Untersuchungen zur Dehnrheologie und Verarbeitbarkeit von Halbzeugen beim Thermoformen sowie Simulation und Optimierung der Umformphase

Detrois, Christian; Haberstroh, Edmund

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-893

Untersuchungen zur Dehnrheologie und Verarbeitbarkeit von Halbzeugen beim Thermoformen sowie Simulation und Optimierung der Umformphase

Detrois, Christian (Author)

2001

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Christian Detrois

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

UmfangII, 149 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Haberstroh, Edmund (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-01-08

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-893
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62012/files/Detrois_Christian.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Technische Chemie (frei) ; Thermoplast (frei) ; Thermoformen (frei) ; Halbzeug (frei) ; Verarbeitungseigenschaft (frei) ; Dehnung (frei) ; Rheologie (frei) ; Rheologische Eigenschaft (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 660

Kurzfassung
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss des rheologischen Materialverhaltens auf die Qualität sowie mit der Berechnung und Optimierung der Wanddickenverteilung thermogeformter Bauteile. Dazu wird die Methode des Membrane-Inflation Rheometers weiter entwickelt. Mit diesem Versuchsaufbau werden thermoplastische Probekörper in einem für die Umformprozesse relevanten Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich unter äquibiaxialer Deformation umgeformt. Die rheologischen Eigenschaften verschiedener Thermoformhalbzeuge werden mit der Qualität von Thermoformbauteilen korreliert. Das rheologische Verhalten wird zudem genutzt, um viskoelastische Materialmodelle zu kalibrieren. Die so gefundenen Materialkonstanten werden für die Finite-Elemente-Simulation des Umformschrittes beim Thermoformen verwendet. Basierend auf der Simulation des Umformschrittes beim Thermoformen wird ein Optimierungsalgorithmus vorgestellt, der automatisch diejenige Temperaturverteilung im Halbzeug berechnet, die benötigt wird, um ein Bauteil mit möglichst einheitlicher Wanddickenverteilung zu erhalten. Für zwei Bauteile wird eine Vergleichmäßigung der Wanddickenverteilung erzielt gegenüber einer Prozessführung mit konstanter Halbzeugtemperatur.

This thesis focuses on the influence of the material rheology on the quality and the prediction and optimisation of the wall thickness distribution of thermoformed parts. In particular, the technique of the Membrane-Inflation Rheometer was improved. In this rheological test thermoplastic samples are deformed in an equibiaxial strain mode under process relevant conditions for temperature and strain rate. The rheological properties of thermoforming sheets were correlated with the quality of thermoformed parts. The rheological data was additionally used to calibrate a viscoelastic material model. The material constants are used as input for Finite-Element-Analysis of the deformation step in the thermoforming process. Based on the simulation of deformation in the thermoforming process, an optimisation algorithm is presented, which is used to calculate the temperature distribution in the thermoforming sheet to obtain the most even final wall thickness distribution. For different thermoforming parts an improvement of the final wallt hickness distribution could be achieved.

OpenAccess:
PDF
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