        •   4.8.1  Schutzrechte im Rahmen der Produktentwicklung [de]
        •   4.8.2  Die Patentämter [de]
          •   4.8.2.1  Das Deutsche Patent- und Markenamt [de]
          •   4.8.2.2  Die Patentinformationszentren [de]
          •   4.8.2.3  Die Patentämter in Österreich und der Schweiz [de]
          •   4.8.2.4  Das europäische Patentamt [de]
        •   4.8.3  Das Deutsche Patent [de]
          •   4.8.3.1  Voraussetzungen für die Erteilung eines Patents [de]
          •   4.8.3.2  Erworbene Rechte durch ein Patent [de]
          •   4.8.3.3  Anmeldung eines Patents [de]
          •   4.8.3.4  Beispielpatentschrift [de]
        •   4.8.4  Das Europäische Patent [de]
        •   4.8.5  Das Gebrauchsmuster (Deutschland) [de]
          •   4.8.5.1  Voraussetzungen für die Erteilung eines Gebrauchsmusters [de]
          •   4.8.5.2  Erworbene Rechte durch ein Gebrauchsmuster [de]
          •   4.8.5.3  Anmeldung eines Gebrauchsmusters [de]
          •   4.8.5.4  Beispiel-Gebrauchsmuster [de]
        •   4.8.6  Das Geschmacksmuster (Deutschland) [de]
          •   4.8.6.1  Voraussetzungen für die Erteilung eines Geschmacksmusters [de]
          •   4.8.6.2  Erworbene Rechte durch ein Geschmacksmuster [de]
          •   4.8.6.3  Anmeldung eines Geschmacksmusters [de]
          •   4.8.6.4  Beispiel-Geschmacksmuster [de]
      •     Literatur Kapitel 4.8 [de]
      •   4.9  Lösungskataloge [de]
        •   4.9.1  Aufbau und Einsatz von Lösungskatalogen [de]
        •   4.9.2  Vorhandene Lösungskataloge [de]
          •   4.9.2.1  Lösungskatalog: Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff [de]
        •     Literatur Kapitel 4.9 [de]
    •   5  Konstruktionsprinzipien [de]
      •   5.1  Integralbauweise [de]
      •   5.2  Differenzialbauweise [de]
      •   5.3  Bewertung der Integral- und Differenzialbauweise vor dem Hintergrund der Kunststofftechnologie [de]
      •   5.4  Baustruktur [de]
      •   5.5  Leichtbau als Konstruktionsprinzip [de]
        •   5.5.1  Schäumverfahren zur Gewichtsreduktion [de]
          •   5.5.1.1  Verfahrensvarianten [de]
          •   5.5.1.2  Gewichtsreduktion beim Einsatz der Schäumverfahren [de]
          •   5.5.1.3  Vor- und Nachteile beim Einsatz der Schäumverfahren [de]
          •   5.5.1.4  Anwendungsbeispiele [de]
        •   5.5.2  Hohlräume durch Fluidinjektionsverfahren zur Gewichtsreduzierung [de]
          •   5.5.2.1  Verfahrensvarianten [de]
          •   5.5.2.2  Gewichtsreduktion beim Einsatz der Fluidinjektionsverfahren [de]
          •   5.5.2.3  Vor- und Nachteile beim Einsatz der Fluidinjektionsverfahren [de]
          •   5.5.2.4  Anwendungsbeispiel [de]
        •   5.5.3  Einsatz leichter Kunststoffe und Füllstoffe zur Gewichtsreduktion [de]
          •   5.5.3.1  Materialwechsel [de]
          •   5.5.3.2  Naturfaserverstärkung [de]
          •   5.5.3.3  Zusatz von Mikrohohlkugeln [de]
          •   5.5.3.4  Anwendungsbeispiele [de]
        •   5.5.4  Rippen [de]
          •   5.5.4.1  Einsatz von Rippen [de]
          •   5.5.4.2  Gewichtseinsparung durch Verrippung [de]
      •     Literatur Kapitel 5 [de]
    •   6  Werkstoffauswahl [en] [de]
      •   6.1  Einführung in die Werkstoffauswahl [en] [de]
      •   6.2  Systematische Vorgehensweise [en] [de]
      •   6.3  Hilfsmittel bei der Werkstoffauswahl [en] [de]
        •   6.3.1  Datenbanken [en] [de]
          •   6.3.1.1  Datenbank Campus/MCBase [en] [de]
          •   6.3.1.2  Datenbank Prospector/Ides Inc. [en] [de]
        •   6.3.2  Recherche [en] [de]
        •   6.3.3  Praxisnahe Laborversuche [en] [de]
      •   6.4  Ermittlung von Werkstoffkennwerten und zugehörigen Normen [de]
        •   6.4.1  Rheologische Eigenschaften [de]
          •   6.4.1.1  Bestimmng der Schmelze-Volumenrate MVR (Melt Volume Rate) und der Schmelzemassefließrate MFR (Melt Flow Rate) [de]
        •   6.4.2  Mechanische Eigenschaften [de]
          •   6.4.2.1  Bestimmung der Zugeigenschaften nach (Kurzzeitbelastungen) DIN EN ISO 527 - Teile 1 bis 5 [de]
          •   6.4.2.2  Bestimmung des Kriechverhaltens durch den Zeitstand-Zugversuch nach DIN EN ISO 899-1 (Langzeitbeanspruchung durch Zug) [de]
