Definitionen

Die Fertigungslehre ist die Theorie über Verfahren zur Herstellung geometrisch bestimmter fester Körper aus verschiedenartigen Werkstoffen

Mit Fertigungstechnik wird das Gebiet der Wissenschaft bezeichnet, dass sich mit der Werkstoffbearbeitung sowie der Gestaltung des Fertifungsprozesses auf Fertigungsmitteln befasst

• Qualität ist die Beschaffenheit einer Einheit bezüglich ihrer Eignung festgelte und vorausgestzte erfordernisse zu erfüllen.

• Zu den Erfordernissen gehören z.B. messbare Nennwerte, Bemessungserte, Grenzabweichung

Ziel der Normung ist es reproduzierbare Produktionsergebnisse und vergleichbare Qualitätsstandards durch die Anwendung der für den Vorgang vorgesehnen Norm zu erreichen.

Eine Norm ist ein Dokument, dass mit Konsens erstellt und von einer anerkannten Institution angenommen wurde und das für alllgemeine und wiederkehrende Anwendungen Regeln festlegt.

Fertigungsverfahren:

• Urformen

• Umformen

• Trennen

• Fügen

• Beschichten

• Stoffeignschaftändern

Mess- und Prüfmittel in der Fertigungstechnik:

• Lehren

• Handmesszeug

• Normale

• Messgeräte

• Hilfsmittel

Auswahlkriterien für Messgeräte:

• Messvorgang

• Ausgabe

• Messaufgabe

• Messwertaufnahme

• Einsatzbereich

Einflüsse auf das Messergebnis:

• Mensch

• Messmethode

• Umwelt

• Auwertmethode

• Messobjekt

• Prüfmittel

• Aufanhemvorrichtung

• Zu ersten Formgebung kommen bei den meisten indutriell hergstellten Produkten Gießprozesse zum Einsatz

• Gießen ermöglicht dem Konstrukteur weitgehende Gestaltungsfreiheit

• Gießen bietet oft eine Möglichkeit zur Wirtschaftlichen Fertigung auf von komplizierten Geometrien

• Gießverfahren lassen sich einteilen in Gießverfahren mit verlorener Form und Gießverfahren mit Dauerform

Unter Umformen versteht man in der Fertifungstechnik die Bearbeitung insbesonderer metallischer Werkstoffe mit wirkenden Kräften um die äußerer Gestalt dauehaft zu verändern, ohne den Werkstoffzusammenhalt aufzulösen.

Unter Druckumformen versteht man das Umformen eines Körper, wobei die plastische Formänderung im wesentlichen durch ein oder mehrachsige Druckspannungszustände hervorgerufen wird

Untergruppen von Druckumformen:

• Walzen

• Freiformen

• Gesenkformen

• Eindrücken

• Durchdrücken

• Umformstrahlen

• Oberflächenveredlungsstrahlen

Das Walzen ist eine fortschreitende Druckumformung mit sich drehneden Werkzeugen. Dabei können die Walzen angetrieben oder durch das Werkzueg geschleppt werden.

Untergruppen von Walzen:

• Längswalzen

• Querwalzen

• Schrägwalzen

Trenne ist das Herstellen von geometrisch bestimmten Körpern mittels Werkzuegen durch Änderung der Form und Minderung des Stoffzusammenhaltes.

Unter Zerteilen versteht man das mechnische Trennen von Werkstücken ohne das Entstehen von formlosen Stoff, also auch ohne Späne, vertsnden

Untegruppen von Zerteilen:

• Scherschneiden

• Messerschneiden

• Beißschneiden

• Spalten

• Reißen

• Brechen

Untergruppen von Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden:

• Drehen

• Bohren, Senken, Reiben

• Fräsen

• Hobel, Stoßen

• Räumen

• Sägen

• Feilen, Raspeln

• Bürstspanen

• Schaben, Meißeln

Drehen ist Spanen mit geschlosseneer, meist kreisförmisger Schnittbewegung und senkrecht zu Schnittrichtung liegender Vorschubbewegung dew Werkzeugs.

Untergruppen von Drehen:

• Längs-Runddrehen

• Längs-Plandrehen

• Gewindedrehen

• Längs-Profildrehen

• Quel-Runddrehen

• Quer-Plandrehen

• Gewindestrehlen

• Quer-Unrunddrehen

• Kegeldrehen

• Quer-Abstechdrehen

• Gewindeschneiden

• Quer-Profildrehen

Bohren ist Spanen mit Kreisförmiger Schnittbewegung, bei dem die Drehachse des Werkzeusg und die Achse der zu erzeugenden Innfläche identisch sind und der Vorschub in Richtung dieser Achse verläuft

Fräsen ist Spanen mit einem kreisförmigen und meist mehrzahnigen Werkzeug zugeordneten Schnittbewegung mit einer Schräg zur Drehachse des Werkzeugs verlaufenden Vorschubbewegung

Grundlegenden Verfahren beim Fräsen:

• Gleichlauffräsen

• Strinfräsen

• Gegenlauffräsen

Nennen Sie alle Fräsverfahren:

• Stirn-Umfangs-Planfräsen

• Stirn-Umfangs-Rundfräsen

• Walzfräsen

• Formfräsen

• Längsprofilfräsen

• Rundprofilfräsen

Fräser um Profile zu gewinnen:

• V-Nutfräser

• T-Nutfräser

• Falzfräser

• Zinkenfräser

Räumen ist Spanen mit einem mehrzahnigen Werkzeug dessen Schneiden hinterinander liegen und jeweils um eine Spannungsdicke gestaffelt sind. Die Staffelung entspricht dem Vorschub.

