Grundlagen der Fertigungstechnik

Table of Contents

1. Frontmatter

2. 1. Einleitung

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Die Fertigungslehre vermittelt die theoretischen Grundlagen zur Fertigungstechnik und zur Gestaltung von Fertigungsprozessen der Teilefertigung. Die Fertigungstechnik bezeichnet die Gesamtheit aller Fertigungsverfahren und Fertigungsmittel zur Herstellung geometrisch bestimmter, fester Körper und beinhaltet vor allem die materiell-technischen Elemente eines Fertigungsprozesses. Dieser spiegelt die Gesamtheit aller auf einen Arbeitsgegenstand (Einzelteil) bezogenen und aufeinander folgenden Arbeitsgänge zur schrittweisen Überführung von einem Anfangs- in einen Endzustand wider.

3. 2. Urformen

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   In Übereinstimmung mit der DIN 8580 und dem Schema der Fertigungsverfahren (Bild 1.1) wird das Urformen als eines der sechs möglichen Fertigungsverfahren zur Erzeugung von Bauteilen eingeordnet. Unter diesen kann der Bauteilentwickler auswählen, wobei ein Vergleich zwischen den Verfahren Umformen, Trennen, Fügen und den neuartigen generativen Fertigungsprozessen anzustellen ist.

4. 3. Umformen

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Das Ziel des Umformens besteht demnach darin, die Form, die Oberfläche und die Werkstoffeigenschaften eines Werkstücks unter Beibehaltung der Masse und des Stoffzusammenhalts definiert zu verändern. Das Wirkprinzip des Umformens basiert auf der Fähigkeit metallischer Werkstoffe unter der Einwirkung äußerer Kräfte und Momente plastisch zu fließen. Der räumlich abgrenzbare Bereich eines Werkstücks, in dem durch äußere Krafteinwirkung so hohe Spannungen induziert werden, dass plastisches Fließen eintritt, wird als Umformzone bezeichnet. Die Umformzone kann verfahrensbedingt das gesamte Werkstoffvolumen oder nur einen Teil davon umfassen, aber auch innerhalb des Werkstücks partiell fortschreiten.

5. 4. Trennen

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Trennen ist nach DIN 8580 [4.1] definiert als Fertigen durch Ändern der Form und Aufheben des Stoffzusammenhaltes von Körpern, wobei der Zusammenhalt teilweise oder im Ganzen vermindert wird. Hierbei ist die Endform in der Ausgangsform enthalten. Die Hauptgruppe Trennen umfasst entsprechend Bild 4.1 sechs Gruppen.

6. 5. Fügen

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Mit Fertigungsverfahren wie Urformen oder Trennen lassen sich in der Regel nur einzelne Bauelemente (Werkstücke, Bauteile) herstellen. Um diese Bauelemente zu einer Baugruppe zu montieren, sind Fügevorgänge erforderlich.

7. 6. Beschichten

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Maßgebend für die Einordnung als Beschichtungsverfahren ist dabei der Zustand des Beschichtungsstoffes unmittelbar vor dem Beschichten. Ist dieser formlos (flüssig, gasförmig, pulvrig, usw.) handelt es sich um ein Beschichten. Liegt der Beschichtungsstoff in einem geometrisch bestimmten Zustand vor, handelt es sich um einen Fügevorgang. In diese Kategorie fallen z. B. das Aufkleben von Folien oder das Auflöten von metallischen Körpern. Wird die Oberflächenschicht aus dem Werkstück selbst erzeugt, z. B. beim Härten, handelt es sich um Verfahren aus der Gruppe Stoffeigenschaftsändern (vgl. Kapitel 7).

8. 7. Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandeln

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Die im Folgenden verwendeten Definitionen und eingesetzten Fachbegriffe beziehen sich vorzugsweise auf die Norm DIN EN 10052 [7.1], die formell durch die zwischenzeitlich verabschiedete internationale Norm ISO 4885 [7.2] ersetzt wurde. Letztere findet jedoch in deutschen Fachkreisen nur bedingt Anerkennung.

9. 8. Generative Fertigungsverfahren

   Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

   Zusammenfassung

   Unter dem Begriff generative Fertigungsverfahren werden verschiedene Prinzipien zur (additiven) Herstellung von Prototypen bzw. Produkten und Werkzeugen zusammengefasst, im Gegensatz zu abtragenden (subtraktiven) Fertigungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen, Erodieren u. a.

10. 9. Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen

    Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Thomas Hänel, Mario Kusch

    Zusammenfassung

    Im Teilgebiet „Fertigungsprozessgestaltung“ (FPG) wird die Methodik der Arbeitsplanung vorgestellt. Kern ist das methodisch richtige Vorausdenken der Fertigung eines Produktes, vorrangig – aber nicht nur – im Maschinenbau. Es werden die Begriffe, die Vorgehensweisen, die Hilfsmittel, die Ausgangsinformationen und die technischen Zusammenhänge der technologischen Planung erörtert. Des Weiteren werden Methoden zur Kostenrechnung für den Vergleich technologischer Varianten bei der Herstellung von Einzelteilen behandelt.

11. Backmatter