Komplexe Mikro- und Makro- Kunststoffbauteile bisher ohne umsetzbare Normen aber mit zunehmend höheren Anforderung „An der EDV Computer unterstützten Toleranz- Auswahl und der Computer Tomographie Toleranz- Kontrolle, geht in Zukunft, kein Weg vorbei“ Otto Altmann, ASK- Altmann, Reit im Winkl 3. Hachtel Technologietag am 03. Dezember 2015 Hammerschmiede, Königsbronn HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Adaptive, durchgängige Entwicklung und Kunststoff- Bauteile Herstellung „Der Weg, für hoch- qualitative Kunststoff- Bauteile mit EDV- unterstützen, adaptiven, interaktiven Systemen“ WerkstoffDatenblätter Lastenheft, Anforderungen, Funktion Einzel- Bauteile und Montage- Gruppen Achtung: BASIS ToleranzVorschlag aus der EDV- Datenbank Keine DatenblattKennwerte für die Auslegung nutzten für alle nachfolgenden Bauteile Schritte CAD- Konstruktion Exakte WerkstoffAngaben mit Füllstoffart und Anteilen in Vol.-% Bauteile- Funktionsabgestimmte reale und abgeminderte Kennwerte EDV- unterstützte, wirtschaftliche und umsetzbare Toleranz- Auswahl Ausreichend feine CAE- Netze abgestimmt mit den Toleranzen Zeichnungs- Angabe aller Bauteile- / System relevanten Toleranzen mit Maß- Ketten EDV- unterstütztes (CAE)- Engineering mit Simulation und Berechnungen Interaktive Festlegung der Werkzeug- Abnahme nach CAD Basis Prozess- Abnahme Kennwerte Interaktiver ZeichnungsToleranz- Eintrag Änderungen möglich 3D- CAD- WerkzeugKonstruktion, mit Toleranz-/ OberflächenGüte Angaben Interaktive, adaptive Computer Thermographie, EDV unterstützte Maß- und Toleranz- Bestimmung System Interaktives, adaptives Produkt- Planungs- (EDV- PPS) und Qualitätssicherung (QAE) System ohne direkten Eingriff von außen (für erforderliche Korrekturen zulässig!) HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Ausgangs- Situation: Toleranzen bei der Bauteile Vermessung von Mess- Dienstleistern Messwert- Aussage- Fehler bis zu 2,55 % Resümee, Andreas Kleinfeld- HACHTEL Beauftragte Mess- Berichte von verschiedenen MessDienstleistern im Vergleich, (mit gestempelter Zeichnung), liefern keine gesicherte Aussage über das tatsächlich vorliegende Maß. (viel „Raum für Diskussionen“) Die „Toleranz- Fehler- Kette“ setzt sich neben den Toleranz- Vorgaben, auch an dieser Stelle fort Literatur: Andreas Kleinfeld, HACHTEL- 8. ASK Kunststoff- Pumpen Forum 2015 HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Beispiel für die durchgängige, adaptive Kunststoff- Bauteile System- Technologie von der CAD- über das Engineering bis zur Bauteile CT- Abnahme HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Erforderliche Nomen für die Kunststoff verarbeitende Industrie Kunststoff- Bauteile- Baugrößen- Norm Gruppen- Einteilung Genormte Bauteile- Maß-, Gewichts- oder Volumen- Definitionen fehlen Kunststoff Makro Bauteile Kunststoff Mikro Bauteile Kunststoff Nano Bauteile < 6 mm bis > 1000 mm < 0,01 bis 6,0 mm < 0,0001mm bis 0,01 mm Mindestens, erforderliche DIN und internationale Kunststoff- Technologie- Normen Grenz- Maß- Toleranzen DIN 16742 Grenz- Maß- Toleranzen DIN XXXXX ? Grenz- Maß- Toleranzen DIN XXXXX ? Normen für Maß-Ketten Din XXXXX ? Normen für Maß-Ketten Din XXXXX ? Normen für Maß-Ketten Din XXXXX ? Form-und Lage- Toleranzen DIN XXXXX ? Form-und Lage- Toleranzen DIN XXXXX ? Form-und Lage- Toleranzen DIN XXXXX ? Oberflächengüte. Rauigkeit DIN XXXXX ? Oberflächengüte. Rauigkeit DIN XXXXX ? Oberflächengüte. Rauigkeit DIN XXXXX ? Die zuständigen Kunststoff- Norm- Fachgruppen, haben auf die Entwicklungs- Fortschritte und