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Oberflächentechnik

weitere Buchkapitel

Extremely smooth: how smooth surfaces enable dry and boundary lubricated forming of aluminum

Extrem glatt: Wie glatte Oberflächen eine trockene und grenzgeschmierte Umformung von Aluminium ermöglichen

Reducing the amount of lubricant down to dry frictional contact in aluminum forming still poses major challenges for research and industry. The (partially) dry frictional contact favors aluminum adhesion on the tools. Coating the tools with a:C-H (hydrogenated amorphous carbon) can lead to significant improvements, but recent findings show a surprising effect of both tool and sheet surface roughness and topography on the friction and wear behavior. This publication analyzes the friction and wear behavior of coated and uncoated tool and sheet surfaces for both dry and minimal lubricated applications. On the sheet side, the roughness of the sheet metal EN-AW 5083 is significantly reduced by polishing to Rz values in the range of 0.2 μm. Various phenomena are evident: Due to the reduced surface roughness, a by 50% improved coefficient of friction is achieved at low loads and plane-plane-contact even with smallest possible lubricant quantities. In the dry case, however, the surfaces show slight signs of wear. In the high load case both friction is significantly reduced to a coefficient of friction of 0.01 and no wear present on the tool surface both in the dry and minimally lubricated cases. The phenomena are attributed to the complex smoothing behavior of the surface topography and are analyzed based on surface parameters.

Felix Flegler, Peter Groche, Tim Abraham, Günter Bräuer

K6 Wärmestrahlung - Superisolierungen

Dies ist ein Kapitel der 12. Auflage des VDI-Wärmeatlas.

Harald Reiss

7. Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten

Hochtemperaturbeschichtungen werden hauptsächlich eingesetzt, um zwei Funktionen zu erfüllen: a) Korrosionsschutz und b) Wärmedämmung der Bauteile. Während für die erstgenannte Aufgabe metallische Schichten aufgebracht werden, handelt es sich bei Wärmedämmschichten um keramische Überzüge mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Hochtemperaturbeschichtungen erfüllen oft auch mehreren Funktionen. Neben dem Korrosionsschutz dienen z. B. metall-keramische Schichten bei Abgasanlagen in Kraftwerken auch dem Verschleißschutz.Bei Beschichtungen spricht man auch von Schutzschichten (protective coatings), wenn sie den Grundwerkstoff vor einer bestimmten Einwirkung von außen abschirmen, aber nicht optische oder elektrische Funktionen erfüllen. Üblicherweise versteht man darunter Korrosionsschutz; ist Wärme- oder Verschleißschutz gemeint, wird dies begrifflich gekennzeichnet. Deckschichten, z. B. Oxide, werden manchmal ebenfalls als Schutzschichten bezeichnet, weil sie Korrosion verhüten oder mindern. Bei den Hochtemperaturbeschichtungen handelt es sich ausnahmslos um Dickschichten in Abgrenzung zu Dünnschichten, wobei der Übergang bei etwa 1 bis 5 μ $$ \upmu $$ m Schichtdicke definiert wird.

Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf, Ralf Bürgel

2. Anwendungsgebiete neuer Werkstoffe

Die auf globale Nachfrage aus der Wirtschaft ausgerichteten Hochtechnologiebereiche wie Maschinenbau, Energie- und Elektrotechnik, Straßenfahrzeugbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Messtechnik und Medizintechnik führen uns zu den wichtigsten Anwendungsfeldern neuer Werkstoffe. Die ◘ Tab. 2.1 enthält diese Anwendungsfelder.

Hansgeorg Hofmann, Jürgen Spindler

9. Entlacken

Aufgabe der Entlackung ist es, unabhängig vom eingesetzten Verfahren, die Werkstücke oder Gehängeteile metallblank zu entlacken, damit sie im Beschichtungsprozess wieder eingesetzt werden können. Die im Kapitel beschriebenen Verfahren sind Stickstoff-Kälte-Verfahren, chemische Verfahren und pyrolytische Verfahren. Dargestellt werden die Entlackungsmittel, deren Anwendung und die Eignung des Verfahrens für das Werkstück selbst oder die Anforderungen an die Oberfläche.

Judith Pietschmann

3. Gehänge und Fördertechnik

Gehänge und Fördertechnik sind ein wesentlicher Bestandteil von Beschichtungsanlagen. Sie bieten eine Vielzahl von Verfahren und Lösungen. Sie sind meist individuell auf die Forderungen und Möglichkeiten der Beschichtungsanlagen abgestimmt und auf die zu transportierenden Werkstücke angepasst. Im Kapitel werden die verschiedenen Fördersysteme aufgezeigt und deren Technik, Anwendungsbereich und Fördergut beschrieben.

Judith Pietschmann

Kapitel 2. Gegenstand der Forschung und methodische Grundlagen

Nachfolgend werden die Handlungs- und Gestaltungsfelder sowie Chancen- und Risikoaspekte für den Einsatz von KI in Unternehmen herausgestellt. Dazu werden Meinungsbilder geeigneter, dem Themenfeld verbundener Experten als Leitgedanken weiterer Ausführungen formuliert. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden wiederum neben sekundärem Forschungs-, Praxis- und Literaturwissen eine Basis für optionale Zukunftsszenarien veränderter Verwaltungsprozesse im Mittelstand.

Vanessa Carolin Schmieder

Kapitel 11. Verbundwerkstoffe

Verbundwerkstoffe stellt man her, indem man verschiedene Werkstoffe (wie Glasfasern und Kunststoff oder Aluminiumlegierungen mit Aluminiumoxidfasern) kombiniert. Man kann maßgeschneiderte Eigenschaften einstellen, die die Werkstoffe, aus denen der Verbundwerkstoff aufgebaut ist, alleine nicht aufweisen. Oft werden auch zwei- und mehrphasige Gefüge zu den Verbundwerkstoffen gerechnet (Ausscheidungsteilchen und Matrix). Will man die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verstehen, muss man zunächst die räumliche Anordnung der verschiedenen Bestandteile des Verbundwerkstoffs im Gefüge betrachten. Kugeln, Fasern, Stäbe und Platten einer Phase (bzw. eines Werkstoffs) können in verschiedenen Volumenbruchteilen in unterschiedlicher Homogenität und Ausrichtung im Gefüge des Verbundwerkstoffs verteilt sein. Die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs können aus den Eigenschaften seiner Einzelbestandteile über geeignete Mischungsregeln abgeschätzt werden. Faserverstärkte Werkstoffe haben in der Werkstofftechnik besonderes Interesse gefunden, weil sie erlauben, Werkstoffe in bestimmten Richtungen gezielt zu verstärken. Der Stahlbeton stellt einen im Bauwesen wichtigen Spezialfall eines Verbundwerkstoffs dar. Hier sorgen Stahlstäbe unter Zugspannung dafür, dass auch Zugbelastungen ertragen werden können. Am Beispiel von Stahlbeton lernen wir verstehen, warum die Ausdehnungskoeffizienten der beiden Elementarwerkstoffe möglichst ähnlich sein sollen, dass eine gute Haftung zwischen Faser und Matrix vorliegen soll und dass der Beton die Stahlstäbe vor Korrosion schützen muss. Hartmetalle (wie zum Beispiel Wolframkarbid/Kobalt) oder Cermets, wie man sie häufig bezeichnet (ceramics, metals), stellen ein Gemisch aus einem höheren Anteil keramischer und einem meist kleineren Anteil metallischer Phase dar. Zu den Verbundwerkstoffen zählen wir auch Systeme, wo auf die Oberfläche eines Werkstoffs eine Schicht aus einem zweiten Werkstoff aufgebracht wird. Im Falle von Verbundwerkstoffen spielt das Wissen um deren Herstellung eine besondere Rolle. Das Verständnis der Eigenschaften der Verbundwerkstoffe verlangt ein gutes Verständnis ihres Aufbaus und der chemischen, physikalischen, mechanischen Wechselwirkung ihrer Komponenten.