          •   6.4.2.3  Bestimmung der Charpy-Schlageigenschaften nach DIN EN ISO 179-1 [de]
          •   6.4.2.4  Normen zur Probekörperherstellung [de]
        •   6.4.3  Thermische Eigenschaften [de]
          •   6.4.3.1  Brandverhalten von Kunststoffen [de]
          •   6.4.3.2  Prüfung zur Beurteilung der Brandgefahr [de]
          •   6.4.3.3  Bestimmung des Brandverhaltens durch den Sauerstoff-Index [de]
          •   6.4.3.4  Bestimmung der Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach DIN EN ISO 75-1/2 [de]
          •   6.4.3.5  Bestimmung der Vicat-Erweichungstemperatur nach DIN EN ISO 306 [de]
      •     Literatur Kapitel 6.1-6.4 [de]
      •   6.5  Reibung und Verschleiß bei Kunststoffkomponenten [de]
        •   6.5.1  Einleitung und Grundlagen [de]
        •   6.5.2  Messung des Reibungs- und Verschleißverhaltens [de]
        •   6.5.3  Einflussfaktoren bezüglich des Verschleißes [de]
        •   6.5.4  Typische Kunststoffe in reibungs- und verschleißgefährdeten Komponenten und Verbesserung des Reibungs- bzw. Verschleißverhaltens durch Additive und Verstärkungsstoffe [de]
        •   6.5.5  Beispiele für das Verschleiß- und Reibungsverhalten von Kunststoffen [de]
        •     Literatur Kapitel 6.5 [de]
    •   7  Produktgestaltung [en] [de]
      •   7.1  Grundlegende Gestaltungsregeln für spritzgegossene Formteile [en] [de]
        •   7.1.1  Einführung in die Gestaltungsregeln [en] [de]
        •   7.1.2  Regel 1: Wanddicke so dünn wie möglich auslegen [en] [de]
        •   7.1.3  Regel 2: Gleiche Wanddicken vorsehen [en] [de]
        •   7.1.4  Regel 3: Masseanhäufungen vermeiden [en] [de]
        •   7.1.5  Regel 4: Ecken und Kanten mit Radien versehen [en] [de]
        •   7.1.6  Regel 5: Rippen spritzgießgerecht gestalten [en] [de]
        •   7.1.7  Regel 6: Ebene Flächen vermeiden [en] [de]
        •   7.1.8  Regel 7: Ausreichende Konizitäten vorsehen [en] [de]
        •   7.1.9  Regel 8: Hinterschneidungen vermeiden [en] [de]
        •   7.1.10  Regel 9: Keine genauere Bearbeitung als nötig [en] [de]
        •   7.1.11  Regel 10: Das Potenzial der freien Formgebung ausschöpfen [en] [de]
        •   7.1.12  Regel 11: Position des Angusses bei der Formgestaltung beachten [en] [de]
        •   7.1.13  Regel 12: Kunststoff-Metall-Verbunde spannungsausgleichend gestalten [en] [de]
        •   7.1.14  Regel 13: Löcher und Auskernungen kunststoffgerecht gestalten [en] [de]
        •   7.1.15  Regel 14: Gewinde kunststoffgerecht gestalten [en] [de]
        •   7.1.16  Regel 15: Formteile verfahrensgerecht optimieren [en] [de]
        •     Literatur Kapitel 7.1 [en] [de]
      •   7.2  Gestalten von Mehrkomponenten-Spritzgussbauteilen [de]
        •   7.2.1  Motivation [de]
        •   7.2.2  Überblick über die Verfahrenstechniken [de]
          •   7.2.2.1  Verbundspritzgießen [de]
          •   7.2.2.2  Montagespritzgießen – Spritzgießen beweglicher Teile [de]
          •   7.2.2.3  In Mould Assembly [de]
          •   7.2.2.4  Biinjektion und Gegentaktspritzgießen [de]
          •   7.2.2.5  Marmorieren [de]
          •   7.2.2.6  Sandwichspritzgießen/Coinjektionsverfahren [de]
          •   7.2.2.7  Monosandwichverfahren [de]
        •   7.2.3  Werkzeugtechniken für Verbundspritzguss [de]
          •   7.2.3.1  Core-Back-Technik [de]
          •   7.2.3.2  Transfertechnik [de]
          •   7.2.3.3  Drehwerkzeuge [de]
          •   7.2.3.4  Paternostertechnik [de]
          •   7.2.3.5  Einsatzbeispiele der Werkzeugtechniken [de]
        •   7.2.4  Materialauswahl beim Mehrkomponenten-Spritzguss [de]
        •   7.2.5  Gestaltungsregeln für Mehrkomponenten-Spritzgussbauteile [de]
        •     Literatur Kapitel 7.2 [de]
      •   7.3  Gestalten mit Fluidinjektionsverfahren [de]
        •   7.3.1  Gasinjektionstechnik [de]
          •   7.3.1.1  Grundlagen [de]
          •   7.3.1.2  Verfahrensvarianten der Gasinjektionstechnik [de]
          •   7.3.1.3  Gestaltungsregeln für Gasinjektionsbauteile [de]
          •   7.3.1.4  Vor- und Nachteile der Gasinjektionstechnologie [de]