Plasma-Schmelzschneiden ist Abtragen, bei dem die an der Wirkstelle erforderliche Wärmemenge durch ein im Plasmazustand befindliches Gut übertragen wird.

Beim Plasmaschneiden mit übertragenem Lichtbogen muss der zu schneidende Werkstoff elektrisch leitfähig sein da das Werkstück Teil des Stromkreises ist.

Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden:

• Schleifen mit rotierendem Werkzeug

• Bandschleifen

• Hubschleifen

• Hohnen

• Läppen

• Strahlspanen

Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit vielschneidigen Werkzeugen, deren geometrisch unbestimmten Schneiden von einer Vielzahl gebundener Schleifkörper gebildet werden und mit hoher Geschwindigkeit den Werkstoff abtragen.

Schleifverfahren:

• Umfangsplanschleifen

• Stirnplanschleifen

• Profilschleifen

• Außenrund-Längsschleifen

• Innenrund-Längsschleifen

• Gewindeschleifen mit Einprofilscheibe

• Wälzschleifen mit Schleifschnecke

• Spitzenloses Schleifen

• Bandschleifen

Hohnen ist Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden, wobei die vielschneidigen Werkzeuge eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführen, von denen mindestens eine Komponete hin- und hergehend ist, sodass die bearbeitete Oberfläche definert überkreuzende Spuren aufweist.

Läppen ist Spanen mit losem, in einer Paste oder Flüssigkeit verteiltem Korn, dem Läppgemisch, das auf einem meist formübertragendem Gegenstück bei möglichst untergeordneten Schneidbahnen der einzelnen Körner geführt wird.

Untergruppen von Fügen:

• Zusammensetzung

• Füllen

• Anpressen

• Fügen durch Urformen

• Fügen durch Umformen

• Fügen durch Schweißen

• Fügen durch Löten

• Kleben

Vorteile:

• Anforderungsangepasster Werkstoffeinsatz durch Kombinationsmöglichkeit verschiedener Werkstoffe innerhalb eines Bauteils möglich

• Verbindung beschichteter (metallisch, organisch oder anorganisch) Fügepartner realisierbar

• Zwischenschichten aus Kunst- und Klebstoffen sind prozessverträglich

• Vor- und Nachbearbeitung der Fügestellen nicht erforderlich

• Legierte Werkstoffe werden nicht beschädigt (z.B. durch Verbrennung eines

  Legierungselements)

• Keine gesundheitsgefährdenden Rauch- und Gasentwicklungen während des

  Fertigungsprozesses

Vorteile:

• Konstruktion stärker ausführbar

• Verbindlichkeit ohne Wärmezufuhr

• Glatte Oberfläche, saubere Kontur

• Klebnähte gas- und flüssigkeitsdicht

• höhere Korrosionsbeständigkeit

• Isolation gegen elektrischen Strom

• Dämmung gegen Wärme und Körperschall

• Vibrationsdämpfung

• durch Wärme trennbar

Nachteile Kleben:

• relativ geringe Warmfestigkeit

• mechanische und chemische Klebflächenvorbehandlung notwendig

• Anpassung an Einzelfall oft schwierig (sehr viele Klebsorten notwendig)

• geringe Festigkeit

• teuer (abhängig von Einzelfall)

Technische Anwendung von Kleben:

• Fenstergläser und Windschutzscheibe in KFZ, damit wird das Glas eine mechanische Komponente der Karosserie

• mit dem Rumpf verklebte Tragwerke bei Flugzeugen. Klebungen wurden erstmals in der Fokker F-27 in den 1960er Jahren eingesetzt

• bei Zahnersatz: Verkleben von Brücken, Kronen, Verblendschalen und Inlays

• oberflächenmontierte, elektronische Bauelemente Surface Mounted Device (SMD)

  werden erst auf die Platine geklebt und dann verlötet

• kupferkaschierte Leiterplatten (Platinen)

• in Form von Klebebänder

Schweißen ist ein Vorgang, bei dem Werkstoffe unter Anwendung von Wärmeenergie und/oder Druck deart miteinender verinigt werden, dass sich ein kontinuierlicher innerer Aufbau der verbundenen Werkstoffe ergibt.

Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigem Fügen und Beschichten von Werkstoffen, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes entsteht.

Zur Fertigung von Werkstücken werden Stoffeigenschaften benötigt, die eine Wirtschaftliche Bearbeitung zulassen, für das fertige Bauteil aber miest ungeeignet sind.