Veränderungen, der letzten 30 Jahre kaum reagiert Ablauf- und organisatorische Veränderungen sind dringend erforderlich! Der VDI und andere Fach- Verbände, erstellten bereits entsprechende Vorschläge Alle rot umrandeten Normen für die Kunststoff- Industrie fehlen im Moment HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Beispiele FORM-/LAGE- Toleranzen A. FORMTOLERANZEN Geradheit Ebenheit Rundheit Zylinderform Linienform Flächenform B. LAGETOLERANZEN Ortstoleranzen Position Konzentrizität Symmetrie Richtungstoleranzen Parallelität Rechtwinkeligkeit Neigung / Winkel Lauftoleranzen Rundheit Planlauf Diese und andre Angaben und Zeichen, nutzen Sie häufig in Ihren Zeichnungen und Bauunterlagen ! Welche Normen, die nicht orientiert an andere Werkstoffen, wie z.B. Metallen und Keramik sind, nutzen Sie und welche Kennwerte setzen Sie ein ? HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Aktueller Stand für Kunststoff- Makro- Toleranz- Analysen 20 Jahre auf dem Gebiet der Kunststoff Bauteile Toleranz Analysen, tätig Mögliche mathematische Funktionen mit Kurven vom „0 mm“ aus, ohne Sprungstellen Exakte Bestimmung der zulässigen Toleranz für „jedes Nennmaß“ Übliches Szenario, bei den DIN 16901 bzw. DIN 16472- Toleranz- Diskussionen Häufig werden zu kleine Toleranzen von Kunden gefordert, ohne den finanziellen Mehraufwand für diese zum Teil, unsinnig, hohen Forderungen zu begleichen Auftrags- Toleranz- Vor- Analysen sind „überlebens- wichtig“ Zulieferindustrie- Szenario 2015Wir können für jeden PolymerWerkstoffe mit den Füll- und VerstärkungsWerkstoffen über unsere ASKTOLSYS- EDVProgramme relativ preiswert berechnen, was aktuell technisch umsetzbar ist. Nehmen Sie keinen Auftrag an, der für Ihre Firma ruinös werden kann ! HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Einfluss der Füll- und Verstärkungs- Werkstoff- Anteile (Art und Vol.-%) in Kunststoff- Bauteilen auf die Toleranz- Aussage Auf diesen extrem wichtigen Punkt wird in der neuen DIN 16472 nur unzureichend eingegangen Werden z.B. Diese wichtigen Toleranz- Einfluss Faktoren nicht berücksichtigt, kommt es zu erheblichen ToleranzFehler Aussagen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Wenn ein Maß einmal nicht stimmt- Nutzung- „System gleicher Schwindung“ Kann eine EDV- Auswertung nach dem „ System gleicher Schwindung“ mit verschiedenen Füllstoffarten und Anteilen für die Korrektur des Werkzeuges verwendet werden, ohne das Werkzeug zu ändern! Dieses System ist, in den vertretbaren Grenzen , auch einsetzbar, wenn für ein bereits fertig gestelltes Werkzeug das Tragverhalten, das Gewicht und die Werkstoff- Kosten geändert werden müssen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Technologie- Fortschritte und Einfluss für Makro- und Mikro-Toleranzen, in den letzten 20 Jahren und damit mögliche kleinere Bauteile- Toleranzen Sehr klein gewählte Toleranzen, kosten Geld, was in der Kalkulation berücksichtigt werden muss 1995 HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Selbst für Makro Bauteile mit Maßen > 35 mm werden Toleranzen von 0,1% vom Nennmaß erreicht. Aktuelle Toleranz- Mindest- Vorgabe 0,25 % vom Nennmaß Auf die positiv veränderten Herstell- Bedingungen wird in den Normen nicht eigegangen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Beispiel- Toleranz- Auswahl für einen LEGO- Baustein Die Toleranz- Auswahl erfolgte nach der vollkommen ungeeigneten DIN ISO 2768-1 HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Beispiel für die Auswirkung der fehlenden Normen für die