Erhard Hornbogen, Gunther Eggeler, Ewald Werner

Kapitel 12. Werkstoff und Fertigung

Werkstoffeigenschaften ermitteln wir an Proben, die wir Halbzeugen oder Bauteilen entnehmen. Ein Halbzeug wird in einem Fertigungsprozess zum Bauteil oder Produkt weiterverarbeitet, wie zum Beispiel ein Blech, das in einem Tiefziehprozess zu einer Fahrzeugtür geformt wird (Umformen). Es gibt auch Fälle, wo Bauteile endkonturnah gefertigt werden, wie zum Beispiel im Vakuumfeinguss hergestellte Turbinenschaufeln (Urformen). Die Form von Halbzeugen ist in der Regel genormt und ihre Herstellung ist an bestimmte Prozessparameter gebunden. Ein Werkstoff muss zwei Bedingungen erfüllen. Er muss zu konkurrenzfähigen Kosten in eine vom Konstrukteur gewünschte Form gebracht werden können und im Gebrauch die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. In diesem Kapitel führen wir die Begriffe Halbzeug und Bauteil ein und überlegen uns, dass für die Herstellung eines Bauteils immer mehrere Fertigungsschritte erforderlich sind. Wir lernen verschiedene Urformprozesse kennen, zu denen das Sintern (Pulvertechnologie), das Gießen (Schmelztechnologie) und das Aufdampfen gehören. Wir besprechen mehrere Gießprozesse und lernen auch die Herstellung von Halbleiterbauelementen kennen. Dann beschäftigen wir uns mit technisch wichtigen Umformprozessen wie dem Freiformschmieden, dem Gesenkschmieden und dem Walzen. Am Beispiel des Walzprozesses machen wir uns klar, dass wir die Mikrostruktur des Werkstoffs beim Umformen verändern. Kunststoffe können in einer Spritzmaschine durch erzwungenes viskoses Fließen einfach in bestimmte Formen gebracht werden. Schließlich stellen Trennen, Fügen und verschiedene Arten von Nachbehandlungen wichtige Herstellungsschritte dar. Zur Werkstoffkunde gehört das Wissen über die Herstellung von Werkstoffen. In der Werkstofftechnik muss man Herstellungsverfahren kennen, ihre Möglichkeiten ausnutzen und ihre Grenzen berücksichtigen. Die Werkstoffwissenschaft hilft beim Verständnis der Strukturbildungsprozesse, die mit der Herstellung von Werkstoffen verbunden sind.

Erhard Hornbogen, Gunther Eggeler, Ewald Werner

8 Keramische Werkstoffe

Die Antworten aus diesem Kapitels widmen sich den keramischen Werkstoffen, zu welchen eine große Zahl nichtmetallischer und anorganischer Werkstoffe gezählt werden. Keramiken zeichnen sich in der Regel durch hohe Druckfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit aus. Nach einigen Fragen zu den einatomaren keramischen Stoffen wie Graphit oder Diamant, enthält das Kapitel Fragen zu den nichtoxidischen keramischen Stoffen wie den Hartstoffen, SiC oder $$\mathrm{Si}_{3}\mathrm{N}_{4}$$ (Karbide und Nitride), Oxidkeramiken, und insbesondere zu keramischen Werkstoffen, die sich vom Dreistoffsystem $$\mathrm{SiO}_{2}$$ -CaO- $$\mathrm{Al}_{2}$$ $$\mathrm{O}_{3}$$ ableiten und die als feuerfeste Werkstoffe eine wichtige Rolle spielen. Darauf folgen Antworten zu Gläsern sowie zu Keramiken, die als Baustoffe zum Einsatz kommen, insbesondere Zement und Beton.

Ewald Werner, Erhard Hornbogen, Norbert Jost, Gunther Eggeler

Kapitel 16. Interdisziplinäre Zusammenarbeit im Innovationsprozess

Eisenmann ist ein seit fast 70 Jahren nahezu ausschließlich organisch gewachsener Maschinen- und Anlagenbauer. Über die Zeit haben sich Technologien und Fachwissen immer weiter ausdifferenziert, sodass heute viele Querschnittsthemen existieren, die sich durch mehrere Unternehmensbereiche und Kundensegmente ziehen. Eine wichtige Aufgabe ist es, Synergiepotenziale zwischen den Bereichen zu heben und Austausch zu fördern, um effizient und effektiv innovative Produkte in einer immer komplexeren Welt auf den Markt bringen zu können. Zwei wichtige Aktivitäten von Eisenmann sind dabei das Fachexpertensystem und eine Softwareplattform für Technologieradar und Ideenmanagement. Sie sollen helfen, Informationsverteilung, Austausch und Zusammenarbeit über Bereichs- und Disziplingrenzen zu verbessern.

Philipp Wichert

Reduzierung der Flüssigkeitsreibung durch DLC‑Beschichtungen

Der Wirkungsgrad im Antriebsstrang kann durch Reduzierung der lastunabhängigen und lastabhängigen Verluste deutlich gesteigert werden. Während lastunabhängige Verluste durch z. B. Planschen maßgeblich von der Schmierstoffviskosität und -dichte abhängen, werden lastabhängige Verluste maßgeblich von den Oberflächeneigenschaften der Wälzkörper beeinflusst.

