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Meisterprüfung Kunststoffverarbeitung practice questions

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Question 1Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage beschreibt die Glasübergangstemperatur Tg eines amorphen Thermoplasten korrekt?

  1. Tg ist die Temperatur, bei der ein Duroplast irreversibel vernetzt.
  2. Unterhalb von Tg sind die amorphen Kettensegmente eingefroren, das Material verhält sich spröd-energieelastisch. Correct answer.
  3. Oberhalb von Tg schmelzen die kristallinen Bereiche vollständig auf.
  4. Tg entspricht immer der Schmelztemperatur eines teilkristallinen Polymers.

Explanation

Die Glasübergangstemperatur markiert den Übergang von der Glas- in die Kautschukelastizität. Unterhalb von Tg ist die Segmentbeweglichkeit der amorphen Ketten stark eingeschränkt, weshalb das Material steif und spröde reagiert. Der Vorgang ist reversibel und betrifft nur die amorphen Bereiche.

Question 2Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Bauteil soll dauerhaft über 100 °C eingesetzt werden und muss steif bleiben. Welche Werkstoffgruppe ist aufgrund ihrer Vernetzung am ehesten geeignet?

  1. Thermoplastische Elastomere
  2. Unverstärktes PE-LD
  3. Amorphe Standardthermoplaste wie PS
  4. Duroplaste mit hoher Vernetzungsdichte Correct answer.

Explanation

Duroplaste bilden ein dreidimensionales, kovalent vernetztes Netzwerk, das bei Temperaturerhöhung nicht erweicht. Dadurch bleibt die Steifigkeit auch bei höheren Temperaturen weitgehend erhalten. Thermoplaste erweichen dagegen beim Erreichen ihrer Erweichungstemperatur.

Question 3Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Prüfgröße wird im Zugversuch nach DIN EN ISO 527 aus dem Anfangsbereich der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt?

  1. E-Modul Correct answer.
  2. Vicat-Erweichungstemperatur
  3. Härte nach Shore D
  4. Kerbschlagzähigkeit

Explanation

Der Elastizitätsmodul ergibt sich aus der Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve im linear-elastischen Anfangsbereich. Er ist ein Maß für die Steifigkeit des Werkstoffs. Die anderen genannten Größen stammen aus völlig anderen Prüfverfahren.

Question 4Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Warum werden Weichmacher zu PVC zugegeben?

  1. Um die Kristallinität zu erhöhen und das Material steifer zu machen.
  2. Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen.
  3. Um die Glasübergangstemperatur zu senken und das Material flexibler zu machen. Correct answer.
  4. Um die Vernetzung des PVC zu beschleunigen.

Explanation

Weichmacher lagern sich zwischen die Polymerketten und erhöhen deren Beweglichkeit. Dadurch sinkt die Glasübergangstemperatur, und das PVC wird weich und flexibel. Typische Produkte sind Folien, Kabelisolierungen und Schläuche.

Question 5Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage über teilkristalline Thermoplaste ist zutreffend?

  1. Ihr E-Modul sinkt sprunghaft am Glasübergang auf null.
  2. Sie zeigen zwischen Tg und Tm einen kristallinen Schmelzbereich und sind dort noch formstabil. Correct answer.
  3. Sie lassen sich grundsätzlich nicht schmelzverarbeiten.
  4. Sie bestehen ausschließlich aus amorphen Kettenknäueln.

Explanation

Teilkristalline Thermoplaste enthalten amorphe und kristalline Bereiche. Zwischen Glasübergang und Schmelztemperatur bleiben die Kristallite als formstabile Strukturen erhalten. Erst oberhalb von Tm schmelzen auch die kristallinen Bereiche.

Question 6Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aufgabe hat ein Antioxidans in einem Polyolefin?

  1. Es verhindert die oxidative Schädigung der Ketten während Verarbeitung und Gebrauch. Correct answer.
  2. Es färbt das Material ein.
  3. Es erhöht die Dichte des Formteils.
  4. Es beschleunigt den Kettenabbau während der Verarbeitung.

Explanation

Antioxidantien fangen Radikale ab oder zersetzen Peroxide und unterbrechen so die Oxidationskette. Damit wird die Kettenbrüchigkeit und Versprödung des Materials verzögert. Dies ist besonders bei Polyolefinen mit tertiären C-H-Bindungen wichtig.

Question 7Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Was beschreibt die Schmelzflussrate (MFR) eines Thermoplasten?

  1. Die Temperatur, bei der das Polymer zu brennen beginnt.
  2. Die Menge an Polymer, die unter definierten Bedingungen je Zeiteinheit durch eine Düse fließt. Correct answer.
  3. Den Anteil kristalliner Bereiche im Polymer.
  4. Die maximale Zugfestigkeit des Formteils.

Explanation

Die Schmelzflussrate wird im Schmelzindexprüfgerät bei festgelegter Temperatur und Last bestimmt. Sie gibt an, wie viel Gramm Polymer in zehn Minuten durch eine Normdüse fließen. Damit lässt sich die Fließfähigkeit unterschiedlicher Chargen vergleichen.