Industrie HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Die Verarbeitungs- Hilfsmittel und Werkzeug- Technologien, haben in den letzten 20 Jahren enorme Fortschritte gemacht, auf die, in der Toleranz-Normung nicht eingegangen wurde Kleine KunststoffBauteile erfordern neue Technologien HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Technologie- Fortschritt für Spannelemente, Bearbeitungs- Verfahren und die Oberflächen für die Herstellung von Mikro- Technologie- Werkzeugen als Basis für Mikro – Kunststoff- Bauteile Die Toleranz- Normung ist diesem Technologie- Trend nicht gefolgt! HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Toleranz- zeitlicher Vergleich für den Such- Aufwand mit verschiedene Methoden Der relativ teure CAD- Arbeitsplatz wird verlassen, um Toleranzen zu suchen. Verlust, mehre Mrd. Euro/Jahr Literatur: Altmann O, Wirth H, Wöllmer A (2004) Toleranzen für jedes Maß 2/2004, Carl Hanser Verlag München, S.62-64 HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK ASK- Modell für einen Ergänzungs- Modul in CAD- Programmen für die interaktive ToleranzAuswahl und die wichtigsten Konstruktions- Kennwerte und Vorgaben HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Methode für eine wirtschaftliche Toleranz- Auswahl für alle System- Maße in einer Zeichnung über Formeln und Kurven variabel einstellbare Toleranz- Tabellen für relevante Werkstoffe Mit der exakten Angabe des Werkstoffes (Kunststoff) im Zeichnungsfeld, sucht sich das EDV- System, interaktiv alle zulässigen Toleranzen. Der Konstrukteur trägt in eine Toleranztabelle die gewünschte Toleranz in % vom Nennmaß ein und erstellt eine Tabelle für alle System- Maße 0,03 0 HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Detail Analyse Toleranz- Such- Aufwand mit verschiedenen Methoden für 15 Maße Zukünftiges Ziel, für die Toleranz- Suche ca. 30 Sekunden pro Toleranz HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Aktueller Stand für Kunststoff- Mikro- Toleranz- Analysen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK ASK- Toleranz- Gruppen Definitionen (Kurven und Formeln) für Kunststoff- Mikro- Bauteile HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK VDI/VDE/IT Darstellung Kunststoffe sind inzwischen, eine der wichtigsten Werkstoffe für Mikro- Strukturen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Beispiel für die industrielle Bedeutung und das Markt- Volumen der Mikro- Strukturen Nachdem die Grundlagen über BMFT- Förderungen geschaffen sind ist die industrielle Umsetzung der nächste Schritt Ohne Kunststoffe nicht möglich! Im Moment, behelfen sich die Firmen mit internen Mikro- Toleranz- Vorgaben, da es der DIN bisher versäumt hat diese wichtige Toleranz- Norm zu erstellen HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK Die meisten Kunststoff- Bauteile werden zu System- Gruppen montiert An dieser Stelle fehlen bisher verbindliche Vorgaben und Normen für Kettenmaß- Auswertungen In der Zwischenzeit werden von einigen Kunden, zulässige SystemGruppen- Standard-Abweichung von 3 s gefordert, obwohl noch nicht einmal durchgängige und wirtschaftlich zu bestimmende Normen für die Makro- EinzelKunststoff- Bauteile Toleranzen vorhanden sind. Für Kunststoff- MikroBauteile sind bisher überhaupt keine Normen in Planung geschweige den vorhanden Diese Auswertungen sind ebenfalls nur über mathematisch, statistische Formeln in Abhängigkeit der Stichprobenanzahl möglich HACHTEL- Technologietag 03.12.2015 Otto Altmann, ASK
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