Thomas Lohner, Martin Ebner, Andreas Ziegltrum, Karsten Stahl, Kirsten Bobzin, Tobias Brögelmann, Christian Kalscheuer, Matthias Thiex

4. Sanierungs- und Restrukturierungsmaßnahmen

Eine Unternehmenssanierung funktioniert leider nicht durch die alleinige Anwendung von „Sanierungstools“ wie Stundungen, Entlassungen etc. Denn jede Sanierung ist mit Veränderungen verbunden, ist ein inhaltlich komplexes Change Managementprojekt, mit dem sich das Unternehmen vom Ist- in den Sollzustand verwandeln soll. Auf diese „Reise“ müssen alle involvierten Personen mitgenommen werden, indem die Sanierungsziele kommuniziert und erklärt sowie die Personen in diesem Veränderungsprozess gecoacht werden müssen: Dies erfordert die Etablierung einer Sanierungskultur (Sanierungsmindset), die ein zentraler Erfolgsbestandteil ist. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenstellung der Erfolgsfaktoren für die wesentlichen Sanierungsbereiche und -maßnahmen.

Dr. Dr. Stefan Hohberger, Hellmut Damlachi, Valerie Wächter, Michael Hermanns, Dr. Klaus Stoesser, Susanne Gessert, Moritz Steiner, Jaroslaw Zapolski, Jürgen Hanke

Kapitel 3. Wirkungen vertikaler Kooperation versus Fusion

In diesem Kapitel werden vertikale Kooperation und Fusion spieltheoretisch analysiert und vergleichend einander gegenübergestellt. Die industrieökonomische Forschung hat sich in der Vergangenheit intensiv auf die Analyse von vertikaler Fusion konzentriert. Dies war zunächst durch die empirische Relevanz von Fusion gegenüber Kooperation und nicht zuletzt durch die kontroverse wettbewerbspolitische Beurteilung unterschiedlicher Denkschulen bedingt.

Jan-Philipp Büchler

4. Development of the 500 Biggest Family Enterprises Since Foundation

This chapter examines the influence of firm age on the growth rates of family businesses. Based on a sample of the 500 biggest German family businesses the long-term development of each company is simulated and compound annual growth rates (CAGR) are calculated to compare the performance since the firms’ foundations. This long-term analysis indicates that family businesses can achieve growth rates independent of their age but they have to consider the impact of an aging company on the size and on other internal factors to make growth possible and secure the existence of the company over generations. Even small growth differences over years can change the company’s development tremendously with age.

Laura K. C. Seibold, Maximilian Lantelme, Hermut Kormann

8. Appendix

See Tables 8.1, 8.2, 8.3

Laura K. C. Seibold, Maximilian Lantelme, Hermut Kormann

8. Auftragschweißen und Thermisches Spritzen

Werkstoffe werden durch verschiedene Mechanismen geschädigt. Verformung, chemischer Angriff und Verschleiß treten dabei häufig kombiniert auf. Diese Werkstoffschädigungen können bis zum Bauteilversagen durch Bruch führen.

Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

2. Chemisch analytische Werkstoffprüfung

In einem chemischen Laboratorium bestehen zahlreiche Gefahren für Leben und Gesundheit der darin beschäftigten Personen, für Gegenstände und Einrichtungen. So müssen beispielsweise Schutzmaßnahmen gegen Vergiftungen, Verbrennungen, Verätzungen, Feuer und Explosionswirkungen, Gase u.a.m. getroffen werden [7]. Ein weiterer wichtiger Punkt in diesem Zusammenhang ist die Chemikalienlagerung und –handhabung [22]. Man wird einerseits zwischen akuten und chronischen Giftwirkungen, andererseits zwischen Atem-, Lungen-, Haut-, Magengiften und schließlich auch Strahlungsgiftwirkungen durch UV- oder Röntgenstrahlung unterscheiden müssen. Die in chemischen Laboratorien benutzten Chemikalien sind durchgängig Gifte. Folgende Aufstellungen in Tabelle 1.1 und 1.2 mögen einen Überblick über die Wirkungen wichtiger chemischer Gifte geben. Die chemische Zusammensetzung der Werkstoffe ist von besonderer Bedeutung hinsichtlich ihrer Korrosion und dem entsprechenden Korrosionsschutz.

Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Schiebold

P

Spiegel mit reflektierenden Flächen, welche die Form eines Rotationsparaboloids besitzt. In einem Parabolspiegel werden alle achsnahen einfallenden Lichtstrahlen in einem Brennpunkt vereinigt.

Thomas Jüstel, Sebastian Schwung

Kapitel 5. Employer-Branding-Ziele und strategische Planung

Die Basis für eine Employer Brand bildet eine sorgfältig erarbeitete Strategie. Eine Employer-Branding-Strategie darf nicht als Selbstzweck verstanden werden, sondern als wichtiger Teil der Unternehmensstrategie. Wie schon zuvor beschrieben, bildet neben der Unternehmensstrategie auch die Unternehmensmarke eine wichtige Grundlage für den Aufbau einer authentischen Arbeitgebermarke. Bei der Strategiebildung muss daher eine enge Abstimmung zwischen der Employer Brand und der Unternehmensmarke erfolgen. Die Employer Brand muss ein Teil der bestehenden Unternehmensmarke sein, denn so können sich beide ergänzen und dadurch positive Synergieeffekte für das Unternehmen entstehen.

Wolfgang Immerschitt, Marcus Stumpf

Kapitel 9. Mehrmaschinensysteme

Kapitel 9 befasst sich mit den unterschiedlichen Möglichkeiten, Mehrmaschinensysteme zu realisieren. Diese erfahren durch die stetige Forderung nach gesteigerter Leistung und Automatisierung in der Produktion zunehmende Bedeutung. Zunächst werden die Grundlagen der Maschinenverkettung erläutert, um den Leser in die Thematik einzuführen. Als Schnittstelle zwischen den einzelnen Maschinen eines Mehrmaschinensystems werden unterschiedliche Handhabungssysteme, wie Einlegegeräte oder Industrieroboter kombiniert mit entsprechenden Endeffektoren (z. B. Greifer etc.) verwendet, die ebenfalls in diesem Kapitel vorgestellt werden. Anschließend wird auf Sonderwerkzeugmaschinen wie Rundtakt- oder Längstaktmaschinen eingegangen, bevor unterschiedliche Arten von Transferstraßen sowie flexible Fertigungszellen und -systeme erläutert werden.

Christian Brecher, Manfred Weck

24. Intelligentes Wärmepumpensystem hält die Luft rein und schont Ressourcen

Die Albert Rechtenbacher GmbH mit Sitz in Bopfingen auf der Ostalb ist Experte für Oberflächentechnik, d. h. Oberflächenveredelung bzw. Oberflächenbehandlung. Das Leistungsspektrum reicht von der Klavierlackbeschichtung über Nanobeschichtung, Nasslackbeschichtungen für die Automobilindustrie, Softlackbeschichtungen, die in der Medizintechnik zum Einsatz kommen, bis hin zur Pulverbeschichtung für den Stahl- und Metallbau.