Question 8Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Spritzgussformteil aus PP zeigt nach längerer UV-Belastung im Freien Risse und Kreidebildung. Welche Additivierung ist die wirksamste Gegenmaßnahme?

  1. Erhöhung des Füllstoffgehalts mit Kreide
  2. Zusatz eines Gleitmittels
  3. Zugabe von Lichtschutzmitteln wie HALS und UV-Absorbern Correct answer.
  4. Erhöhung des MFR durch niedrigere Molmasse

Explanation

UV-Strahlung erzeugt Radikale, die die Polymerkette schädigen und oberflächliche Risse sowie Kreidebildung verursachen. HALS wirken als Radikalfänger, UV-Absorber wandeln die Energie in Wärme um. Zusammen verlängern sie die Lebensdauer im Außenbereich deutlich.

Question 9Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage über die Kristallisation von teilkristallinen Thermoplasten ist richtig?

  1. Kristallisation tritt nur bei Duroplasten auf.
  2. Der Kristallinitätsgrad ist unabhängig von der Abkühlgeschwindigkeit.
  3. Schnelle Abkühlung führt zu höherem Kristallinitätsgrad und höherer Dichte.
  4. Langsame Abkühlung fördert die Kristallisation und erhöht den Kristallinitätsgrad. Correct answer.

Explanation

Bei langsamer Abkühlung bleibt den Ketten mehr Zeit, sich geordnet einzulagern, sodass der Kristallinitätsgrad steigt. Höhere Kristallinität erhöht Dichte, Steifigkeit und Schmelztemperatur. Schnelle Abkühlung friert dagegen mehr amorphe Bereiche ein.

Question 10Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Prüfling zeigt im Zugversuch eine ausgeprägte Streckgrenze mit anschließender Kaltverstreckung. Welche Aussage beschreibt dieses Verhalten korrekt?

  1. Das Material besitzt keinen E-Modul.
  2. Das Material verhält sich rein spröde und bricht vor der Streckgrenze.
  3. Das Material zeigt duktiles Verhalten mit plastischer Verformung nach Überschreiten der Streckgrenze. Correct answer.
  4. Das Material ist ein Duroplast mit hoher Vernetzungsdichte.

Explanation

Eine Streckgrenze mit anschließender Kaltverstreckung ist typisch für duktile Thermoplaste. Nach Überschreiten der Streckgrenze setzt plastische Verformung durch Kettenstreckung und Orientierung ein. Der E-Modul ist im Anfangsbereich dennoch eindeutig bestimmbar.

Question 11Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Funktion hat ein Nukleierungsmittel in einem teilkristallinen Thermoplasten?

  1. Es verhindert die Kristallisation vollständig.
  2. Es erhöht die Zahl der Kristallkeime und führt zu feinerer, gleichmäßigerer Kristallstruktur. Correct answer.
  3. Es wirkt als Flammschutzmittel.
  4. Es senkt die Molmasse des Polymers gezielt.

Explanation

Nukleierungsmittel bieten viele Keimstellen, an denen die Kristallisation früh einsetzt. Dadurch entstehen viele kleine Kristalle statt weniger großer. Das verbessert Transparenz, Steifigkeit und Maßhaltigkeit sowie verkürzt die Zykluszeit.

Question 12Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Warum ist die Molmasse eines Thermoplasten für die Verarbeitung und die Eigenschaften entscheidend?

  1. Höhere Molmasse erhöht Zähigkeit und Schmelzviskosität, erschwert aber die Verarbeitung. Correct answer.
  2. Höhere Molmasse senkt die Schmelzviskosität und erleichtert das Fließen.
  3. Niedrigere Molmasse erhöht die Schlagzähigkeit deutlich.
  4. Die Molmasse hat keinen Einfluss auf die Zähigkeit.

Explanation

Mit steigender Molmasse wachsen die Zahl der Kettenverschlaufungen und damit Zähigkeit und Schmelzviskosität. Die höhere Viskosität erschwert das Fließen im Spritzguss. Deshalb wird ein Kompromiss zwischen Zähigkeit und Verarbeitbarkeit angestrebt.

Question 13Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Prüfung eignet sich, um das Erweichungsverhalten eines Thermoplasten unter definierter Last zu bestimmen?

  1. Vicat-Erweichungsprüfung Correct answer.
  2. DSC-Analyse
  3. Dichtebestimmung nach dem Auftriebsverfahren
  4. Charpy-Schlagbiegeversuch

Explanation

Bei der Vicat-Prüfung dringt ein Stempel definierter Last bei gleichmäßig steigender Temperatur in die Probe ein. Die Temperatur bei definierter Eindringtiefe ist die Vicat-Erweichungstemperatur. Sie dient der Beurteilung des Warmformbeständigkeitsverhaltens.

Question 14Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Formteil aus PA6 wird in feuchter Umgebung eingesetzt. Welche Eigenschaftsänderung ist zu erwarten?

  1. Die Wasseraufnahme verhindert jede Maßänderung.
  2. Die Wasseraufnahme erhöht die Steifigkeit deutlich.
  3. Die Wasseraufnahme führt zur Vernetzung des PA6.
  4. Die Wasseraufnahme senkt die Steifigkeit und erhöht die Zähigkeit. Correct answer.

