Maßhaltigkeit von Kunststoff-formteilen

Maßhaltigkeit von Kunststoff-formteilen

– Toleranzbewusste Produktgestaltung in der Kunststofftechnik

• Grundlagen einer funktions- und kostenbewussten Tolerierung

• Kunststofftechnische Grundlagen für die Maßtolerierung

• Normungsvorschlag als Ersatz für DIN 16901

• Toleranzbewusste Gestaltung von Kunststoff-Formteilen vor dem Hintergrund moderner Entwicklungstechnologien

Bei der Gestaltung von Kunststoff-formteilen überzogene Forderungen und unnötige „Angst-Toleranzen“ vermeiden

Programm

1. Seminartag, Beginn 9.00 Uhr

Prof. Bernd-Rüdiger Meyer

Grundlagen der Normung

– Internationale, regionale und nationale Normung (DIN, DIN-EN, DIN-EN-ISO und DIN-ISO) und Annahmeverfahren – Rechtsverbindlichkeit und Produkthaftung – Geometrische Produktspezifikation (GPS-Normen, ISO 14638)

Maßtoleranzen und Passungen

– Interpretation eines Maßes, Geometrieelemente (DIN EN ISO 14660), dimensionelle Tolerierung (DIN EN ISO 14405-1) – Allgemeintoleranzen und Maßtolerierung durch Abmaße – ISO-Maßtoleranzsystem (DIN ISO 286 und Vergleich mit der neuen DIN EN ISO 286) – Spiel-, Übergangs- und Übermaßpassung, Passungssysteme, Passungsberechnung

Mittagspause

Grundlagen einer funktions- und kostenbewussten Form- und Lagetolerierung

– Tolerierungsgrundsätze: Unabhängigkeitsprinzip (DIN ISO 8015), Hüllprinzip (DIN 7167) und Zusammenhang mit der neuen DIN EN ISO 14405-1 – Normgerechte Eintragung und Interpretation von Formtoleranzen gemäß DIN EN ISO 1101 und DIN ISO 1660 (Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylinderform, Linien- und Flächenprofil) – Bezüge und Bezugssysteme (DIN EN ISO 5459) – Normgerechte Eintragung und Interpretation von Lagetoleranzen gemäß DIN EN ISO 1101, DIN EN ISO 5458 (Parallelität, Rechwinkligkeit, Neigung, Position, Symmetrie, Koaxialität, einfacher Lauf und Gesamtlauf) – Allgemeintoleranzen für Form und Lage – Toleranzen und Kosten

Pause

Dirk Falke

Allgemeine Grundsätze der Formteilentwicklung

– Charakterisierung der Kooperationspartner – Begriffsbestimmung zum Kunststoffteil – Einordnung der Werkzeuge

Prof. Bernd-Rüdiger Meyer

Maßbezugsebenen für Fertigung und Anwendung der Formteile

– Maßverschiebungen und Maßtoleranzen – Haupteinflussfaktoren bei der Anwendung der Formteile – Abnahme- und Anwendungsbedingungen

Ende des 1. Seminartags gegen 17.30 Uhr

2. Seminartag, Beginn 9.00 Uhr

Dirk Falke

Aktuelle Schwachstellen und Grundsätze der Formteiltolerierung

– Toleranzfeldlagen – Verzug von Kunststoffteilen – Festlegung der Schwindung

Entformungsschrägen, Maßarten und Maßvorhaltungen

– Werkzeuge sind Unikate – Hinweise zu Entformungsschrägen – Werkzeuggebundene / nichtwerkzeuggebundene Maße – Werkzeugkonzeption – Werkzeugkonstruktion

Prof. Bernd-Rüdiger Meyer

Toleranzarten und Haupteinflussfaktoren

– Direkte und indirekte Längenmaßtolerierung – Besonderheiten der Form-, Lage- und Winkelabweichungen – Formteiloberflächenqualität

Ursachen und Einflussfaktoren für Maß- und Gestaltabweichungen

– Hauptursachen für Maßabweichungen – Hauptursachen für Form-, Lage- und Winkelabweichungen

Mittagspause

Ursachen und Beeinflussbarkeit der Verarbeitungsschwindung und Anisotropie

– Grundlagen und Begriffsdefinition – Einfluss von Verarbeitungsschwindung und Anisotropie auf die Fertigungsgenauigkeit – Physikalische Ursachen und deren Tendenzen bei der Fertigung – Schwindungsanisotropie und Formteilverzug

Normungsvorschlag als Ersatz für die zurückgezogene DIN 16901

– Toleranzgruppendefinition und Grundtoleranzgrade – Konzeption und Geltungsbereich – Verfahrens- und Werkstoffeinfluss – Einbeziehung der Werkzeugkonturtoleranzen

Demonstrationsbeispiele

Prof. Bernd-Rüdiger Meyer / Dirk Falke

Methodik zur Bestimmung der anwendungsbedingten Maßverschiebung (Computerdemonstration)

Aktueller Stand der Normungsaktivitäten zum Ersatz der DIN 16901

Ende des Seminars gegen 17.30 Uhr

Zum Thema:

Die Anzahl von Kunststoff-Formteilen nimmt in der technischen Produktentwicklung stetig zu. Viele Konstrukteure sind jedoch mit einer toleranzbewussten Produktgestaltung überfordert, da sie häufig noch „in Metall“ denken und somit gegen grundlegende Konstruktionsregeln für Kunststoff-Formteile verstoßen.

Die Folgen sind unter anderem unnötig hohe Genauigkeiten („Angst-Toleranzen“) und somit einerseits hohe Kosten ohne nennenswerte Steigerung der Produktqualität. Andererseits kann dies Rechtstreitigkeiten zwischen Kunde und Lieferanten zur Folge haben, da die geforderten Toleranzen vielfach nicht eingehalten werden können.

Weiterhin werden werkstoffspezifische Besonderheiten von Kunststoffen, wie zum Beispiel die Maß- und Formänderung durch Wasseraufnahme oder Temperatureinflüsse bei der Produktentwicklung nicht berücksichtigt. Vielfach ist auch nicht hinreichend bekannt, dass eine Reihe grundlegender Normen wie zum Beispiel DIN 16901 zurückgezogen wurden.

Es gilt aber auch für Kunststoff-Formteile der alte Leitsatz: „Produziere nur so viel Qualität, wie der Kunde auch bereit ist zu bezahlen“. Kunststoffgerechtes Konstruieren, Tolerieren und auch das Fertigen sollten die Grundlage des gesamten Entwicklungs- und Produktionsprozesses sein. Hieraus ergeben sich beispielhaft einige grundsätzliche Leitlinien:

• Kunststoff-Formteile erfordern aufgrund nicht vermeidbarer, material- und prozessbedingter Schwindungsstreuungen deutlich größere Toleranzen im Vergleich zu spanend bearbeiteten metallischen Werkstücken.
• Die Frage, ob die geforderten Toleranzen eingehalten werden können, hängt in erheblichem Maße von der zu tolerierenden Bauteilabmessung ab.
• Der Konstrukteur muss verfahrenstechnisch unterschiedliche Toleranzwerte für werkzeuggebundene Maße und nicht werkzeuggebundene Maße vorsehen.

Referenten:
Prof. Dipl.-Ing. Bernd-Rüdiger Meyer, Fürstenwalde

Dipl.-Ing. Dirk Falke, Ingenieurbüro Falke, Gutachter, Sukow