Mario Schmidt, Christian Haubach, Marlene Preiß, Hannes Spieth, Joa Bauer

31. Hochtemperatur- Wärmerückgewinnung aus Härteöfen

Der Zahnrad- und Getriebespezialist IMS Gear betreibt an seinem Standort in Donaueschingen eine der weltweit modernsten Härtereien. Dort werden die unterschiedlichen Bauteile in Härteöfen Wärmebehandlungen unterzogen, um die Werkstoffeigenschaften zu optimieren. Bisher wurde die an den Härteöfen entstehende Abwärme ungenutzt an die Raumluft abgegeben und ging somit verloren. In der Härterei werden neben den Öfen vier Reinigungsanlagen zum Reinigen der Teile betrieben, die elektrisch beheizt werden müssen. Der hierfür nötige Strombedarf beläuft sich jährlich auf rund 1.000 MWh. Da es IMS Gear wichtig ist, sowohl Maßstäbe bei der Qualität seiner Prozesse und Produkte als auch in punkto Nachhaltigkeit und Effizienz zu setzen, widmete sich das Unternehmen der Frage, ob und wie sich die Abwärme der Öfen für das Beheizen der Reinigungsanlagen nutzen lässt. Das Ziel des Projekts war es, die Lösemittel-Reinigungsanlagen ohne eine zusätzliche elektrische Beheizung mit der vorhandenen Prozessabwärme betreiben zu können.

Mario Schmidt, Christian Haubach, Marlene Preiß, Hannes Spieth, Joa Bauer

Kapitel 12. Praxisbeispiele

Dieses Kapitel enthält die im Buch erwähnten Praxisbeispiele in tabellarischer Form.

Stefan Fritz, Hans J. Schneider

Kapitel 6. Best-Practice-Beispiele aus der Industrie

Wie sich Lean & Green in Unternehmen verankern und vorantreiben lässt, zeigen jährlich die besuchten Unternehmen des Lean & Green Management Awards. Sowohl im Bereich Lean Management als auch in Bezug auf Ressourceneffizienz geben sie Einblicke in Best-Practice-Beispiele, bei denen entweder Lean & Green integriert betrachtet wird oder sich beide Themen gegenseitig positiv beeinflussen. Im folgenden Kapitel stellen einige der besten Teilnehmer des Awards ihre Erfolgsrezepte dar und beschreiben ihr Vorgehen bei der Umsetzung ihrer Best-Practice-Ansätze.

Daniel Reichert, Claudio Cito, Ivan Barjasic

4. Fördersysteme

Fördermittel sind Arbeitsmittel für den innerbetrieblichen oder innerwerklichen Materialfluss und werden zum Verteilen, Sammeln (beim Kommissionieren), Sortieren und Puffern oder Zwischenlagern eingesetzt. Im Unterschied zu anderen Arbeits- oder Betriebsmitteln sind sie durch ihre Dynamik charakterisiert und erfüllen Aufgaben im Sinne einer Verkettung von funktional zusammenhängenden Bereichen wie bspw. Transporte zwischen einzelnen Arbeitsschritten, zwischen Lager und Produktion, von der Produktion zum Versand und andere mehr. Erst die Verknüpfung unterschiedlicher Fördermittel, die in verschiedenen funktionellen Bereichen eingesetzt werden, lässt in Verbindung mit Lager-, Kommissionier- und Sortier- und Verteilsystemen ein komplexes, intralogistisches Materialflusssystem entstehen.

Michael ten Hompel, Thorsten Schmidt, Johannes Dregger

37. Preparation for Bonding

Adhesives are used today with increasing volumes in many applications in different industries and are supplied to the end customers in various forms. Very common are liquid adhesives, pastes, mastics, as well as adhesive films or tapes. Less common are powder systems for coating purposes. Adhesives are used where more conventional mechanical or thermal joining technologies can’t be used because the joint area is not accessible (e.g., for a spot welding or riveting gun), entire areas need to be bonded (tile or carpet bonding), or if improved mechanical joint performance is required. Improved mechanical performance could be increased joint stiffness, longtime durability, or corrosion resistance under environmental exposure.Bonding with adhesives is not a simple operation, and a lot of preparation work is necessary before the adhesive can be applied to the designated bonding area (Shields J, Adhesives handbook. Butterworths, London, 1985). A chain of preparation processes is required. It starts with the mixing of the adhesive and its storage before the transfer to the customer. At the customer, the adhesives need to be transferred to the operation area. The substrates to which the adhesive will be applied have to be well prepared. The final process step includes the dispensing of the adhesive to the substrate and the joining of the parts which are intended to be bonded. Some adhesive formulations require an accurate metering of different components. Some, sensitive adhesive operations require a monitoring of the application, e.g., by vision systems, to guarantee the correctness of the application. Each of the steps is important and contributes equally to the quality of the final adhesive application. See below the summary of the different process preparation steps:1.Adhesive mixing at the supplier2.Packaging of the adhesive at the supplier3.Adhesive storage at the supplier or the customer4.Transferring the adhesive from the storage to the application area5.Substrate preparation6.Metering and dispensing the adhesive7.Quality controlDepending for which application, in which industry, and by which end customers adhesives are used, different application techniques and dispensing and metering devices are chosen.For smaller bonding operations like sealing work at construction sites, repair work at car garages, or to fix tiles to a floor, adhesives are typically manually applied out of smaller containers like cartridges. If adhesives are used in a larger scale, like at an automotive line, for example, for metal bonding reasons or to bond windows to the frame of a car, a robot application is used, which pumps the adhesive out of drums and transfers it to a dozer and a gun for the final application. The adhesive itself can be applied in different ways like as a simple bead, sprayed, extruded, or by air assistance, called swirling. Which technique is used depends on factors like the application, the rheological property of the adhesive, and the application temperature. Therefore, the rheological properties of the adhesive formulation need to be tailored to the application. Lower viscous adhesives can be applied by spraying or extrusion beside the simple bead application. Higher viscous adhesives are often limited to bead application, or the application temperature needs to be significantly increased to be applicable by other methods.This chapter will discuss in further detail each item of the process chain: the storage of adhesives, the transfer to the application area, the different metering and dispensing technologies, the used mixing equipments, the substrate preparation, and the quality control. Proposals are made regarding people education and how to create a safe working environment.