Wärmbehandlung ist eine Folge von Wärmebehandlungsschritten

-> Zeit-Temperatur-Folgen

Ziel ist eine Änderung des Gefüges und somit der Werkstoffeigenschaften

Untergruppen von Glühen :

• Spannungsarmglühen

• Rekristallisationsglühen

• Weichglühen

• Normalglühen

• DIffusionsglühen

Untergruppen von Härten:

• Durchhärten

• Oberflächenhärten

• Einsatzhärten

Thermomechanische Wärmebehandlungsverfahren:

• Aufkohlen

• Nitrieren

• Carbonitrieren

• Chromieren

• Silizieren

• Altrieren

Industrieroboter sind universell einsetbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegung hinsichtlich Bewegunsfolge frei programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind.

Gründe für den Einsatz von IR:

• Humanisierung der Arbeit / Verbesserung der Arbeitsqualität (Hitze, Lärm, Schadstoffe, Belastung, Monotonie)

• Senkung der Kosten (Senkung der Stückkosten trotz Erhöhung der Fixkosten)

• Verbesserung der Qualität (Verstetigung der Qualität, Reproduzierbarkeit, Prozessfähigkeit)

• Steigerung der Mengenleistung (erhöhte Nachfrage, größerer Marktanteil, Fixkostendegression)

• Verlängerung der Maschinenlaufzeit (Pausen, 2./3. Schicht, aufsichtsarmer Betrieb)

• Erhalt von Arbeitsplätzen (Fachkräftemangel, hohe Sicherheitsauflagen...)

Die additiven Fertigungsverfahren bauen Werkstück durch das schichtweise Aneinanderfügen von Werkstoffen auf.

Zusammenfassung aller Prozessketten, die Bauteile unter Verwendung additiver Verfahren herstellen

Additve Herstellung von Bauteilen mit eingeschränlter Funktionalität

Anwendung der Additiven Methoden auf den Bau von Werkzeugen oder Formen

Additve Herstellung von Endprodukten

Einsatzfähige Teile entstehen im geünschten Werkstoff in einem einstufigen Prozess

EInsatzfähige Teile entstehen in mehrern Schritten, bei denen sich typischerweise an die additive Fertigungein oder mehrer Folgeprozesse anschließen

Die additiv hergestellten Teile einstprechen nicht den einstzfähigen Teil sondern erstzen EInrichtungen, Modelle oder Werkzeuge für nachfolgende Fertigungsverfahren

Beim Konzeptmodell handelt es sich um eine frühste mögliche Realisierung eines Produktdesigns. Material, Funktion und Maße entsprechen nicht den Anfordeurngen. Wichtigste Zielgröße ist die Anmutung.

Beim Geometrieprototyp handelt es sich um additiv gefertigte Bauteile, bei denen die Beurteilung von Form, Maß und Lage von Bedeutung ist. Materialeigenschafte sind dabei Sekundär.

Bei Funktionsprototypen handelt es sich um additiv gefertigte Bauteile, die bereits definierte Produktfunktionen des späteren Serienteils erfüllen. Form und gestalt können vom späteren Produkt abweichen.

Technische Prototypen unterscheiden sich in den geforderten Eigenschaften nicht wesentlich vom späteren Serienteil. Können jedoch auf einem andern Weg gefertigt worden sein

Bewertungskriterien bei der Verfahrensauswahl:

• Produktbezogene Kriterien

• Verfahrensbezogene Kriterien

• Wirtschaftliche Kriterien

• Umwelttechnische Kriterien

Einzelkosten sind alle Kosten, die sich einem Kostenträger direkt zuordnen werden können.

Gemeinkosten sind alle Kosten, die einem Kostenträger mithilfe von Zuschlägen zugerechnet werden können

FIxe Kosten fallen zeitabhängig an und bleiben bei veränderten Beschäftigungsgrad gleich

Variable Kosten fallen Produkt- und Auftragsbezogen an.

Mit steigenden Beschäftigungsgrad fallen Sie höher aus.

Einmalfertigung:

• Erzeugnisse werden nur einmal hergestellt

• Auftragsproduktion, d.h. Fertigung nach Kundenwunsch

• Hoher Kosten- und Zeitanteil entfällt auf Vorbereitungsauf- gaben (Projektierung, Konstruktion)

Wiederholfertigung:

• Erzeugnisse werden in unregelmäßigen Abständen hergestellt

• Bei Auftragswiederholung verminderter Vorbereitungsaufwand

Variantenfertigung:

• Ähnliche Erzeugnisse desselben Grundtyps

• Im Allgemeinen gleicher Fertigungsaufwand für alle Varianten

  
  

Serienfertigung:

• Begrenzte Stückzahl

• Bildung von Fertigungslosen

• Meist Auftragsproduktion standardisierter Erzeugnisse

• Klein-, Mittel-, und Großserienfertigung

Massenfertigung:

• Große Stückzahl

• Häufige Wiederholung

• Fertigung für anonymen Markt, Anpassung an Kundenwünsche nur im Rahmen geplanter Erzeugnistypen

• Sehr hoher einmaliger Aufwand, bezogen auf das Einzelprodukt aber geringer Aufwand