Explanation

Polyamide sind hygroskopisch; Wasser lagert sich an den Amidgruppen an und wirkt als Weichmacher. Dadurch sinken E-Modul und Steifigkeit, während Zähigkeit und Dehnung steigen. Zusätzlich tritt eine Maßquellung auf.

Question 15Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage über die Dichte von teilkristallinen Thermoplasten ist korrekt?

  1. Die Dichte ist unabhängig vom Kristallinitätsgrad.
  2. Amorphe Bereiche haben eine höhere Dichte als kristalline Bereiche.
  3. Die Dichte sinkt mit steigendem Kristallinitätsgrad.
  4. Mit steigendem Kristallinitätsgrad steigt die Dichte, da die Ketten dichter gepackt sind. Correct answer.

Explanation

Kristalline Bereiche weisen eine dichtere Kettenpackung auf als amorphe. Deshalb steigt die Gesamtdichte mit dem Kristallinitätsgrad. Die Dichtemessung kann daher als indirekte Methode zur Bestimmung des Kristallinitätsgrads dienen.

Question 16Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Rolle spielt ein Kupplungsmittel bei glasfaserverstärkten Thermoplasten?

  1. Es verbessert die Haftung zwischen Glasfaser und Polymermatrix. Correct answer.
  2. Es verhindert die Faserorientierung im Bauteil.
  3. Es wirkt als Schlagzähmodifikator.
  4. Es erhöht die Schmelzviskosität des Compounds.

Explanation

Kupplungsmittel wie Silane bilden eine Brücke zwischen der Glasoberfläche und der Polymermatrix. Eine gute Haftung ermöglicht die Kraftübertragung von der Matrix auf die Faser. Ohne Kupplung sinken Festigkeit und Steifigkeit der Verbundwerkstoffe deutlich.

Question 17Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Bauteil soll schlagzäh sein und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit aufweisen. Welche Maßnahme ist am sinnvollsten?

  1. Verringerung der Molmasse des Grundpolymers
  2. Verwendung eines glasfaserverstärkten Compounds mit Schlagzähmodifikator Correct answer.
  3. Zusatz eines Gleitmittels in hoher Dosierung
  4. Erhöhung des Weichmachergehalts

Explanation

Glasfasern erhöhen Steifigkeit und Festigkeit, während ein Schlagzähmodifikator die Energieaufnahme verbessert. Die Kombination erlaubt, beide Eigenschaften gezielt einzustellen. Reine Weichmachung oder Molmassensenkung verschlechtert die Steifigkeit.

Question 18Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage beschreibt die Wirkung von Flammschutzmitteln auf Basis von Phosphorverbindungen?

  1. Sie fördern die Bildung einer schützenden Kruste und unterbrechen die Flammenreaktion. Correct answer.
  2. Sie ersetzen die Notwendigkeit einer Werkstoffprüfung.
  3. Sie erhöhen die Brennbarkeit des Polymers.
  4. Sie wirken ausschließlich durch Kühlung der Oberfläche.

Explanation

Phosphorhaltige Flammschutzmittel fördern die Verkohlung und bilden eine schützende Kruste. Zusätzlich greifen sie in die Radikalkettenreaktion der Flamme ein. Dadurch werden Wärmefreisetzung und Flammenausbreitung reduziert.

Question 19Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage über die Spannungsrissbildung (ESC) bei Thermoplasten ist richtig?

  1. ESC kann durch Erhöhung der Spannung vollständig verhindert werden.
  2. ESC entsteht durch gleichzeitige Wirkung von mechanischer Spannung und chemischen Medien. Correct answer.
  3. ESC wird ausschließlich durch UV-Strahlung ausgelöst.
  4. ESC tritt nur bei Duroplasten auf.

Explanation

Umgebungsspannungsrisse entstehen, wenn ein Medium in die unter Spannung stehende Oberfläche eindringt. Das Medium erleichtert das Kettenabgleiten und beschleunigt die Rissbildung. Häufig betroffene Werkstoffe sind PE, PP und PC in Kontakt mit bestimmten Lösungsmitteln.

Question 20Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Prüflabor ermittelt für einen teilkristallinen Kunststoff eine Schmelztemperatur von 165 °C und eine Glasübergangstemperatur von etwa −5 °C. Welcher Werkstoff ist am wahrscheinlichsten?

  1. Polyamid 6.6 (PA66)
  2. Polypropylen (PP) Correct answer.
  3. Polystyrol (PS)
  4. Polymethylmethacrylat (PMMA)

Explanation

Polypropylen weist als teilkristalliner Thermoplast einen Schmelzbereich um 160 bis 170 °C und einen Glasübergang nahe 0 °C auf. Diese Kombination passt zu den Messwerten. PMMA und PS sind amorph mit hohem Tg, PA66 schmilzt deutlich höher.

Question 21Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Warum kann ein teilkristalliner Thermoplast bei gleichbleibender Chemie je nach Abkühlbedingungen unterschiedliche E-Moduli aufweisen?