          •   7.3.1.5  Werkstoffe für die Gasinjektionstechnik [de]
          •   7.3.1.6  Anwendungen der Gasinjektionstechnik [de]
        •   7.3.2  Wasserinjektionstechnik [de]
          •   7.3.2.1  Grundlagen [de]
          •   7.3.2.2  Verfahrensvarianten der Wasserinjektionstechnik [de]
          •   7.3.2.3  Gestaltungsregeln für Wasserinjektionsbauteile [de]
          •   7.3.2.4  Bewertung der WIT gegenüber der GIT [de]
          •   7.3.2.5  Materialien [de]
          •   7.3.2.6  Anwendungen der Wasserinjektionstechnik [de]
        •   7.3.3  Verfahrenskombinationen [de]
          •   7.3.3.1  Kombination von Wasserinjektionstechnik und Sandwichspritzguss (2K-WIT-Verfahren) [de]
          •   7.3.3.2  Kombination von Wasserinjektionstechnik und Gasinjektionstechnik [de]
          •   7.3.3.3  Kombination von Wasser- und Projektilinjektionstechnik [de]
        •     Literatur Kapitel 7.3 [de]
      •   7.4  Dekoration von Kunststoffbauteilen [de]
        •   7.4.1  Übersicht über gebräuchliche Verfahren [de]
        •   7.4.2  Dekorfolien [de]
        •   7.4.3  In-Mould-Decoration (IMD) [de]
        •   7.4.4  Film-Insert-Molding (FIM) [de]
        •   7.4.5  In-Mould-Labeling (IML) [de]
        •   7.4.6  Hinterpressen [de]
        •   7.4.7  Hinterspritzen/Hinterprägen [de]
        •   7.4.8  Heißprägen [de]
        •   7.4.9  Bedrucken [de]
          •   7.4.9.1  Tampondruck [de]
          •   7.4.9.2  Siebdruck [de]
        •   7.4.10  Laserbeschriftung [de]
        •   7.4.11  Cubic printing [de]
        •   7.4.12  Beflocken [de]
        •   7.4.13  Galvanisieren [de]
        •   7.4.14  Lackieren [de]
        •     Literatur Kapitel 7.4 [de]
    •   8  Dimensionieren unter mechanischen und thermischen Belastungen [en] [de]
      •   8.1  Kennwerte für die Dimensionierung [en] [de]
      •   8.2  Dimensionierungsstrategien [en] [de]
        •   8.2.1  Dimensionierungsziele und Besonderheiten bei Kunststoffanwendungen [en] [de]
        •   8.2.2  Dimensionierung gegen eine zulässige Spannung [en] [de]
          •   8.2.2.1  Dimensionierungsrelevanter Festigkeitswert K [en] [de]
          •   8.2.2.2  Sicherheitsfaktoren [en] [de]
          •   8.2.2.3  Abminderungsfaktoren [en] [de]
        •   8.2.3  Dimensionierung gegen eine zulässige Dehnung [en] [de]
      •   8.3  Konventionelle Dimensionierung [de]
        •   8.3.1  Anwendungund Grenzen der konventionellen Dimensionierung [en] [de]
        •   8.3.2  Flächen- und Widerstandsmomente, Trägheitsradius für Biegung und Knickung [en] [de]
        •   8.3.3  Biegung von Balken [en] [de]
        •   8.3.4  Torsion [en] [de]
        •   8.3.5  Scherung [en] [de]
        •   8.3.6  Innendruckbelastung von dünnwandigen Behältern und Rohren [en] [de]
      •     Literatur Kapitel 8.1 bis 8.3 [en] [de]
    •   9  Funktions- und Maschinenelemente aus Kunststoffen [de]
      •   9.1  Schnappverbindungen [de]
        •   9.1.1  Einleitung [de]
        •   9.1.2  Ausführungsarten [de]
          •   9.1.2.1  Biegeschnapparmverbindungen [de]
          •   9.1.2.2  Torsionsschnappverbindung [de]
          •   9.1.2.3  Ringschnapp- und Kugelgelenkverbindungen [de]
          •   9.1.2.4  Ringartige Schnappverbindungen [de]
          •   9.1.2.5  Alternative Möglichkeiten - Klipse [de]
        •   9.1.3  Grundlagen des Werkstoffverhaltens für Schnappverbindungen [de]
        •   9.1.4  Berechnungsgrundlagen für Schnappverbindungen [de]
          •   9.1.4.1  Schnapphaken [de]
          •   9.1.4.2  Torsionsschnapphaken [de]
          •   9.1.4.3  Ringschnappverbindung [de]
          •   9.1.4.4  Kugelgelenkverbindung [de]
        •   9.1.5  Dimensionierung von Schnappverbindungen mittels Software [de]
          •   9.1.5.1  SNAPS (BASF AG) [de]
          •   9.1.5.2  FEMSnap (Bayer Plastics) [de]
          •   9.1.5.3  FitCalc (Ticona) [de]
        •   9.1.6  Berechnungsergebnisse im Vergleich [de]
        •     Literatur Kapitel 9.1 [de]
      •   9.2  Schraubverbindungen [de]
        •   9.2.1  Direktverschraubungen durch gewindeformende Schrauben [de]
