Welche Allgemeinen Richtlinien zur Auswahl von Werkstoffen für mechanische Konstruktion sind Ihnen bekannt?
Welcher mechanischen Beanspruchung unterliegt das Werkstück? (Druck, Zug, Biegung, Verdrehung usw.)
Welche Verschleißfestigkeit ist erforderlich? (Gleitlager, Führungen, Bremsen)
Welcher Temperatur ist das Werkstückausgesetzt? (Dampfturbinen, Flugzeug, Auto, Messmikroskop)
Welche chemische Beständigkeit muss der Werkstoff aufweisen? (Schiffbau, Rohre für Chemieindustrie, Lebensmittelverpackung)
Welche zusätzliche Behandlung soll das Werkstück bekommen? (Härten, Lackieren, Beschichten)
Welche besonderen physikalischen Eigenschaften soll der Werkstoff besitzen? (Gewicht, Leitfähigkeit)
Was versteht man unter „Trennen“
Ist das Herstellen geometrisch fester Körper mittels Werkzeugen durch Trennen des stofflichen Zusammenhangs, was zur Verminderung der Körpermasse führt.
Zerteilen
Spanen
Schleifen
Was versteht man unter „Umformen"
Ist plastisches Ändern der Form eines festen Körpers, wobei seine Masse als auch seine stoffliche Zusammensetzung gleichbleibt
Walzen
Ziehen
Biegeumformen
Nennen Sie Beispiele für das „Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide“.
Bandschleifen
Honen
Was versteht man unter „Urformen"
Urformen ist das Fertigen eines festen Körpers aus einem formlosen Stoff durch Schaffen des Zusammenhalts
Gießen
Sinter
Rapid Prototyping
Was versteht man unter „Fügen"
Beim Fügen werden zwei oder mehrere feste Bauteile unter Verwendung von Verbindungsstoffen und / oder Verbindungselementen zusammengeführt.
Schweißen
Löten
Kleben
Was versteht man unter „Beschichten“
st das Erzeugen oder Herstellen von Schichten mittels formloser Stoffe (pulvrig, flüssig, gasförmig) auf Körper ohne wesentlicher Änderung der Körpergeometrie.
Galvanisieren
Beschichten
Nennen Sie Vor- und Nachteile beim „Gießen in Dauerformen“. Welche Werkstoffe können vergossen werden?
+
Geringe Produktionsfläche
Gute Arbeitsproduktivität
geringere Zugaben für mechanische Bearbeitung
niedriger Putzaufwand
gute Oberflächengüte
gute mechanische eigenschaften
-
Teurere Formen, Gussteile mit hohen Eigenspannungen sowie mit Warmrisswahrscheilichkeit und mit hoher Oberflächenhärte
Was versteht man unter einer „Modelltraube“ wie wird sie hergestellt und wozu dient sie?
Wird beim Präzisionsformverfahren zur Herstellung von Gussstücken mit höchster Maßgenauigkeit und bester Oberflächenqualität unter Verwendung verlorener Modelle.
Modelle aus Wachs oder Kunststoff werden mit Einguss- und Anschnittelemente zu einer Traube zusammengesetzt
Die Modelltraube wird dann in eine keramische, breiie Masse getaucht und mit einem keramischen Pulver bestreut -> es bildet sich eine dicke Schale um das Modell
In einem Ausschmelzofen trocknet die Schalenform, das Wachs schmilzt und fließt raus
Welchen großen Vorteil hat eine „Eutektische Legierung“? Skizzieren Sie ein einfaches „Eutektikum" bestehend aus den Stoffen A und B
geringe Gießtemperatur
homgenes Gefüge
gute Fließ- und Formfüllungseigenschaften
gernge Lunkerbildung
kleines Schwindmaß
geringe Warmrissneigung
Beschreiben Sie den Vorgang des „Walzen“. Zu welcher Gruppe der „Fertigungsverfahren“ gehört das „Walzen“?
Walzen ist Druckformen durch abrollen rotationssymmetrischer Werkzeuge auf einem Werkstück (“Umformen”)
Halbzeuge:
Knüppel (50-70mm dicke Stangen; Quadratischer Querschnitt)
Brammen (100-200mm dicke/breite Blöcke)
Platinen ( (Udo hat Maß vergessen) breite Platten)
Bei der ersten Berührung des Walzgutes wirkt eine Kraft senkrecht zur Walzoberfläche -> in mehreren Durchgängen werden diese stufenweise auf die gewünschte Form gewalzt.