  1. Weil sich die chemische Zusammensetzung beim Abkühlen ändert.
  2. Weil die Molmasse beim Abkühlen verdoppelt wird.
  3. Weil der Kristallinitätsgrad und die Kristallmorphologie von der Abkühlgeschwindigkeit abhängen. Correct answer.
  4. Weil der E-Modul nur von der Farbe des Formteils abhängt.

Explanation

Die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt, wie viel Zeit die Ketten zur Kristallisation haben. Langsame Abkühlung erhöht den Kristallinitätsgrad und die Steifigkeit. Schnelle Abkühlung erzeugt mehr amorphe Bereiche und damit einen niedrigeren E-Modul.

Question 22Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Bauteil aus PC zeigt nach dem Spritzgießen innere Spannungen und neigt zu Spannungsrissen. Welche Maßnahme ist am wirksamsten?

  1. Verringerung der Werkzeugtemperatur
  2. Tempern des Formteils zur Relaxation der Spannungen Correct answer.
  3. Erhöhung des Füllstoffgehalts
  4. Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit ohne Nachdruckanpassung

Explanation

Beim Tempern wird das Formteil knapp unterhalb von Tg für eine bestimmte Zeit gehalten. Die Ketten können relaxieren, und die eingefrorenen Spannungen bauen sich ab. Dadurch sinkt die Anfälligkeit für Spannungsrisse.

Question 23Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Warum ist die Kerbschlagzähigkeit eines teilkristallinen Thermoplasten oft niedriger als die ungekerbte Schlagzähigkeit?

  1. Weil die Kerbe die Molmasse reduziert.
  2. Weil die Kerbe die Spannungsspitze erhöht und die Rissbildung erleichtert. Correct answer.
  3. Weil die Kerbe die Kristallinität verringert.
  4. Weil die Kerbe den E-Modul des Materials erhöht.

Explanation

Eine Kerbe wirkt als Spannungskonzentrator und erzeugt lokal hohe Spannungsspitzen. Dadurch kann ein Riss leichter initiiert und fortgeleitet werden. Deshalb ist die Kerbschlagzähigkeit ein empfindlicheres Maß für die Zähigkeit als die ungekerbte Prüfung.

Question 24Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Hersteller vergleicht zwei Chargen PE-HD mit unterschiedlichem MFR. Welche Aussage ist korrekt?

  1. Eine Charge mit höherem MFR hat im Allgemeinen eine niedrigere Molmasse und fließt leichter. Correct answer.
  2. Ein höherer MFR bedeutet immer höhere Schlagzähigkeit.
  3. Eine Charge mit höherem MFR hat eine höhere Molmasse.
  4. Der MFR hat keinen Zusammenhang mit der Molmasse.

Explanation

Der MFR steigt mit abnehmender Molmasse, da kürzere Ketten leichter fließen. Höherer MFR erleichtert die Verarbeitung, senkt aber in der Regel die Zähigkeit. Deshalb wird der MFR passend zur Anwendung und Verarbeitung gewählt.

Question 25Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage über die Rezyklierbarkeit von Duroplasten im Vergleich zu Thermoplasten ist korrekt?

  1. Thermoplaste sind aufgrund ihrer Vernetzung nicht schmelzbar.
  2. Duroplaste lassen sich durch einfaches Umschmelzen wie Thermoplaste rezyklieren.
  3. Beide Werkstoffgruppen verhalten sich beim Rezyklieren identisch.
  4. Duroplaste können wegen ihrer kovalenten Vernetzung nicht einfach umgeschmolzen werden, Thermoplaste dagegen schon. Correct answer.

Explanation

Duroplaste bilden ein irreversibles kovalentes Netzwerk und können nicht aufgeschmolzen werden. Ein werkstoffliches Recycling ist daher nur eingeschränkt, etwa durch Mahlen als Füllstoff, möglich. Thermoplaste lassen sich dagegen durch Erwärmen wiederholt verformen.

Question 26Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Welche Aussage beschreibt den Unterschied zwischen Thermoplasten und Duroplasten auf molekularer Ebene korrekt?

  1. Duroplaste werden ausschließlich durch physikalisches Abkühlen aus der Schmelze formstabil, während Thermoplaste durch eine chemische Härtungsreaktion aushärten.
  2. Thermoplaste bestehen aus linearen oder verzweigten Makromolekülen, die bei Erwärmung gegeneinander verschiebbar werden, während Duroplaste ein engmaschig vernetztes Netzwerk bilden, das nicht mehr aufschmelzbar ist. Correct answer.
  3. Thermoplaste enthalten stets Weichmacher, Duroplaste dagegen niemals Zusatzstoffe, weshalb nur Duroplaste als Verbundwerkstoffe einsetzbar sind.
  4. Thermoplaste besitzen eine dichte kovalente Vernetzung zwischen den Ketten, die beim Erhitzen reversibel geöffnet wird, während Duroplaste unvernetzte Ketten enthalten.

