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2022 | Buch

Fertigungstechnik

herausgegeben von: Alfred Herbert Fritz, Jörg Schmütz

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Die Wirtschaftlichkeit der industriellen Produktion hängt vorwiegend von der richtigen Auswahl der Fertigungsverfahren ab. Dabei müssen die an Produktionsplanung, Fertigungstechnik und Konstruktion beteiligten Akteur*innen ausreichende Kenntnisse über die aktuellen technischen Entwicklungen haben. Dieses Lehrbuch soll bei der Vermittlung dieser Kenntnisse die Brücke schlagen zwischen theoretischen Erläuterungen und einer praxisorientierten Darstellungsweise und stellt dabei ein Standardwerk in Ausbildung und Praxis dar. Es werden die wichtigsten Fertigungsverfahren aus den vier großen Bereichen Gießen, Umformen, Trennen und Fügen behandelt, wobei eine hohe Anzahl an Abbildungen das Verständnis für den Lehrstoff unterstützt. In der vorliegenden 13. Auflage des Werkes wurden unter anderem der Abschnitt Fügen durch Umformen erweitert und das Laserstrahlschweißen aktualisiert. Die additive Fertigung gewinnt neben der Prototypenherstellung auch in der Serienproduktion immer weiter an Bedeutung und wurde daher deutlich ausgeweitet. Konstrukteur*innen erhalten darüber hinaus nützliche Hinweise zur zweckmäßigen konstruktiven und fertigungstechnischen Gestaltung einzelner Werkstücke in den unterschiedlichen Kapiteln. Digitales Zusatzmaterial wie Videos und PowerPoint-Präsentationen, welches über Links abrufbar ist, rundet die Wissensvermittlung auf anschauliche Weise ab.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einteilung der Fertigungsverfahren
Zusammenfassung
Die Fertigungstechnik ist ein Teil der übergeordneten Produktionstechnik. Sie erzeugt Produkte, die durch stoffliche und geometrische Merkmale gekennzeichnet sind. Die Vielfalt der bekannten und der zukünftigen Fertigungsverfahren lässt sich nach DIN 8580 unter dem Ordnungsgesichtspunkt Stoffzusammenhalt (nämlich: schaffen, beibehalten, vermindern oder vermehren) in fünf Hauptgruppen untergliedern:
Klaus-Dieter Kühn
Kapitel 2. Urformen
Zusammenfassung
Die Hauptgruppe Urformen wird als Fertigungsverfahren nach DIN 8580 definiert: Urformen ist das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch Schaffen des Zusammenhalts. Dabei lassen sich die Stoffeigenschaften des Werkstücks messtechnisch bestimmen. Als formloser Stoff werden Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Fasern und Späne bezeichnet. Die wichtigsten Verfahren zur Erzeugung von festen Körpern durch Urformen sind die Herstellung
Jörg Schmütz, Alfred Herbert Fritz, Burghilde Wieneke-Toutaoui
Kapitel 3. Umformen
Zusammenfassung
Beim Umformen werden die Stoffteilchen in eine andere Zwischen- oder Fertigteilform verschoben, ohne dass der Stoffzusammenhalt verloren geht. Die Masse bleibt demnach ebenfalls unverändert. Die Einteilung der Verfahren richtet sich nach DIN 8582 nach den wirksamen Spannungen in der Umformzone. So gehören zum Druckumformen das Walzen von Profilen und Blechen, die Schmiedeverfahren Frei- und Gesenkformen sowie das Strang- und Fließpressen. Zum Zugdruckumformen zählen das Drahtziehen, das Tiefziehen von Hohlkörpern aus Blech sowie die Drückverfahren für rotationssymmetrische Hohlkörper. Beim Zugumformen wirkt vorwiegend eine Zugbeanspruchung zum Längen, Weiten und das Streckziehen von Busdächern oder Flugzeugteilen. Eine größere praktische Bedeutung haben auch die Biegeverfahren. Ein besonderer Abschnitt behandelt das Innen-Hochdruck-Umformen (IHU) für die integrierte Bauteilherstellung für die Kfz-Industrie. Wegen der weiterhin angestrebten Minimierung von Kosten, Gewicht und Schadstoff-Emissionen bei Kraftfahrzeugen wurde der Abschnitt der sog. Gebauten Nockenwellen (durch Umformen hergestellt) aktualisiert.
Alfred Herbert Fritz
Kapitel 4. Trennen
Zusammenfassung
Trennen ist das Fertigen durch Ändern der Form eines festen Körpers. Dabei wird der Zusammenhalt örtlich aufgehoben, im Ganzen also vermindert. Dazu gehören in der Hauptgruppe nach DIN 8580 die wichtigen Fertigungsverfahren Zerteilen (Scherschneiden von Blechen), Spanen (mit geometrisch bestimmten und unbestimmten Schneiden), Abtragen, thermisches Schneiden und das Wasserstrahlschneiden. Nach dem industriellen Einsatz dürfte die Gruppe Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden die wichtigste sein. Dazu gehören die spangebenden Verfahren Drehen, Bohren, Fräsen, Hobeln und Räumen. In der Gruppe Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden übernimmt das Schleifen außer dem Fertigungsziel der guten Endqualität zunehmend die Aufgabe des eigentlichen Werkstoffabtrags, so dass früher vorgeschaltete Verfahren (z. B. Fräsen) entfallen können. Für das Zuschneiden von Rohteilen für Schweißkonstruktionen ist das Thermische Schneiden am weitesten verbreitet. Seit einigen Jahren hat auch das Wasserstrahlschneiden verstärkt Einsatz in der Praxis gefunden.
Klaus-Dieter Kühn, Alfred Herbert Fritz, Ralf Förster
Kapitel 5. Fügen
Zusammenfassung
Beim Fügen wird der Stoffzusammenhalt vermehrt (ebenso beim Beschichten). Die Werkstücke werden also miteinander verbunden (oder erhalten eine fest anhaftende Oberflächenschicht). In der Hauptgruppe 4 Fügen nach DIN 8580 sind die wichtigsten Fügeverfahren das Schweißen, Löten und Kleben. Beim Schmelzschweißen werden die Fügeflächen angeschmolzen. Meist wird mit einem Schweißzusatz gearbeitet, eine äußere Kraft wird nicht angewendet. Beim Pressschweißen dagegen wirkt eine äußere Kraft und es findet eine plastische Verformung statt. Dabei wird ohne Schweißzusatz gearbeitet. Das Löten ist ein Fügeprozess, bei dem die zu verbindenden Teile nicht aufgeschmolzen werden. Es entsteht (wie beim Schweißen) eine nicht lösbare Verbindung durch das Aufschmelzen des Lotes als Zusatzwerkstoff. Beim Kleben wird die Verbindung von Fügeteilen durch eine dünne Klebstoffschicht erreicht. Die Festigkeit hängt von der Eigenfestigkeit der Klebstoffe ab (Kohäsion) sowie von den Bindekräften zwischen Klebstoffschicht und Fügeteiloberfläche (Adhäsion).
Die Schweißverfahren wurden gestrafft und aktualisiert. Neu hinzugekommen ist das Fügen durch Umformen (Nieten, Bördeln, Clinchen). Diese Verfahren spielen eine wichtige Rolle für die Kfz-Fertigung.
Alfred Herbert Fritz, Kai Hilgenberg, Carsten Bye, Kai Hilgenberg
Backmatter
Metadaten
Titel
Fertigungstechnik
herausgegeben von
Alfred Herbert Fritz
Jörg Schmütz
Copyright-Jahr
2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-64875-9
Print ISBN
978-3-662-64874-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-64875-9

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