          •   9.2.1.1  Prinzip der Direktverschraubungen bei Thermoplast-Bauteilen [de]
          •   9.2.1.2  Schraubenvarianten und Domauslegung für Thermoplast-Direktverschraubungen [de]
            •   9.2.1.2.1  PT®- und Delta PT®-Schraube der Firma EJOT [de]
            •   9.2.1.2.2  Remform®-Schraube der Firma Arnold [de]
            •   9.2.1.2.3  AMTEC®-Schraube der Firma BÖLLHOFF [de]
            •   9.2.1.2.4  rs-Schrauben der Firma Betzer [de]
            •   9.2.1.2.5  STS®-/ STS®-plus-Schraube der Firma Schriever [de]
            •   9.2.1.2.6  Meplast 30-Schraube der Fa. A. Menschel [de]
            •   9.2.1.2.7  Ribe® Plastoform- und PR-Schraube der Firma Richard Bergner [de]
          •   9.2.1.3  Belastbarkeit und Prüfung von Direktverschraubungen [de]
            •   9.2.1.3.1  Einflüsse auf die Belastbarkeit [de]
            •   9.2.1.3.2  Erreichbare mechanische Belastbarkeit [de]
        •   9.2.2  Schraubverbindungen durch Gewindeeinsätze [de]
          •   9.2.2.1  Einbringen von Mould-in-Einsätzen [de]
          •   9.2.2.2  Einbringen von After-Moulding-Einsätzen [de]
            •   9.2.2.2.1  Kalteinpressen von Einsätzen [de]
            •   9.2.2.2.2  Einbringen von Spreitzeinsätzen [de]
            •   9.2.2.2.3  Warm- und Ultraschalleinbetten [de]
            •   9.2.2.2.4  Eindrehen mit Hilfe eines Außengewindes [de]
            •   9.2.2.2.5  Gewindeeinsätze als Blindnietmuttern [de]
            •   9.2.2.2.6  One-Shot-Verfahren für dünnwandige Strukturbauteile [de]
            •   9.2.2.2.7  Kleben von Gewindeeinsätzen [de]
          •   9.2.2.3  Belastbarkeit von Gewindeeinsätzen [de]
        •   9.2.3  Übersicht der verschiedenen Gewindeeinsatztypen [de]
          •   9.2.3.1  Mould-in-Einsätze [de]
          •   9.2.3.2  After-Mouldings [de]
            •   9.2.3.2.1  Gewindeeinsätze zum Kalteinpressen [de]
            •   9.2.3.2.2  Spreizeinsätze [de]
            •   9.2.3.2.3  Einsätze zum Warm-, Ultraschall-, und Induktiveinbetten [de]
            •   9.2.3.2.4  Gewindeeinsätze zum Eindrehen [de]
        •     Literatur Kapitel 9.2 [de]
      •   9.3  Schweißverbindungen [de]
        •   9.3.1  Überblick [de]
        •   9.3.2  Erwärmung durch innere und äußere Reibung [de]
          •   9.3.2.1  Ultraschallschweißen [de]
          •   9.3.2.2  Rotationsreibschweißen [de]
          •   9.3.2.3  Vibrationsschweißen [de]
        •   9.3.3  Erwärmung durch Strahlung [de]
          •   9.3.3.1  Laserstrahlschweißen [de]
        •     Literatur Kapitel 9.3 [de]
      •   9.4  Filmscharniere/Filmgelenke [de]
        •   9.4.1  Einleitung [de]
        •   9.4.2  Spritzgießgerechte Gestaltung [de]
        •   9.4.3  Kunststoffgerechte Gestaltung des Filmgelenks [de]
        •   9.4.4  Material [de]
        •   9.4.5  Berechnung [de]
          •   9.4.5.1  Berechnung der tatsächlichen Dehnung im Scharnier [de]
          •   9.4.5.2  Bestimmung der zulässigen Dehnung [de]
          •   9.4.5.3  Sicherheit von Filmgelenken [de]
        •   9.4.6  Beispiele [de]
        •     Literatur Kapitel 9.4 [de]
      •   9.5  Pressverbindungen [de]
        •   9.5.1  Einleitung [de]
        •   9.5.2  Übertragung von Kräften und Momenten [de]
        •   9.5.3  Werkstoffe für Pressverbindungen [de]
        •   9.5.4  Dimensionierung [de]
        •   9.5.5  Montage [de]
        •   9.5.6  Erhöhung der Verankerungsfestigkeit [de]
        •   9.5.7  Beispiele [de]
        •   9.5.8  Berechnung der Pressverbindung mittels Software [de]
        •     Literatur Kapitel 9.5 [de]
      •   9.6  Dichtungssysteme [de]
        •   9.6.1  Einleitung [de]
        •   9.6.2  Arten von Dichtungen [de]
        •   9.6.3  Erläuterung und Anwendung der Dichtungssysteme [de]
        •     Literatur Kapitel 9.6 [de]
    •   10  Simulationstechniken in der Kunststoffproduktentwicklung [de]
      •   10.1  Einführung und Übersicht zur Fertigungssimulation [de]
      •   10.2  Fertigungssimulation zur Absicherung der Produktentwicklung [de]
        •   10.2.1  Erzielbare Ergebnisse [de]
          •   10.2.1.1  Technische Fragestellungen [de]
          •   10.2.1.2  Wirtschaftliche Fragestellungen [de]