Explanation

Bei Thermoplasten halten überwiegend zwischenmolekulare Kräfte die Ketten zusammen; diese lassen sich durch Wärme überwinden, sodass der Werkstoff wiederholt aufschmelzbar bleibt. Duroplaste werden durch eine Vernetzungsreaktion zu einem dreidimensionalen Netzwerk, das nach dem Aushärten nicht mehr schmilzt, sondern bei Überlastung zersetzt.

Question 27Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Bauteil aus PE-LD soll weicher und flexibler eingestellt werden. Welche Wirkung hat die Zugabe eines Weichmachers?

  1. Er erhöht die Kristallinität und damit die Steifigkeit des Formteils.
  2. Er vernetzt die Ketten chemisch und macht den Werkstoff unlöslich.
  3. Er lagert sich zwischen die Makromoleküle ein, vergrößert deren Abstand und senkt die Glasübergangstemperatur. Correct answer.
  4. Er wirkt als Nukleierungsmittel und verkürzt die Zykluszeit beim Spritzgießen.

Explanation

Weichmacher dringen in den amorphen Bereich ein, schwächen die zwischenmolekularen Wechselwirkungen und erhöhen die Beweglichkeit der Kettensegmente. Dadurch sinken Glasübergangstemperatur, Steifigkeit und Härte, während die Bruchdehnung zunimmt.

Question 28Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Bei einem Zugversuch an einer spritzgegossenen Schulterstabprobe aus einem teilkristallinen Thermoplasten werden E-Modul und Streckspannung bestimmt. Welche Aussage zur Versuchsdurchführung nach der einschlägigen Norm ist richtig?

  1. Der E-Modul wird grundsätzlich aus dem Punkt des Bruchs berechnet, weil dort die größte Spannung anliegt.
  2. Für alle Prüfgrößen ist dieselbe Dehngeschwindigkeit vorgeschrieben, eine getrennte Bestimmung von Modul und Festigkeit ist daher nicht möglich.
  3. Der E-Modul wird aus dem Anfangsbereich der Spannungs-Dehnungs-Kurve bei sehr kleiner Dehngeschwindigkeit ermittelt, die Streckspannung dagegen aus dem Kurvenmaximum bei der vorgeschriebenen Prüfgeschwindigkeit. Correct answer.
  4. Der E-Modul wird nur an gekerbten Proben bestimmt, die Streckspannung ausschließlich an ungekerbten Proben.

Explanation

Der Elastizitätsmodul als Steifigkeitskennwert wird aus dem linear-elastischen Anfangsbereich der Kurve mit kleiner Prüfgeschwindigkeit bestimmt. Die Streckspannung wird dagegen bei der höheren, für den Zugversuch vorgesehenen Geschwindigkeit aus dem Spannungsmaximum abgelesen.

Question 29Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Duroplast-Bauteil wird mit 30 % Glasfasern verstärkt. Welche Aussage zur Wirkung der Fasern ist richtig?

  1. Die Fasern erhöhen die Bruchdehnung, weil sie die Rissausbreitung im Harz verhindern.
  2. Die Fasern senken die Wärmeformbeständigkeit, weil sie die Vernetzung des Harzes behindern.
  3. Die Fasern machen den Werkstoff schmelzbar, weil sie die Vernetzungsdichte herabsetzen.
  4. Die Fasern steigern E-Modul und Festigkeit, wobei die Wirksamkeit stark von Faserorientierung und Faser-Harz-Haftung abhängt. Correct answer.

Explanation

Steife Glasfasern übernehmen einen großen Teil der Last und erhöhen Modul und Festigkeit des Verbunds. Wie stark dieser Effekt ausfällt, bestimmen die Faserlänge, die Orientierung und die Haftung zwischen Faser und Matrix.

Question 30Werkstoffkunde und Kunststofftechnologie (Polymere, Eigenschaften, Prüfverfahren, Additive)

Ein Bauteil aus glasfaserverstärktem PA66 fällt im praxisnahen Dauerschwingversuch früher aus als erwartet, obwohl die Zugfestigkeit der Spezifikation entspricht. Welche Erklärung ist werkstoffkundlich am schlüssigsten?

  1. Glasfasern leiten Schwingungen nicht weiter, sodass nur die Matrix belastet wird und die Fasern gar nicht zur Steifigkeit beitragen.
  2. Die Glasfasern sind spröde und brechen bei Wechselbelastung, wodurch die Last auf die Matrix umgelagert wird und dort Ermüdungsrisse entstehen. Correct answer.
  3. Wechselbelastung erhöht die Kristallinität des PA66 so stark, dass das Bauteil versprödet und deshalb ausfällt.
  4. Die Zugfestigkeit einer Probe sagt das Dauerschwingverhalten vollständig voraus, daher ist die Messung der Zugfestigkeit fehlerhaft.

Explanation

Unter schwingender Belastung können die spröden Fasern brechen; die freigesetzte Last muss dann die Matrix tragen, in der Ermüdungsrisse entstehen und fortschreiten. Deshalb ist die statische Zugfestigkeit kein ausreichender Kennwert für das Dauerschwingverhalten.

Question 31Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Schneckenkenngröße beschreibt bei einer Einschneckenextruder-Schnecke das Verhältnis von Ganglänge zu Schneckendurchmesser?

