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Browsing Buch by Department "Fraunhofer IVV, Institutsteil Verarbeitungstechnik"
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Publication Hochgeschwindigkeits Impuls Schweißen von Kunststofffolien (HIS)Hochgeschwindigkeitsprozesse spielen in der technischen Produktion eine zunehmend wichtige Rolle. Grundlage für technologische Nutzung von Hochgeschwindigkeitsimpulsen ist das dissipative Verhalten von Werkstoffen. Bewegungsenergie, welche durch einen makroskopischen Formänderungsimpuls hervorgerufen wird, wird durch Reibvorgänge im Inneren des Materials in Wärmeenergie umwandelt. Durch die geringe zeitliche Ausdehnung des Impulses wird der Austausch der entstehenden Wärme mit der Umgebung fast vollständig unterbunden (adiabatischer Prozess), was zu prozessrelevanten Erwärmungen (z.B. Schmelztemperatur) führt. Besonders in der Metallbearbeitung bei der spanenden Bearbeitung, aber auch beim Trennen, Fügen und Umformen wurden diesbezüglich zahlreiche technologische Grundlagen entwickelt. Materialerwärmung infolge dissipativer Eigenschaften treten aber auch in polymeren Werkstoffen auf und werden beispielsweise beim Ultraschallschweißen genutzt. Hier ist allerdings aufgrund der üblichen Prozesszeiten ein Austausch der dissipativ erzeugten Wärme mit der Umgebung möglich. Gestützt auf das grundsätzliche Verhalten thermoplastischer Kunststoffe und der Möglichkeit, durch einen kurzen Impuls einen adiabatischen Prozess erzeugen zu können, ergibt sich folgender innovativer Ansatz zum Verschweißen von Kunststofffolien. Eine bewegliche Schweißbacke (Impulshammer) trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die gegenüberliegende Schweißbacke (Amboss) auf und setzt dadurch in zwei dazwischenliegenden Kunststofffolien schlagartig Wärme frei, welche zum Verschmelzen beider Folien im Kontaktbereich führt. Der Schlagimpuls kann zusätzlich zum Trennen der Folien an der Schweißnaht genutzt werden. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Schnittgeschwindigkeitseinfluss beim Schneiden von EdelstahlMit der Einführung des Hochgeschwindigkeitsscherschneidens (HGSS) in die Blechbearbeitung rückt der Prozessparameter Schneidgeschwindigkeit zur Beeinflussung der Schnittkantenqualität in den Vordergrund. Aufgrund der bisher geringen industriellen Verbreitung und entsprechend fehlender Erfahrungswerte bestand hinsichtlich der Ermittlung und Systematisierung optimaler Werkzeug- und Prozessparameter Forschungsbedarf. Insbesondere bei Edelstahlwerkstoffen, welche beim Scherschneiden geringe Schnittflächenqualitäten, starke Gratbildung und hohe Werkzeugbelastungen aufweisen, ist der Einfluss einer hohen Schneidgeschwindigkeit als vielversprechender Ansatz zur Steigerung der Bauteilqualität betrachtet worden. Innerhalb der Projektlaufzeit konnten durch Variierung zahlreicher Schneidparameter wesentliche Einflussgrößen auf Qualität und Geometrie der Schnittflächen herausgearbeitet und dargestellt werden. Daraus konnten entsprechende phänomenologische Ansätze abgeleitet werden, welche unter Beachtung bestimmter Rahmenbedingungen verallgemeinert, d.h. auf andere Stahlwerkstoffe übertragen werden können. Der Einfluss der Schneidgeschwindigkeit auf geometrische Schnittkanteneigenschaften wie Einzug, Glattschnittanteil, Schnittgrat usw. fällt dabei im betrachteten Blechdickenbereich bis 1,5 mm relativ gering aus, ist aber hinsichtlich nichtgeometrischer Schnittkanteneigenschaften (Randverfestigung) bei allen untersuchten Werkstoffdicken hoch. Durch die systematische Untersuchung der nachgelagerten Umformoperation "Kragenziehen" konnte generell der Einfluss des Vorlochens auf die Kragenqualität verdeutlicht werden. Durch die gezielte Verringerung der Kaltverfestigung im Schnittkantenbereich (z.B. durch hohe Schneidgeschwindigkeit, scharfe Schneidkanten, großen Schneidspalt) wurde eine Erweiterung des Prozessfensters d.h. eine verringerte Neigung zu Rissbildung im Randbereich erzielt. Weiterhin wurden Untersuchungen zum Scherschneiden bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/s mit den Schmierstoffen "Raziol CLF 125 F" und "Raziol" im Vergleich zum Schneiden ohne Schmierstoff durchgeführt. Hierbei zeigten sich hinsichtlich geometrischer Kenngrößen an den Schneidflächen keine signifikanten Unterschiede. Mit Hilfe der gewonnenen experimentellen Erkenntnisse konnten Anwendungsrichtlinien erstellt werden, mit denen es möglich ist, bedarfsgerecht Einfluss auf bestimmte Schnittflächenkenngrößen auszuüben.