        •   10.2.2  Vorbereitungen einer Spritzgusssimulation [de]
          •   10.2.2.1  Aufbereitung der CAD-Daten [de]
          •   10.2.2.2  Materialinformationen [de]
          •   10.2.2.3  Prozessinformationen [de]
        •   10.2.3  Modellerstellung [de]
          •   10.2.3.1  Formteilgeometrie [de]
          •   10.2.3.2  Werkzeuggeometrie [de]
        •   10.2.4  Durchführung einer Simulation [de]
          •   10.2.4.1  Füllphase [de]
          •   10.2.4.2  Nachdruckphase [de]
          •   10.2.4.3  Verzugsanalyse [de]
      •     Literatur Kapitel 10.1 und 10.2 [de]
      •   10.3  Strukturmechanische Dimensionierung von Kunststoffbauteilen mittels Finite-Elemente-Berechnungen (FEM) [de]
        •   10.3.1  Allgemeine Einführung in die FEM [de]
          •   10.3.1.1  Einleitung [de]
          •   10.3.1.2  Was ist FEM? [de]
          •   10.3.1.3  Wurzeln der FEM [de]
          •   10.3.1.4  Konkrete Ergebnisse einer strukturmechanischen Berechnung mittels FEM [de]
        •   10.3.2  Theoretische Grundlagen der FEM [de]
          •   10.3.2.1  Grundlagen zur Vorgehensweise [de]
          •   10.3.2.2  Systematisches Grundprinzip einer FEM [de]
        •   10.3.3  Relevante Informationen zur Auswertung und allgemeine Vorgehensweise bei der Erzeugung von FEM-Modellen [de]
          •   10.3.3.1  Grundlagen aus der Mechanik [de]
          •   10.3.3.2  Übertragung der mechanischen Grundlagen auf die Größen in der FEM-Berechnung [de]
          •   10.3.3.3  Reflexion der Aufgabenstellung [de]
          •   10.3.3.4  Einlesen der CAD-Daten [de]
          •   10.3.3.5  Vernetzung [de]
          •   10.3.3.6  Rand- und Symmetriebedingungen [de]
          •   10.3.3.7  Definition des Lastfalles [de]
          •   10.3.3.8  Materialmodelle [de]
          •   10.3.3.9  Anisotropie [de]
          •   10.3.3.10  Qualitätskontrolle [de]
          •   10.3.3.11  Auslegungskriterien [de]
        •   10.3.4  Berechnungsbeispiel Getränkekasten [de]
          •   10.3.4.1  Reflexion des Modellaufbaus [de]
          •   10.3.4.2  Reflexion der Lastfälle [de]
          •   10.3.4.3  Berechnungsergebnisse [de]
        •   10.3.5  Optimierungsmöglichkeiten [de]
      •   10.4  Crash-Analysen [de]
      •     Literatur Kapitel 10.3 und 10.4 [de]
    •   11  Toleranzen von Kunststoffprodukten [en] [de]
      •   11.1  Toleranzproblematiken und -ursachen von Kunststoffprodukten [en] [de]
        •   11.1.1  Tabellarische Übersicht von Toleranzursachen bei Kunststoff-Formteilen [en] [de]
        •   11.1.2  Toleranzursachen bei der Herstellung von Kunststoffprodukten [en] [de]
          •   11.1.2.1  Einflussfaktor Werkstoff [en] [de]
          •   11.1.2.2  Einflussfaktor Konstruktion [en] [de]
          •   11.1.2.3  Einflussfaktor Werkzeug [en] [de]
          •   11.1.2.4  Einflussfaktor Herstellprozess [en] [de]
        •   11.1.3  Maß- und Gestaltänderung bei der Anwendung von Kuntstoffprodukten [en] [de]
          •   11.1.3.1  Einflussfaktor Temperatur [en] [de]
          •   11.1.3.2  Einflussfaktor Umgebungsmedium [en] [de]
          •   11.1.3.3  Einflussfaktor Nachschwindung [en] [de]
          •   11.1.3.4  Einflussfaktor mechanische Belastungen [en] [de]
          •   11.1.3.5  Einflussfaktor Verschleiß [en] [de]
      •   11.2  Toleranz- und Passungslehre [en] [de]
        •   11.2.1  Begriffsdefintionen [en] [de]
        •   11.2.2  Wichtige Toleranznormen für alle Werkstoffe, auch Kunststoffe [en] [de]
          •   11.2.2.1  Das werkstoffunabhängige ISO-Toleranzsystem [en] [de]
          •   11.2.2.2  Allgemeintoleranzen für Metallbauteile [en] [de]
      •   11.3  Toleranznormen für Kunststoffprodukte [en] [de]
        •   11.3.1  DIN 16 901 zur Tolerierung von Spritzgieß-, Spritzpräge-, Spritzpress- und Pressprodukte (von DIN zurückgezogen in 2009) [en] [de]
        •   11.3.2  DIN 16742 Kunststoff-Formteile - Toleranzen und Abnahmebedingungen [en] [de]
        •   11.3.3  Formulare zur Anwendung der DIN 16742 [en] [de]
      •     Literatur Kapitel 11 [en] [de]
    •   12  Kostenkalkulation [en] [de]
