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Wirtschafts- und Betriebswissenschaften

Thomas RETTENWANDER (2010)

QM Junior

"Evaluierung moderner Herstellungsmethoden für Kunststoffzähne " (Masterarbeit)


Ziel dieser Arbeit war es, neue Werkzeugtechnologien und adaptierte Herstellungsmethoden für die Fertigung von Kunststoffzähnen auf Acrylatbasis zu finden und ihre Eignung in Versuchen zu überprüfen. Mit diesen Versuchen soll gezeigt werden, ob es möglich ist, das zurzeit gängige Pressverfahren durch ein vollautomatisiertes Verfahren zur Zahnherstellung zu ersetzen. Dies würde einige Vorteile in der Fertigung mit sich bringen: Das Pressverfahren kommt durch die personalintensive Produktion zunehmend unter Kostendruck und es entsteht durch den großen Teil an Handarbeit beträchtlicher Ausschuss bei der Produktion. Dies könnte durch eine automatisierte Fertigung reduziert bzw. gänzlich vermieden werden. Materialtechnische Untersuchungen und Auflistung geeigneter Verfahren zur automatisierten Produktion von Kunststoffzähnen wurden bereits in der Bakkalaureatsarbeit "Machbarkeitsstudie zur Herstellung von Kunststoffzähnen in einem Spritzgießverfahren" gemacht.

Basierend auf diesen Ergebnissen konnte in der Masterarbeit ein Versuchswerkzeug zur Herstellung von dreischichtigen Zähnen konzipiert werden. Damit wurde grundsätzlich die Zahnfertigung mittels Einspritzvorgang über Angüsse von einem zentralen Materialreservoir überprüft, wobei die Einspritzung mittels Kolben an einem adaptierten Hochdruckkapillarheometer erfolgte. Neben dieser Machbarkeitsuntersuchung dienten die Einspritzversuche auch dazu, grundlegendes Wissen über das Verarbeitungs- und Anmischverhalten von Zahnmaterialien aufzubauen, mit dem Ziel die Entwicklung neuartiger Werkzeugkonzepte voranzutreiben. Weiters wurden pvT-Messungen durchgeführt, um ein besseres Materialverständnis zu erlangen. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass Zähne auf Acrylatbasis in einem 3-Schicht-Aufbau hergestellt werden konnten. Gleichzeitig konnten eine Reihe von Problemen aufgezeigt und Lösungsvorschläge geboten werden, die mittels FMEA ausgearbeitet wurden. Vor allem das Abheben der Basisschicht beim Öffnen der oberen Werkzeughälfte stellte bei den durchgeführten Versuchen ein Hindernis dar. Durch Modifikation und Anpassung des Versuchswerkzeuges und der Parametereinstellungen konnte das Abheben jedoch wirkungsvoll verhindert werden. Dennoch ist dieser Punkt für eine automatisierte Produktion kritisch, kann aber durch Umsetzung der gegebenen Lösungsvorschläge vermieden werden.

 


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