Skizzieren Sie ein Werkstück, welches gerade zerspant wird und zeichnen Sie die für den Zerspanungsvorgang charakteristischen Winkel und Flächen ein. Welche
„Spanarten“ kennen Sie?
Reißspan
Scherspan
Lamellenspan
Fließspan
Beschreiben Sie den „Sintervorgang“ Für welche Zwecke werden Sinterteile nachbehandelt?
Welche „Anwendungen von Sinterteilen“ kennen Sie?
Pulverherstellung
Formgebung durch pressen
Wärmebehandlung
Kalibrieren
Nachbehandlung
Anwendung:
Für Werkstoffe
Bauteile-> mit porösem Gefüge
Formteile -> komplizierte Teile, wirtschaftlich hergestellt
Beschreiben Sie die Arbeitsweise einer „Spritzgussmaschine". Welche
„Werkstoffe“ können damit verarbeitet werden?
wichtiges Verarbeitungsverfahren für thermoplastische Werkstoffe
Spritzgussmaschine: Plastifizier- und Spritzeinheit +Öffnungs- und Schließeinheit
Plastifizier- und Spritzeinheit:
Das Kunststoffgranulat wird plastifiziert und verdichtet (Plastifizierzylinder mit Schnecke)
Öffnungs- und Schließeinheit:
Schließzylinder schließt das zweiteilige Werkzeug und hält es in der Einspritzphase gegen den Spritzdruck geschlossen.
Beim Spritzhub —> Schnecke wird nach vorne gedrückt und spritz die Kunststoffmasse mit hoher Geschwindigkeit und Druck bis 2000bar in den Werkzeughohlraum.
Werkzeughälften sind gekühlt und die Thermoplassmasse erstarrt rasch
Erläutern Sie Vorteile und Nachteile des „Nietens“
Keine ungünstige Werkstffbeeinflussung
kein verziehen der Bateile
Ungleichartige Werkstoffe lasse sich verbinden
Bauteile durch Nietlöcher geschwecht
Stumpfstöße lassen sich nicht ausführe
In Fertigung teurer als Schweißen
Was versteht man unter „Härten“. Welches Gefüge entsteht? Skzzieren Sie den „Temperaturverlauf über die Zeit“, Welche Abschreckmedien kennen Sie?
Härten ist eine Wärmebehandlung, die Stähle hart und verschleißfest macht.
Es entsteht ein feinnadeliges Gefüge fes Martensites -> sehr hart, aber spröde
Abschreckmedien:
Luft
Wasser
Öl
Beschreiben Sie das „Druckgussverfahren" ( +Skizzen).
Schmelze wird mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit(50-80MPa) in die geteilte Dauerform gedrückt.
Vorwiegend für Ne-Metalle (Aluminium-, Magnesium-, Zink-, Zinnlegierungen) eingesetzt
Geringe Wandstärken möglich
Genau- und Fertigguß
Beschreiben Sie das „Stranggussverfahren“ (+ Skizzen)
Die Metallschmelze wird ständig von einem Tiegel in eine wassergekühlte, durchgängige Kokille aus Kupfer geleitet, in der sie erstarrt
Direktes weiterleiten in das Walzwerk -> Vollständig kontinuierlicher Prozess bis zur Erzeugung eines Vorproduktes für ein Einzelteil
Es lassen sich Voll- und Hohlprofile herstellen
VT:
Verminderung der Gießmetallverluste
höhere Produktivität
Beschreiben Sie den Vorgang des „Tiefziehens", Zu welcher Gruppe der
„Fertigungsverfahren gehört das „Tiefziehen“?
Es gehört zur Gruppe Umfromen
Ein Blechzuschnitt ohne beabsichtigte Änderung der Blechdicke wird in einem oder in mehreren Zügen zu einem Hohlkörper geformt
Schmiermittel um Verschleiß zu verringern und Oberfläche zu verbessern
Der richtige Ziehspalt ist etwas größer als die Blechdicke, damit der Werkstoff richtig fließen kann
Beschreiben Sie das „Extrusionsblasen von Hohlkörpern". Welche „Produkte" werden auf diese Art hergestellt?
Druckluft bläst das Schlauchstück auf und presst es an die gekühlte Hohlformwand. Dort erstarrt es und nimmt deren Form an
Mit diesem Verfahren werden Hohlkörper, wie Flaschen, Kanister, Fässer und Tanks hergestellt.
Nennen Sie Vor- und Nachteile des „Kleben“.