      •   12.1  Kalkulation der Herstellkosten spritzgegossener Formteile [en] [de]
        •   12.1.1  Einführung in die Kostenkalkulation [en] [de]
        •   12.1.2  Zusammensetzung der Herstellkosten [en] [de]
        •   12.1.3  Ermittlung von Einkaufspreisen durch Berücksichtigung von Gemeinkosten und Gewinnen [en] [de]
        •   12.1.4  Kalkulation mittels einer Excel-Datei [de]
          •   12.1.4.1  Allgemeines zur Excel-Datei [de]
          •   12.1.4.2  Tabellenblatt 1: Allgemeine Angaben [de]
          •   12.1.4.3  Tabellenblatt 2: Maschinenstundensatz [de]
          •   12.1.4.4  Tabellenblatt 3: Artikelkosten [de]
          •   12.1.4.5  Tabellenblatt 4: Abkühlberechnung [de]
          •   12.1.4.6  Tabellenblat 5: Artikelkosten-Übersicht [de]
        •   12.1.5  Kalkulation mit dem Online-Tool Artikelkalkulation [en] [de]
          •   12.1.5.1  Allgemeines zum Online-Tool Artikelkalkulation [en] [de]
          •   12.1.5.2  Bereich: Allgemeine Information [en] [de]
          •   12.1.5.3  Bereich: Herstellkosten des Spritzgießteils [en] [de]
          •   12.1.5.4  Bereich: Artikelkostenübersicht inklusive Gemeinkosten und Gewinn [en] [de]
          •   12.1.5.5  Bereich: Grafische Auswertung [en] [de]
          •   12.1.5.6  Umfangreiche Dokumentation der Ergebnisse [en] [de]
      •     Literatur Kapitel 12 [en] [de]
    •   13  Prototypen [de]
      •   13.1  Einführung [de]
      •   13.2  Rapid-Prototyping-Verfahren [de]
        •   13.2.1  Allgemeines [de]
        •   13.2.2  Stereolithografie (SLA) [de]
        •   13.2.3  Selektives Laser-Sintern (SLS) [de]
        •   13.2.4  Fused Deposition Modeling (FDM) [de]
        •   13.2.5  3 Dimensional Printing (3DP) [de]
        •   13.2.6  Laminated Object Manufacturing (LOM) [de]
      •   13.3  Spanende Bearbeitungsverfahren [de]
      •   13.4  Rapid-Tooling-Verfahren [de]
        •   13.4.1  Allgemeines [de]
        •   13.4.2  Silikon-Vakuumguss [de]
        •   13.4.3  Epoxydharzguss [de]
        •   13.4.4  3D Keltool/Course4Technology [de]
        •   13.4.5  Fräsen von Aluminiumwerkzeugen [de]
      •     Literatur Kapitel 13 [de]
    •   14  Versuch und Erprobung [de]
      •   14.1  Einführung und Beispiel-Liste [de]
      •   14.2  Umweltsimulation [de]
        •   14.2.1  Einleitung [de]
        •   14.2.2  Xenon-Test [de]
        •   14.2.3  Temperaturschock [de]
        •   14.2.4  Ozon-Klimaprüfschrank [de]
        •   14.2.5  Klimaprüfschrank mit Explosionsschutz [de]
        •   14.2.6  Sehr große Prüfkammern [de]
          •   14.2.6.1  XXL-Klimaschränke [de]
          •   14.2.6.2  Klimakammer für den Autotest [de]
      •     Literatur Kapitel 14 [de]
    •   15  Produktdokumentation und Produktumsetzung [de]
      •   15.1  Einführung [de]
      •   15.2  Erstellung der Produktionswerkzeuge [de]
      •   15.3  Werkzeugbemusterungen bis zum Serienanlauf [de]
        •   15.3.1  Vor der ersten Werkzeugabmusterung [de]
        •   15.3.2  Ablauf der ersten Werkzeugabmusterung [de]
        •   15.3.3  Qualitätsermittlung [de]
        •   15.3.4  Festlegung von Maßnahmen und Werkzeugkorrekturen [de]
        •   15.3.5  Weiter Bemusterungen sowie Bauteil- und Werkzeugfreigabe [de]
      •     Literatur Kapitel 15 [de]
    •   16  Methoden zur Produktentwicklung [de]
      •   16.1  Einleitung [de]
      •   16.2  Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) [de]
        •   16.2.1  Einführung [de]
        •   16.2.2  Unterschiedliche FMEA-Typen [de]
        •   16.2.3  Methodische Durchführung einer FMEA [de]
        •   16.2.4  Konstruktions-FMEA am Beispiel eines spritzgegossenen Kupplungspedals [de]
        •   16.2.5  Konstruktions-FMEA am Beispiel eines Rückflussverhinderers [de]
        •   16.2.6  Fehlerkatalog [de]
        •     Literatur Kapitel 16.1 -16.2 [de]
      •   16.3  QFD [de]
      •   16.4  Wertanalyse [de]
        •   16.4.1  Definition des Wertbegriffs und Ziel der Wertanalyse [de]
        •   16.4.2  Vorgehensweise bei der Wertanalyse [de]
        •   16.4.3  Beispiel - Wertanalyse einer elektrischen Zahnbürste [de]
        •     Literatur Kapitel 16.4 [de]

