Thomas Mitterlehner,
"Auslegung und Charakterisierung additiv gefertigter Formeinsätze für Spritzgießwerkzeuge"
, Johannes Kepler Universität Linz, 7-2020
Original Titel:
Auslegung und Charakterisierung additiv gefertigter Formeinsätze für Spritzgießwerkzeuge
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Im Zuge der Dissertation wurde die additive Fertigung von Formeinsätzen aus Polymerwerkstoffen für die Kleinserienfertigung sowie die additive Fertigung von Formeinsätzen aus Metallwerkstoffen zur Steigerung der Temperierqualität untersucht. Schritt für Schritt wurde dabei die jeweilige Prozesskette durchwandert und analysiert. Als erstes Themengebiet wurde die Anwendung von additiv gefertigten Formeinsätzen aus Polymerwerkstoffen behandelt und hierbei das thermische Verhalten während des Spritzgießens, die effektive Temperaturleitfähigkeit zur Abschätzung der Kühlzeit, die Standzeit, die resultierende Morphologie und das mechanische Verhalten der hergestellten Kunststoffbauteile analysiert. Untersucht wurden Formeinsätze, welche mit den Verfahren Stereolithografie (SLA), Selektivem Lasersintern (SLS) und Materialextrusion (FFF) und konventionellem Fräsen (Benchmark Aluminium und Stahl) hergestellt wurden. In einem zweiten Themengebiet wurden zunächst verschiedene Temperierkanalquerschnitte in Bezug auf deren Temperierqualität evaluiert und anschließend mit einem ausgewählten Temperierkonzept ein Spritzgießwerkzeug hergestellt. Im Zuge der Konstruktion wurde ein definierter Ablauf zur effizienten Auslegung von Temperierkanälen erstellt, in welchem die thermischen und mechanischen Auslegungsschritte gekoppelt betrachtet wurden.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englische Kurzfassung:
In the course of this dissertation, the additive manufacturing of mould inserts made of polymer materials for small series production and the additive manufacturing of mould inserts made of metal materials to increase the temperature control quality were investigated. Step by step the injection moulding process chain was proceeded and analysed. At first, the application of additive manufactured mould inserts made of polymer materials was observed. The thermal behaviour during injection moulding, the effective thermal diffusivity for estimating cooling times, the durability, the resulting morphology and the mechanical behaviour of the injection moulded plastic components were analysed. Mould inserts which were produced with the methods Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Fused Filament Fabrication (FFF) and conventional milling (benchmark) were examined. In a second topic area, different tempering channel cross-sections were first evaluated with respect to their tempering quality and then an injection mould was produced with a selected tempering concept. In the course of the design process, a defined sequence for the efficient design of cooling channels was created, in which the thermal and mechanical design steps were considered in combination.