Andreas Lutz

10. Kreislaufwirtschaft

Prof. Dr. Ulrich Förstner, Prof. Dr. Stephan Köster

Von der Ökologie zur Nachhaltigkeit – Gesellschaftliche Verantwortung bei den Möbelmachern

Die Entstehungsgeschichte erklärt in einem Vorwort, wie sich der Familienbetrieb seit der Gründung in Richtung Nachhaltigkeit und gesellschaftliche Verantwortung entwickelt hat. Im Anschluss werden Kernthemen wie die ökologische Fertigung und regionale Wirtschaftskreisläufe beleuchtet, um dann im Paradebeispiel Massivholzküche die Querverbindungen aufzuzeigen, die bei der täglichen Arbeit motivieren und Freude machen. Der Ausblick erklärt die bereits vollzogene Betriebsübernahme und die geplante Übergabe im nächsten Jahrzehnt der Firmengeschichte.

herwig Danzer

10. Zusammenfassung

In den vielen hundert Einzelmaßnahmen zeigen sich Muster. Bei Energieeffizienz-Maßnahmen geht es immer wieder um Fragen der Dimensionierung, der Auslastung, der Nutzung effizienter Geräte, der Vermeidung von Verlusten oder der Rückgewinnung von Material und Energie. Um Fehlentscheidungen zu vermeiden, müssen die verfügbaren Methoden zur Wirtschaftlichkeitsrechnung konsequent angewandt werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht insbesondere bei komplexen Produktionsprozessen und Prozessketten wie bspw. bei Füge- oder Beschichtungsverfahren.

Markus Blesl, Alois Kessler

5. Strombasierte Querschnittsprozesse

Zu den strombasierten Querschnittsprozessen zählen der Betrieb von Druckluftanlagen, der Betrieb von Rechenzentren und die galvanische Oberflächenbeschichtung. Die technischen Grundlagen werden jeweils kurz beschrieben, um ein Verständnis für die im Einzelnen beschriebenen Effizienz-Maßnahmen zu schaffen. Zu jedem Querschnittsthema werden die Erkenntnisse in Empfehlungen zusammengefasst.

Markus Blesl, Alois Kessler

2. Grundlagen

In diesem Kapitel wird auf Methoden zur Werkstoff- und Bauteilanalyse sowie die Ermittlung von Werkstoffeigenschaften, insbesondere Fließkurven, eingegangen. Die Finite-Elemente-Methode als wichtiges Instrument zur Analyse komplexer umformtechnischer Prozesse wird anhand von Anwendungsbeispielen vorgestellt. Prozessübergreifend werden die in der Umformtechnik häufig verwendeten Werkzeug- und Werkstückwerkstoffe vorgestellt und die tribologischen Aspekte der Umformtechnik in ihren Grundzügen vermittelt.

Fritz Klocke

Chapter 4. Bezugsrahmen zur Replikation von Produktionsroutinen in der Automobilindustrie

Dieses Hauptkapitel hat zum Ziel, den im ersten Teil der Arbeit aus der Literatur abgeleiteten konzeptionellen Bezugsrahmen, basierend auf den in Kapitel II.2.2 vorgestellten fünf Fallstudien, empirisch zu validieren und hin zu einem gesamtheitlichen Bezugsrahmen für die Replikation von Produktionsroutinen beim Aufbau neuer Produktionsstätten am Beispiel der Automobilindustrie zu erweitern.

Florian Osterrieder

Chapter 3. Values Cockpits and Values Management

A company’s values tell us what the company stands for and what it produces, tangible or intangible, to survive in its business. They form a funnel that determines how the company perceives the world around it, which problems it recognizes, which solutions it finds, and which products or services it develops in response. If the values at work in the company are balanced well and if the company is managed in line with its values, commercial success, entrepreneurial excellence, and a unique and unmistakable presence are within reach. Values-oriented management tries to do just that: to balance the values that exist in the company in a coherent manner. It can measure the values by means of a dedicated values cockpit, tie them to specific conditions, and link them to a set of applied values as the frame of reference which forms the corporate culture. By organizing and managing this frame of reference, the values cockpit helps align individual and corporate actions and imbues the whole enterprise with a sense of focus and durability.

Friedrich Glauner

10. Verbundwerkstoffe

Nach der Einteilung der Verbundwerkstoffe werden deren wesentliche Eigenschaften, insbesondere die der Faserverbundwerkstoffe dargestellt. Angegeben werden Beziehungen zur Bestimmung der elastischen Konstanten in Abhängigkeit von Faserorientierung und Fasergehalt. Beschrieben werden die Eigenschaften verschiedener Matrix- und Faserwerkstoffe, wobei auch faserverstärkte Metalle und Keramiken in die Betrachtung einbezogen sind. Angesprochen wird auch die Beschichtungstechnik. Neben den galvanischen Verfahren werden die modernen Methoden der chemischen und der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase sowie das thermische Spritzen beschrieben.

Eberhard Roos, Karl Maile, Michael Seidenfuß

2. Fallentstehung

Der nachfolgende Fall ist in Kooperation mit sechs Unternehmen des Konvergenzgebietes Lüneburg entstanden. Durch Interviews mit Geschäftsführern, Betriebsleitern und Inhabern konnten wertvolle Informationen hinsichtlich der Standortattraktivität der Region aber, auch bundesweit generiert werden, die in die Fallstudie eingeflossen sind. Wichtige Einflussfaktoren, welche die Verlagerung oder Erweiterung von Unternehmen bedingen aber auch verhindern, sind hierbei diskutiert und bewertet worden. Neben der betriebswirtschaftlichen Unternehmenssituation spielen aus Sicht der Unternehmer die Themen Bürokratie, bau- und steuerrechtliche Aspekte, Infrastruktur sowie Synergieeffekte aus Kooperationen und die Verfügbarkeit von Fach- und Führungskräften sowie weiterer Ressourcen wesentliche Rollen, wenn es darum geht, die eigenen Unternehmensstandorte zu bewerten und potenzielle Standorte zu lokalisieren.

Inke Deharde

5. Aufgabenstellungen

Nehmen Sie sich genügend Zeit, die Unterlagen sorgfältig zu lesen. Bedenken Sie stets, dass die nachfolgende Situation durchaus real sein könnte. Handeln Sie daher bitte nach bestem Wissen und Gewissen, denn die Probleme der Innova-Q AG sind von großem Ausmaß und natürlich drängt die Zeit. Schnelle und dennoch fundierte Entscheidungen müssen her, um Schaden von Unternehmen und Gesellschaft abzuwenden. Alles hängt ab jetzt von Ihrer Entscheidung ab!