  1. Die Gangtiefe
  2. Die Steigung
  3. Die L/D-Bezeichnung Correct answer.
  4. Der Förderwinkel

Explanation

Die L/D-Kennzahl gibt das Verhältnis von wirksamer Schneckenlänge zum Außendurchmesser an und ist eine zentrale Auslegungsgröße für Misch- und Aufschmelzverhalten. Höhere L/D-Werte erlauben mehr Verfahrenszonen, erhöhen aber auch Drehmomentbedarf und Verschleißrisiko. Gangtiefe und Steigung sind davon unabhängige geometrische Einzelgrößen.

Question 32Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welcher Vorgang findet im Spritzgießwerkzeug während der Nachdruckphase statt?

  1. Das Material wird weiter gekühlt und der Schwindung wird durch Nachdrücken von Schmelze entgegengewirkt Correct answer.
  2. Die Schnecke zieht ausschließlich neues Granulat ein
  3. Das Werkzeug wird geöffnet, um das Teil zu entnehmen
  4. Die Dosierbewegung der Schnecke läuft mit maximaler Drehzahl

Explanation

In der Nachdruckphase bleibt der Anguss gesperrt und die Schnecke drückt Schmelze nach, um das beim Abkühlen entstehende Volumendefizit auszugleichen. Dadurch werden Einfallstellen und Maßabweichungen reduziert. Erst nach dem Verschließen des Angusses beginnt die Restkühlzeit ohne weiteren Massenstrom.

Question 33Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Was kennzeichnet das Extrusionsblasformen im Unterschied zum Spritzblasformen?

  1. Der Vorformling wird als Spritzgusskörper mit fertiger Mündung eingelegt
  2. Der Vorformling wird als endloser Schlauch extrudiert und im Werkzeug aufgeblasen Correct answer.
  3. Das Verfahren eignet sich nur für dünnwandige technische Präzisionsteile
  4. Das Aufblasen erfolgt ausschließlich unter Vakuum ohne Druckluft

Explanation

Beim Extrusionsblasformen entsteht der Vorformling kontinuierlich als Schlauch aus einem Extruderkopf und wird in der Blasform abgetrennt und aufgeblasen. Dadurch sind Hohlkörper mit unterschiedlichen Wanddicken und angeformten Griffen wirtschaftlich herstellbar. Das Spritzblasformen nutzt dagegen einen vorgefertigten Spritzguss-Vorformling.

Question 34Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Größe bestimmt beim Thermoformen maßgeblich, ob eine Halbzeugplatte ohne Hilfsmittel tiefgezogen werden kann?

  1. Die elektrische Leitfähigkeit
  2. Die Dichte des Halbzeugs
  3. Die Farbe des Halbzeugs
  4. Die Streckgrenze bei Verarbeitungstemperatur Correct answer.

Explanation

Die Umformbarkeit hängt vom Dehn- und Spannungsverhalten im thermoelastischen Zustand ab, insbesondere von der Streckgrenze bei Verarbeitungstemperatur. Je niedriger diese Spannung liegt, desto leichter folgt der Werkstoff der Form ohne Reißen. Dichte und Farbe beeinflussen diesen Vorgang nicht direkt.

Question 35Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Schweißnahtvorbereitung ist beim Heizelementschweißen von PE-Rohren erforderlich?

  1. Die Stirnflächen müssen eine Fase von 45 Grad aufweisen
  2. Die Stirnflächen müssen mit Trennmittel behandelt werden
  3. Die Stirnflächen müssen poliert und geölt sein
  4. Die Stirnflächen müssen planparallel und sauber gehobelt sein Correct answer.

Explanation

Planparallele, gehobelte Stirnflächen gewährleisten eine gleichmäßige Anlage an das Heizelement und damit eine homogene Wulstbildung über den gesamten Umfang. Verunreinigungen oder Öle verschlechtern die Schweißnahtqualität erheblich. Eine Fase ist bei diesem Verfahren nicht vorgesehen.

Question 36Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Spanbildungsart gilt beim Zerspanen von Thermoplasten als günstig für die Oberflächenqualität?

  1. Reißspanbildung mit Ausbrüchen
  2. Segmentierte Spanbildung durch Aufschmelzen
  3. Staubbildung durch zu hohe Schnittgeschwindigkeit
  4. Fließspanbildung mit glatter Schnittfläche Correct answer.

Explanation

Thermoplaste bilden bei geeigneten Schnittbedingungen einen Fließspan, der eine glatte, maßhaltige Oberfläche hinterlässt. Zu hohe Temperaturen oder ungünstige Winkel führen dagegen zu Schmelzen oder Ausbrüchen. Die Spanart ist damit ein direktes Qualitätsmerkmal beim Kunststoffzerspanen.

Question 37Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Aufgabe hat die Kompressionszone einer Einschneckenextruder-Schnecke?