Funktions- und Maschinenelemente aus Kunststoffen

Prof. Dr.-Ing. Thomas Brinkmann, Dr. Sigrid Brinkmann, Katrin David, Thomas Haitzmann, Florian Riedl, Alexander Schadeck, Stefan Schildhauer, Philipp Schumacher, Michael Späth, Thomas Stampfl, Ferdinand Weber, Florian Willer, Elisabeth Winterstein
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Funktions- und Maschinenelemente aus Kunststoffen Fixierung der Hände und Arme bei Spielzeugfiguren mittels Ringschnappverbindung

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aus dem Inhalt:

(Details des Kapitels siehe auch Inhaltsverzeichnis links)

Schnappverbindungen richtig dimensionieren

Schnappverbindungen sind bei Kunststoffbauteilen aufgrund der hohen Wirtschaftlichkeit die am häufigsten gewählte Verbindungsart. Es existieren deshalb Erfahrungen in der Auslegung und Gestaltung von Schnappverbindungen. Dennoch treten immer wieder Brüche, Risse oder Überdehnungen auf, die oft auf Konstruktionsfehler zurückzuführen sind. Häufig sind die individuellen Besonderheiten der Konstruktion bei der Dimensionierung nicht berücksichtigt worden.

  • Ausführungsarten

- Biegeschnapparmverbindungen
- Torsionsschnappverbindungen
- Ringschnapp- und Kugelgelenkverbindungen
- Ringartige Schnappverbindungen
- Alternative Möglichkeiten – Klipse

  • Grundlagen des Werkstoffverhaltens für Schnappverbindungen
  • Berechnungsgrundlagen für Schnappverbindungen

- Schnapphaken
- Torsionsschnapphaken
- Ringschnappverbindung
- Kugelgelenkverbindung

  • Dimensionierung von Schnappverbindungen mittels verschiedener Software-Programme und deren Vergleich

Schraubverbindungen - Gewindeeinsätze

Bei den Schraubverbindungen von Kunststoffbauteilen unterscheidet man zwei Methoden, die Direktverschraubung mit gewindeformenden Schrauben und die Verwendung von Gewindeeinsätzen. Die Direktverschraubungen stellen die kostengünstigste Verbindungsart innerhalb der Schraubverbindungen dar. Können die Anforderungen mit diesen nicht erfüllt werden, bietet sich die Verwendung von Gewindeeinsätzen an.