Inke Deharde

17. Die frühen Phasen der IPSS-Entwicklung in der Anwendung

Charakteristische Herausforderungen und methodische Unterstützung (2)

Im direkten Zusammenspiel mit Kap. 4 beschäftigt sich der vorliegende Beitrag mit den frühen Phasen der Entwicklung industrieller Produkt-Service Systeme und erweitert die theoretisch fundierten Erkenntnisse um Erfahrungen aus der industriellen Praxis. Zunächst werden hierfür besonders die Herausforderungen beleuchtet, denen ein klassisch produktorientiertes Unternehmen innerhalb des Transformationsprozesses hin zum IPSS-Anbieter gegenübersteht. Diese Herausforderungen adressierend, zeigt das Buchkapitel Möglichkeiten der methodischen Unterstützung auf. Dabei steht zum einen die Findung neuer IPSS-Ideen im Zentrum. Besonders die Generierung neuartiger Geschäftsmodelle weist für Unternehmen einen hohen Neuheitsgrad auf. Um während der Phase der Konzipierung den Lösungsraum möglichst umfassend zu erkunden ist es notwendig, die kollaborative Kreativität im Entwicklerteam zu unterstützen. Zu diesem Zweck wird ein innovativer Methodenbaustein vorgestellt, der es mithilfe verschiedener Spielmechanismen schafft, den zahlreichen Domänen im IPSS-Kontext gerecht zu werden und somit ein möglichst optimales Lösungskonzept zu identifizieren. Die in den Buchkapiteln vorgestellten Methoden wurden letztendlich in einen Softwareprototyp integriert, um die Effizienz (z. B. Wiederverwendbarkeit und Dokumentation) im Praxisalltag sicherzustellen.

Michael Herzog, Matthias Köster, Tim Sadek, Beate Bender

7. Werkstoff- und Halbzeugtechnologien für Leichtbau-Anwendungen

Eine Einteilung der Fertigungsverfahren ist in der DIN 8580 allgemeingültig beschrieben. Fertigungsverfahren werden in sechs Hauptgruppen eingeteilt. Jede Hauptgruppe basiert auf spezifischen Merkmalen. Im Falle einer Änderung der Form wird der Stoffzusammenhalt beibehalten, vermindert oder vermehrt (vgl. Tab. 7.1). Die in folgenden Abschnitten beschriebenen Fertigungsverfahren finden sich zum Beispiel in den Hauptgruppen1 Urformen – 1.1 Urformen aus dem flüssigen Zustand – 1.1.2 Druckgießen1 Urformen – 1.2 Urformen aus dem plastischen Zustand – 1.1.4 Strangpressen (Extrudieren)beziehungsweise2 Umformen (DIN 8582) – 2.2 Zugdruckumformen (DIN 8581-1) – 2.2.2 Tiefziehen (DIN8584-3)2 Umformen (DIN 8582) – 2.4 Biegeumformen (DIN 8586) – 2.4.2 Biegen mit drehender Werkzeugbewegung – 2.4.2.1 – Walzbiegen – 2.4.2.1.4 WalzprofilierenAndere Verfahren wie z. B. wirkmedienbasierte Umformverfahren, Schmieden, Kaltfließpressen, Semi-Solid-Gussverfahren (Thixomolding), Thixoschmieden usw. können je nach Belastungs- bzw. Verfahrensweise eingeordnet werden.Das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung flächiger Blechformteile ist das Tiefziehen. Der reale Umformvorgang ist aber in der Regel kein reines Tiefziehen, sondern eine Kombination mit Streckziehen und lokalen Biege- bzw. Stauchprozessen.Das Tiefziehen definiert sich als Prozess, in dem ein Blechzuschnitt zu einem Hohlkörper (Erstzug) oder ein Hohlkörper in einen anderen Hohlkörper mit geringerem Umfang (Weiterzug) umgeformt wird. Eine Veränderung der Blechdicke ist nicht beabsichtigt [1].

Dr. Peter Furrer, Andreas Müller, T. Reier, Dr. Stefan Mütze, Uwe Eggers, Ansgar Geffert, Dr.-Ing. Gerhard Kopp, Prof. Dr. Rodolfo Schöneburg, Dr. Dietrich Scherzer, Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn, Vitalij Janzen, Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Dr.-Ing. Thomas Olfermann, Dr.-Ing. Sebastian Süllentrop, Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Rainer Gadow, Prof. Dr. Lothar Gaul, Dr.-Ing. André Kröff, Klaus Decking, Thomas Eichenseer, Gerald Widegger

Chapter 4. Drei Hochtechnologien als Anwendungsfelder für die empirische Analyse

Das Technologiefeld ‚Clean Technology‘ umfasst „saubere“ (also emissionsarme) Technologien, erneuerbare Energien und Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz (BMU, 2009; Pernick & Wilder, 2007). Allerdings ist der Bereich noch nicht abschließend und eindeutig definiert, weswegen verschiedene definitorische Ansätze existieren. Pernick und Wilder (2007, S. 21ff.) verstehen „eight major clean technology sectors: solar power, wind power, biofuels, green buildings, personal transportation, the smart grid, mobile applications (such as portable fuel cells), and water filtration” als Hauptbereiche von Clean Technology.

Christian P. Steinle

4. Gleichgewichte

Ein vor uns liegender Werkstoff stellt sich in einem bestimmten Zustand dar. Wir kennen die „klassischen“ Aggregatzustände (fest – flüssig – gasförmig) elementarer Stoffe. Der feste Zustand kann kristallin oder amorph sein, feinkörnig oder grobkörnig, einphasig oder mehrphasig, kaltverfestigt oder rekristallisiert. Derselbe Werkstoff kann sich – je nach Temperatur – im paramagnetischen oder im ferromagnetischen, im supraleitenden oder im normalleitenden Zustand befinden. In Legierungen und anderen Mehrstoffsystemen tritt neben die Temperatur (und den Druck) ein weiterer Zustandsparameter: die Zusammensetzung. Je nach Temperatur und Zusammensetzung kann ein solches Mehrstoffsystem unterschiedliche Phasen in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Mengenanteilen enthalten, also in verschiedenen Zuständen vorliegen. Das vorliegende Kapitel führt die thermodynamischen Größen ein, welche die Zustände charakterisieren und welche die Richtung der Veränderung angeben: Freie Enthalpie, Enthalpie, Entropie. Außerdem werden die wesentlichen Darstellungsformen wie Zustandsdiagramm oder Ellingham-Richardson-Diagramm erläutert, genauso wie die wichtigsten Messverfahren.