  1. Sie verdichtet und schmilzt das Material durch abnehmende Gangtiefe Correct answer.
  2. Sie mischt nur Feststoff und fördert ohne Verdichtung
  3. Sie dosiert ausschließlich bereits aufgeschmolzenes Material
  4. Sie kühlt die Schmelze vor dem Austritt

Explanation

In der Kompressionszone nimmt die Gangtiefe ab, wodurch das Material verdichtet, geschert und aufgeschmolzen wird. Die dabei entstehende Scherwärme unterstützt die Plastifizierung. Die Homogenisierung und der Druckaufbau erfolgen in der anschließenden Zone.

Question 38Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Werkzeugtemperierung ist beim Spritzgießen von teilkristallinen Thermoplasten typischerweise erforderlich?

  1. Eine Temperierung deutlich unterhalb der Glasübergangstemperatur
  2. Eine Temperierung oberhalb der Kristallitschmelztemperatur
  3. Eine Temperierung nahe der Kristallitschmelztemperatur des Werkstoffs Correct answer.
  4. Eine Temperierung auf Raumtemperatur ohne Regelung

Explanation

Teilkristalline Thermoplaste benötigen eine Werkzeugwandtemperatur nahe der Schmelztemperatur, damit die Kristallisation vollständig ablaufen und ein maßhaltiges, schwindungsarmes Teil entstehen kann. Zu kalte Werkzeuge führen zu amorpher Erstarrung und Nachschwindung. Die genaue Temperatur richtet sich nach dem Werkstoffdatenblatt.

Question 39Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Ein Extruder soll einen Schlauch mit gleichmäßiger Wanddicke produzieren, zeigt aber periodische Dicken schwankungen. Welche Ursache ist am wahrscheinlichsten?

  1. Schwankungen der Schneckendrehzahl oder instabiles Einzugsverhalten Correct answer.
  2. Konstante Schmelzetemperatur
  3. Zu niedrige Umgebungstemperatur am Wickler
  4. Zu hoher Werkzeugdruck bei konstanter Förderung

Explanation

Periodische Wanddickenschwankungen entstehen meist durch Drehzahlschwankungen, pulsierende Förderung oder ungleichmäßigen Granulateinzug. Diese Störungen setzen sich als Druck- und Mengenschwankungen bis zur Düse fort. Eine stabile Regelung von Drehzahl und Einzug ist daher entscheidend.

Question 40Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Beim Spritzgießen zeigt ein Bauteil Einfallstellen an dicken Rippen. Welche Maßnahme ist am wirkungsvollsten?

  1. Die Zykluszeit durch frühere Entformung verkürzen
  2. Die Werkzeugtemperatur stark absenken
  3. Nachdruck erhöhen und Nachdruckzeit verlängern Correct answer.
  4. Die Einspritzgeschwindigkeit deutlich reduzieren

Explanation

Einfallstellen entstehen, weil beim Abkühlen der Volumenschwund nicht ausreichend durch nachfließende Schmelze kompensiert wird. Höherer und länger anhaltender Nachdruck fördert Schmelze nach, solange der Anguss noch offen ist. Eine Absenkung der Werkzeugtemperatur verschärft das Problem eher.

Question 41Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Bei einem Blasformprozess zeigt der Hohlkörper eine zu dünne Wand an einer stark verjüngten Stelle. Welche Maßnahme verbessert die Wanddickenverteilung am ehesten?

  1. Den Vorformling an dieser Stelle gezielt dicker einstellen (Wanddickenregelung) Correct answer.
  2. Die Blasdruckzeit verkürzen
  3. Die Werkzeugtemperatur erhöhen
  4. Den Blasdruck vollständig abschalten

Explanation

Die Wanddicke des fertigen Hohlkörpers folgt der Dicke des Vorformlings. Durch gezielte Wanddickenregelung, etwa über einen axial beweglichen Dorn, wird an verjüngten Stellen mehr Material bereitgestellt. Damit lässt sich die Verteilung wirksam verbessern.

Question 42Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Beim Thermoformen wird ein Werkzeug aus Aluminium verwendet. Welcher Vorteil ergibt sich gegenüber Holzwerkzeugen?

  1. Höhere Wärmeleitfähigkeit und längere Standzeit Correct answer.
  2. Geringere Herstellungskosten bei kleinen Stückzahlen
  3. Bessere Eignung für extrem kleine Serien
  4. Wegfall der Vakuumbohrungen

Explanation

Aluminiumwerkzeuge leiten Wärme deutlich besser ab und halten höheren Stückzahlen sowie Temperaturwechseln stand. Dadurch ergeben sich kürzere Zykluszeiten und eine gleichmäßigere Formteilqualität. Holzwerkzeuge sind dagegen preiswerter, aber weniger haltbar.

Question 43Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Beim Heizelementschweißen von PE-Rohren wird eine zu hohe Fügetemperatur gewählt. Welche Folge ist zu erwarten?

  1. Eine übermäßige Wulstbildung und Schädigung des Werkstoffs Correct answer.
  2. Eine zu dünne Schmelzeschicht mit unzureichender Verbindung
  3. Eine Verbesserung der Festigkeit in jedem Fall
  4. Eine Verkürzung der Kühlzeit ohne Folgen

Explanation

Zu hohe Temperaturen erzeugen eine übermäßige Schmelzeschicht, dicke Wülste und können den Werkstoff thermisch schädigen. Die Festigkeit der Naht sinkt dadurch, statt zu steigen. Die Parameter sind daher nach Herstellerangaben exakt einzuhalten.