Artikel umfangreich erweitert, Juni 2009

Dieser Artikel gibt eine Übersicht über Direktverschraubungen und über Gewindeeinsätze. Es wird ein Überblick über die Schrauben der verschiedener Hersteller gegeben und die Belastbarkeit von Schrauben diskutiert.
Weiterhin wird die Dimensionierung von Gewindeeinsätzen dargestellt und zugehörige Kennwerte vorgestellt. In einer Übersicht über die unterschiedlichen Gewindeeinsatztypen werden diese tabellarisch nach Typ, Art, Eignung, erhältlichen Größen, Werkstoff und Bezugsquelle aufgelistet und mit einer Skizze oder einem Foto des Einsatzes illustriert.

  • Schraubverbindungen

- Direktverschraubungen durch gewindeformende Schrauben
- Prinzip der Direktverschraubung bei Thermoplast-Bauteilen
- Schraubenvarianten und Domauslegung für Thermoplast-Direktverschraubungen
- PT®- und Delta PT®-Schraube der Firma EJOT
- Remform®-Schraube der Firma Arnold
- AMTEC®-Schraube der Firma BÖLLHOFF
- rs-Schrauben der Firma Betzer
- STS®-/ STS®-plus-Schraube der Firma Schriever
- Meplast 30-Schraube der Fa. A. Menschel
- Ribe Plastoform- und PR-Schraube der Firma Richert Bergner
- Belastbarkeit und Prüfung von Direktverschraubungen
- Einflüsse auf die Belastbarkeit
- Erreichbare mechanische Belastbarkeit

  • Schraubverbindungen durch Gewindeeinsätze

- Einbringen von Mould-in-Einsätzen
- Einbringen von After-Moulding-Einsätzen
- Kalteinpressen von Einsätzen
- Einbringen von Spreizeinsätzen
- Warm- und Ultraschalleinbetten
- Eindrehen mit Hilfe eines Außengewindes
- Gewindeeinsätze als Blindnietmuttern
- One-Shot-Verfahren für dünnwandige Strukturbauteile
- Kleben von Gewindeeinsätzen
- Belastbarkeit von Gewindeeinsätzen

  • Übersicht der verschiedenen Gewindeeinsatztypen

- Mould-in-Einsätze
- After-Mouldings
- Gewindeeinsätze zum Kalteinpressen
- Spreizeinsätze
- Einsätze zum Warm-, Ultraschall- und Induktiveinbetten
- Gewindeeinsätze zum Eindrehen

Verbindungen mit Schweißverfahren realisieren

Immer da, wo mechanische Fügeverfahren, wie z.B. Schnapp- oder Schraubverbindungen, oder mögliche Klebeverbindungen ästhetische, funktionelle oder auch finanzielle Anforderungen nicht erfüllen, sollten Sie Schweißverbindungen zum Fügen von Kunststoffbauteilen In Erwägung ziehen.

Schweißverbindungen erfordern immer Investitionen in Einrichtungen zur Erzeugung der notwendigen Schmelzwärme. Bei manuellen Schweißverfahren sind die Investitionen gering, bei automatisierten Großserienverfahren sind die Anschaffungskosten signifikant. Verschaffen Sie sich einen Überblick über die wichtigsten Schweißverfahren und ihre Einsatzmöglichkeiten nach wirtschaftlichen und technologischen Gesichtspunkten.

  • Überblick
  • Erwärmung durch innere und äußere Reibung
  • Erwärmung durch Strahlung
- Ultraschallschweißen
- Rotationsreibschweißen
- Vibrationsschweißen

Filmscharniere richtig dimensionieren

Sollen zwei Kunststoffteile beweglich verbunden werden, liegt es nahe, die Integralbauweise des Kunststoffes auszunutzen. Das Ziel ist, nur ein einziges Bauteil fertigen zu müssen und die Montagekosten zu sparen. Eine hierzu häufig eingesetzte Verbindungsart ist das Filmscharnier, das auch oft als Filmgelenk bezeichnet wird. Zu den Vorteilen dieser Verbindungsart zählen: Hohe Lebensdauer bei geringen Herstellkosten, Integrale Bauweise, Montage entfällt. In dem Beitrag   kunststoffgerechte Gestaltung der Filmscharniere erläutert und Beispiele berechnet.:

  • Gestaltung
  • Berechnung
  • Beispiele

Pressverbindungen

Durch Pressverbindungen können unterschiedliche Funktionselemente einfach und kostengünstig zusammengefügt werden.

In dem Online-Lesen-Beitrag wird auf die Grundlagen, die Werkstoffe und die maßgebenden Größen für die Auslegung, wie Haftreibungszahl µ, das Übermaß Ü und der Relaxationsmodul Er eingegangen. Außerdem werden die Dimensionierung und konstruktive Maßnahmen erläutert. Anhand von Beispielauslegungen kann der Anwender die Berechnungen selbst nachvollziehen.

  • Einleitung
  • Übertragung von Kräften und Momenten
  • Werkstoffe für Pressverbindungen
  • Dimensionierung
  • Montage
  • Erhöhung der Verankerungsfestigkeit
  • Beispiele
  • Berechnung mit Berechnungstool der Fa. Ticona

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