Bernhard Ilschner, Robert F. Singer

1. Einordnung in allgemeine Zusammenhänge

In den letzten Jahrzehnten wurden in zunehmendem Maße Überlegungen darüber angestellt, welche Folgen für die menschliche Gesellschaft aus der Begrenztheit der Weltvorräte an Rohstoffen und Energieträgern entstehen und wie die Herstellung, Verarbeitung und Anwendung der Werkstoffe die natürliche und soziale Umwelt des Menschen beeinflusst. Das Aufstellen von Stoff- und Energiebilanzen und das Verfolgen von Stoffflüssen ermöglicht hier wichtige Aussagen. Die Produktion und Weiterverarbeitung von Werkstoffen verursacht 30 % des Energieverbrauchs einer Volkswirtschaft, d.h. die Frage nach der Rohstoffbasis der Materialien ist mit der Frage nach der Verfügbarkeit von Energieträgern unlösbar verknüpft. Mit dem hohen Energiebedarf und anderen Faktoren in der Erzeugung von Werkstoffen ist eine entsprechend hohe Umweltbelastung verbunden.

Bernhard Ilschner, Robert F. Singer

10. Innovationsallianz „Green Carbody Technologies“ – InnoCaT®

Kosten-, termin- und ressourcengesteuerte Karosseriefertigung mit halbiertem Energieeinsatz

Wie lassen sich Produkte ressourceneffizient fertigen? Welche neuen Herstellungsverfahren werden benötigt, um Material und Energie einzusparen? Diese zentralen Fragen untersuchen Fraunhofer-Wissenschaftler und Experten aus der Industrie gemeinsam in der Innovationsallianz „Green Carbody Technolgies – InnoCaT®“. Mehr als 60 Partner traten 2010 an, um gemeinsam an Innovationen und Synergien entlang der gesamten Prozesskette im Automobilbau zu forschen – beginnend mit dem Blechhalbzeug über den Werkzeugbau, das Presswerk und den Karosseriebau bis hin zur Lackierung. Das gemeinsame Ziel der Allianz: Produktionsabläufe bei gleichem Output mit einem weit geringeren Energieeinsatz und Ressourcenverbrauch zu realisieren und darüber hinaus bewertbar und planbar zu gestalten.

Prof. Dr.-Ing. Matthias Putz

37. Preparation for Bonding

Adhesives are used today with increasing volumes in many applications in different industries and are supplied to the end customers in various forms. Very common ones are liquid adhesives, pastes, mastics, as well as adhesive films or tapes. Less common ones are powder systems for coating purposes.Bonding with adhesives is not a simple operation and a lot of preparation work is necessary before the adhesive can be applied to the designated bonding area (Shields, Adhesives Handbook 1985). A chain of preparation processes is required. It starts with the mixing of the adhesive and its storage before the transfer to the customer. At the customer, the adhesives need to be transferred to the operation area. The substrates to which the adhesive will be applied have to be well prepared. The final process step includes the dispensing of the adhesive to the substrate and the joining of the parts which are intended to be bonded. Some adhesive formulations require an accurate metering of different components. Each of the steps is important and contributes equally to the quality of the final adhesive application. See below the summary of the different process preparation steps.1.Adhesive mixing at the supplier2.Packaging of the adhesive at the supplier3.Adhesive storage at the supplier or the customer4.Transferring the adhesive from the storage to the application area5.Substrate preparation6.Metering and dispensing the adhesive7.Quality controlDepending on for which application, in which industry, and by which end customers adhesives are used, different application techniques, dispensing, and metering devices are chosen.For smaller bonding operations like sealing work at construction sites, repair work at car garages, or to fix tiles to a floor, adhesives are typically manually applied out of smaller containers like cartridges. If adhesives are used in a larger scale, like at an automotive line, for example, for metal bonding reasons or to bond windows to the frame of a car, a robot application is used, which pumps the adhesive out of drums and transfers it to a dozer and a gun for the final application. The adhesive itself can be applied in different ways such as a simple bead, sprayed, extruded, or applied by air assistance, called swirling. Which technique is used depends on factors like the application, the rheological property of the adhesive, and the application temperature. Therefore, the rheological properties of the adhesive formulation need to be tailored to the application. Lower viscous adhesives can be applied by spraying or extrusion beside the simple bead application. Higher viscous adhesives are often limited to bead application or the application temperature needs to be significantly increased to be applicable by other methods.This chapter will discuss in further detail each item of the process chain: the storage of adhesives, the transfer to the application area, the different metering and dispensing technologies, the used mixing equipments, the substrate preparation, and the quality control. Proposals are made regarding people education and how to create a safe working environment.

Dr. Andreas Lutz

2. Materialflusslogistik

Der Begriff des Materialflusses kann zunächst sehr weit gesehen werden. In Anlehnung an die VDI-Richtlinie 3300 ist der Materialfluss die räumliche, zeitliche und organisatorische Verkettung aller Vorgänge bei der Gewinnung, Bearbeitung und Verteilung von Gütern innerhalb festgelegter Bereiche. So gesehen, ist aus der Sicht des Unternehmens zwischen einem externen Güterfluss und einem innerbetrieblichen Materialfluss (MF) zu unterscheiden. Die hierfür eingesetzte Technik für den Stück- und Schüttguttransport ergibt sich aus Bild 2.1.

Heinrich Martin

9. Mikrofluidische Chips und Chip-Labore

Stephanus Büttgenbach

Kapitel 3. Beispiele nachhaltiger Geschäftsmodelle

In der Unternehmenspraxis finden sich zahlreiche verschiedene nachhaltige Geschäftsmodelle. Dieses Kapitel präsentiert über 800 Beispiele nachhaltiger Geschäftsmodelle. Für jedes Beispiel ist eine Internet-Adresse für die Vertiefung aufgeführt. Die Geschäftsmodelle sind in der Struktur der neu entwickelten Typologie nachhaltiger Geschäftsmodelle (aus Abschn. 2.7) dargestellt.Der Leser kann anhand der Beispiele nach neuen Ansätzen für sein Wirken suchen. Es kommt dabei nicht nur auf den Inhalt des Geschäftsmodells an, sondern wie das eigene Geschäftsmodell adaptiert wird bzw. wie ein neues Geschäftsmodelle entwickelt werden kann. Hannah Arendt nennt es die Potenz der Freiheit im Gegensatz zu der Notwendigkeit zur Selbsterhaltung (Arendt, H., Vita active, Piper, München, 1983). Der Leser sollte also solche Geschäftsmodelle für eine vertiefte Betrachtung auswählen, die nach individueller Einschätzung eine sinnstiftende Aufgabe darstellen und Spaß bei der Arbeit versprechen.

Prof. Dr. Klaus-Michael Ahrend

5 Wärmehandlung der Stähle

1Welche Ziele haben alle Verfahren der Wärmebehandlung?2Nach den Unterschieden in der Verfahrenstechnik werden sie in vier Gruppen eingeteilt, welche sind es?3Wie arbeiten thermische Verfahren?4Wie arbeiten thermo‐chemische Verfahren?