Gleichmäßige Spannungsverteilung bei Belastung
Gefügeschonend
Geringer Platzbedarf und niedriges Gewicht
Elektrisch isolierend und schwingungsdämpfend
Gas- und flüssigkeitsdicht
Kein Einfluss auf magnetische Eigenschaften
Verbindung verschiedener Werkstoffe
Leicht automatisierbar
NT:
Große Fügefläche nötig. Bei Blechteilen muss die Überlappungslänge etwa 5- bis 20-mal so groß sein wie die Blechdicke
Geringe Dauerfestigkeit
Geringe Wärmefestigkeit
Teilweise lange und komplizierte Aushärtung
Nennen Sie drei grundsätzliche Lötverfahren wenn man die Temperatur betrachtet. Wo liegen die jeweiligen Temperaturbereiche?
Weichlöten <450°C
Hartlöten >450…900°C
Hochtemperaturlöten >900°C
Was sind die Vor- und Nachteile beim „High Speed Cutting (HSC)“
Große Schnittgeschwindigkeiten, bei denen die Werkstücke kalt bleiben.
Ausgezeichnete Oberflächengüte, die eine manuelle Nachbearbeitung wie Polieren überflüssig macht.
Wie kann man bei Stanzwerkzeugen die Schnittkraft reduzieren? Welche Möglichkeiten gibt es hier bei „Einfachschnitten" bzw. bei „Mehrfachschnitten“?
Schmieren -> 10-30%
Thermische Oberflächenbehandlungder Schneidelemente -> bessere gleiteigenschaften
Werkzeuge mit mereren Lochstempeln -> unterschiedliche Längen
Schrägschleifen der Druckflächen an den Stempeln oder Schneidplatten möglich
Vergleichen Sie das „Lackieren“ und die „Pulverbeschichtung“
Lackieren:
Mit Pinsel, Walze oder Spritze auftragen -> durch physikalische oder chemische Vorgänge verfestigen
Pinsel, Walzen
Spritzlackieren -> Luftdruck
Elektrostatisches Lackieren
Schmelztauchen
Elektrotauchlackieren
Pulverbeschichten:
Wirbelsintern
Kunstoffpulver aufblasen und aufgewärmte 200°C Werkstücke platzieren
Elektrostatische Pulverbeschichtung
Durch Spannungsunterschied zwischen Werkstoff und Pulver anziehung
Wie funktioniert ein „3D-Drucker“ (FDM-Verfahren)?
Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein Fertigungsverfahren aus dem Bereich der additiven Fertigung, mit dem ein Werkstück schichtweise aus einem schmelzfähigen Werkstoff, i. d. R. einem thermoplastischen Kunststoff aufgebaut wird
Nenne Sie drei Vorteile und drei Nachteile des „Schmelzschweißens“.
Beim Schmelzschweißen werden die zu verbindenden Teile durch örtlich begrenzten Schmelzfluss meist mit einem Schweißzusatz verbunden.
freie Gestaltung und einfache Ausführung
Gewichtseinsparung
Hochfeste und dichte Verbindung
Gefügeänderungen in der Schweißzone
Verzug und Schrumpfung am Bauteil
nicht alle Metalle sind zum Schweißen geeignet
Beschreiben Sie die Arbeitsweise einer Funkenerosionsmaschine beim „Senkerodieren“. Wofür wird sie verwendet? Aus welchem Werkstoff* bestehen die Elektroden?
Eine Formelektrode wird durch Absenken in ein Werkstück abgebildet. Für die Herstellung von: Druckgussformen, Prototypen, Spritzgussformen.
Materialabtrag durch kurzzeitige, örtlich getrennte Funkenentladung durch Bildung eines Plasmas (ionisiertes elektrisches Gas) zwischen Elektrode und Werkzeug.
Werkstück wird in flüssigem Dielektrikum (nicht oder nur schlechter Leiter) platziert.
Strom wird an Werkstück und Werkzeug angelegt:
Werkzeug Anode
Werkstück Elektrode
Ionisierungsphase Dielektrikum:
Spannung wird angelegt
Durch Spannungsunterschied wird Anode Kathode wird Dielektrikum ionisiert:
Elektronen werden aus Dielektrikum gelöst und es bilden sich positive Ionen.
Zündphase:
Entladungskanal entsteht:
Ionen werden zur negativen Kathode Werkstück gezogen.
Elektronen werden zur positiv geladenen Werkzeug gezogen.
Entladephase:
Entladekanal dehnt sich aus und Plasma (ionisiertes elektrisches Gas) entsteht.
Werkstück wird aufgeschmolzen / verdampft.
Pausenphase:
Spannung wird abgeschalten.
Entladekanal und Plasma brechen zusammen.
Schmelze schwimmt in Dielektikum und wird als Schlacke abgeschöpft.
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