Question 44Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Beim Fräsen von glasfaserverstärktem Polyamid kommt es zu starkem Werkzeugverschleiß. Welche Werkzeugausführung ist am ehesten geeignet?

  1. Fräser aus Aluminium
  2. Diamantbeschichteter oder PKD-bestückter Fräser Correct answer.
  3. Unbeschichteter HSS-Fräser mit großer Schneidenzahl
  4. Keramikfräser mit sehr feiner Schneide

Explanation

Glasfasern wirken abrasiv und verschleißen Schneidstoffe schnell. Diamantbeschichtungen oder PKD-Schneiden weisen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf. Zudem ist eine scharfe Schneidengeometrie mit ausreichendem Spanraum wichtig.

Question 45Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Ein Spritzgießteil zeigt gleichmäßig verteilte silbrige Streifen. Welche Ursache ist am wahrscheinlichsten?

  1. Zu hoher Nachdruck
  2. Zu geringe Schließkraft
  3. Feuchtigkeit im Granulat oder zu niedrige Massetemperatur Correct answer.
  4. Zu lange Kühlzeit

Explanation

Silbrige Streifen deuten auf Feuchtigkeit, eingeschlossene Gase oder zu kalte Schmelze hin. Feuchtigkeit verdampft beim Plastifizieren und hinterlässt sichtbare Spuren. Abhilfe schaffen Trocknung und angepasste Temperaturführung.

Question 46Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Bei der Extrusion eines Rohres wird der Durchmesser nach dem Austritt größer als der Düsendurchmesser. Wie heißt dieser Effekt?

  1. Schwindung
  2. Düsenschwellung (Extrudatquellung) Correct answer.
  3. Orientierung
  4. Relaxation

Explanation

Die Düsenschwellung entsteht durch die Rückstellung orientierter Makromoleküle nach dem Verlassen der Düse. Das Extrudat quillt dadurch auf und kann je nach Material und Scherrate deutlich dicker sein als die Düsenöffnung. Bei der Auslegung muss dieser Effekt berücksichtigt werden.

Question 47Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welche Maßnahme verringert beim Thermoformen die Gefahr von Weißbruch an scharfen Kanten?

  1. Die Vakuumzeit verkürzen
  2. Die Umformtemperatur senken
  3. Größere Kantenradien im Formteil vorsehen Correct answer.
  4. Die Folie dicker wählen

Explanation

Scharfe Kanten führen zu starker lokaler Dehnung und damit zu Spannungsrissen oder Weißbruch. Größere Radien verteilen die Dehnung gleichmäßiger über den Werkstoff. Eine niedrigere Temperatur würde die Umformbarkeit dagegen verschlechtern.

Question 48Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Welches Verfahren eignet sich zum Fügen von zwei PVC-Rohren mit hoher Dichtigkeit im Trinkwasserbereich?

  1. Kleben mit lösungsmittelhaltigem Kleber
  2. Nieten
  3. Heizelementschweißen Correct answer.
  4. Schrauben mit Dichtband

Explanation

Heizelementschweißen erzeugt eine stoffschlüssige Verbindung mit hoher Dichtigkeit und ist für thermoplastische Rohre geeignet. Klebeverbindungen können im Trinkwasserbereich problematisch sein und erfordern spezielle Zulassungen. Mechanische Verbindungen sind weniger dauerhaft dicht.

Question 49Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Beim Spritzgießen soll ein Bauteil mit hoher Oberflächenglanzgüte hergestellt werden. Welche Maßnahme ist am förderlichsten?

  1. Verzicht auf Nachdruck
  2. Sehr niedrige Einspritzgeschwindigkeit
  3. Hohe Werkzeugwandtemperatur und ausreichende Einspritzgeschwindigkeit Correct answer.
  4. Sehr niedrige Werkzeugtemperatur

Explanation

Glanz entsteht, wenn die Schmelze die Werkzeugwand vollständig benetzt und langsam erstarrt. Eine höhere Werkzeugtemperatur und ausreichende Geschwindigkeit begünstigen dies. Zu kalte Werkzeuge führen zu matten, ungleichmäßigen Oberflächen.

Question 50Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik (Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Schweißen/Fügen, spanende Bearbeitung)

Ein Extruder soll einen Kunststoff mit hoher Schmelzviskosität verarbeiten. Welche Auswirkung hat eine zu geringe Gangtiefe in der Meteringzone?

  1. Verbesserte Mischwirkung ohne Nebenwirkungen
  2. Keine Auswirkung auf die Verarbeitung
  3. Geringere Druckentwicklung
  4. Erhöhte Scherbelastung und mögliche thermische Schädigung Correct answer.

Explanation

Eine zu geringe Gangtiefe erhöht die Scherrate in der Meteringzone deutlich. Das kann zu übermäßiger Erwärmung und Schädigung des Werkstoffs führen. Die Auslegung muss daher auf die Viskosität des Materials abgestimmt sein.