Wolfgang Weißbach, Michael Dahms

Chapter 5. Porträts charismatischer Akteur/innen

Der promovierte Geograph Benedikt Reichelt kommt im Jahr 2000 nach Elbstadt. Schon bevor er Stadtpolitiker wird, verkörpert er die Möglichkeiten einer Umdeutung des schrumpfenden Stadtraums in Elbstadt wie kein anderer. Als Chef einer städtischen Kultureinrichtung pflegt er Kontakte zu den Kulturund Erinnerungsvereinen, die sich dem industriellen Erbe angenommen haben und unterstützt deren Vorhaben.

Inga Haese

6. Aufbau

In der Anfangszeit des Automobils wurde die Karosserie – dem Beispiel des Kutschenbaus folgend – auf einem Rahmengestell befestigt. Diese Bauweise findet man heute nur noch bei Lastkraftwagen und großen Off-Road-Fahrzeugen. Im Bereich der Personenwagen hat sich die selbsttragende Karosserie durchgesetzt. Sie wurde 1935 von Opel erstmalig mit dem Modell Olympia in der Großserie eingeführt. Die Innovation bestand darin, dass die Karosserie für sich komplett vorgefertigt wurde. Anschließend wurden die restlichen Komponenten wie Motor, Kupplung, Getriebe, Vorder- und Hinterachse sowie der Auspuffanlage direkt an der Karosserie befestigt und zum Fahrzeug komplettiert. Damit ist die selbstragende Karosserie der wichtigste Aggregateträger, die zudem noch vielen Anforderungen gerecht werden muss [1]. Sie reichen von konsequentem Leichtbau über wirksamen Insassen- und Fußgängerschutz bis hinzu attraktivem Aussehen.

Univ.-Prof.i.R. Dr.rer.nat. habil. Heiner Bubb, Dipl.-Ing. Helmut Goßmann, Dr.-Ing. René Konorsa, Dipl.-Ing. (FH) Walter Pecho, Dr. Armin Plath, Jochen Reichhold, Prof. Dr. Rudolf Stauber, Dipl.-Ing. Lothar Teske, Dr. Klaus Werner Thomer, Dipl.-Ing. Heinrich Timm, Dr. Hans-Jörg Vögel, Dr. Markus Wawzyniak

Chapter 2. Eingrenzung des Untersuchungsobjekts

Unter dem Begriff der „außeruniversitären Forschung“ werden in Deutschland neben forschungsfördernden Institutionen und verschiedenen Ressortforschungsstellen des Bundes die Einrichtungen der Max-Planck- und der Fraunhofer-Gesellschaft sowie die Großforschungseinrichtungen der Helmholtz-Gemeinschaft und die Institute der Leibniz-Gemeinschaft zusammengefasst.

Markus Pfeffer

7. Keramische Werkstoffe

3. Wertecockpits und Wertemanagement

Unternehmenswerte legen fest, wofür ein Unternehmen steht und mit welchen Leistungen es sein Überleben absichert. Sie bestimmen trichterförmig die Filter, wie ein Unternehmen seine Welt begreift, welche Probleme es wahrnimmt, welche Lösungsstrategien es entwickelt und welche Produkte und Leistungen es daraus ableitet. Sind die im Unternehmen wirkenden Werte aufeinander abgestimmt und wird das Unternehmen konsequent entlang seiner Werte geführt, sichert dies ökonomischen Erfolg, unternehmerische Exzellenz und Unverwechselbarkeit. Werteorientierte Unternehmensführung zielt darauf ab, die im Unternehmen wirkenden Werte stimmig auszurichten. Hierzu werden sie im Wertecockpit messbar gemacht, an konkrete Erfüllungsbedingungen gebunden und auf einen Referenzrahmen gelebter Werte verpflichtet, der die Unternehmenskultur trägt. In der Organisation und Steuerung solcher Referenzrahmen lenkt das Wertecockpit das individuelle und unternehmerische Handeln und gibt dem Unternehmen Fokus und Beständigkeit.

Dr. Friedrich Glauner

5. Visionen und strategische Konzepte für das System Produktion

Grenzen überwinden mit Strategie und Technologie

Die Produktion braucht Visionen bei Produkten und Systemen, um Entwicklungen für die Zukunft voranzutreiben, mit denen sich langfristige Herausforderungen im globalen Wettbewerb bewältigen lassen und Führungspositionen erreicht werden können. Visionen sind meist knapp gefasst, so dass sie den Handelnden genügend Freiraum für Kreativität und Individualität lassen. Sie sollen technische und technologische Spitzenleistungen fördern, welche den Unternehmen große Vorteile im Wettbewerb bringen. Im Folgenden werden einige der zentralen aktuellen Visionen und Konzepte vorgestellt, aus denen Unternehmen konkrete Strategien und Handlungsweisen für die Zukunft entwickeln können. Dies umfasst die Wandlungsfähigkeit und Vernetzung in der Produktion, die IT‐basierte Industrie 4.0 sowie weiterführende Ansätze für die Zukunft, die besondere Leistungspotentiale besitzen oder besondere Herausforderungen bedienen. Dazu gehören die Lernfähigkeit und Nachhaltigkeit über die Lebenszyklen der Fabriken.

Engelbert Westkämper, Carina Löffler

10. Sicherheitsaspekte – Ein Thema für die Aus- und Weiterbildung?!

Eine neue Technologie ist auf dem Vormarsch: Die additive Fertigung. Viele Anwender sind begeistert von den Möglichkeiten, die sich mit der flexiblen Fertigung von einzelnen Komponenten, zum Beispiel im Prototypenbau, in der Kleinserienfertigung aber auch im Heimbereich, bieten. Dieser Beitrag beleuchtet die Sicherheitsaspekte, die bei der Anwendung der neuen Technologie nicht vergessen werden dürfen, und die Bedeutung der Aus- und Weiterbildung für dieses Thema.

Ilka Zajons, Klaus Nowitzki

37. Zulieferer als Teil der industriellen Wertschöpfungskette – das Beispiel der Automobilindustrie

Weltweit ist ein Trend zur De-Industrialisierung wahrzunehmen. Der Beitrag der Industrie zur gesamtwirtschaftlichen Wertschöpfung in der Welt ist von 19 % (2000) auf 17,4 % (2012) gefallen. Dabei hat gleichzeitig eine globale Kräfteverschiebung in Richtung der aufstrebenden Schwellenländer stattgefunden. Ihr Anteil an der weltweiten Wertschöpfung im Verarbeitenden Gewerbe ist von knapp 18 % (2000) auf gut 41 % gestiegen. Diese Trends gelten abgeschwächt auch für die Automobilindustrie. Weltweit betrachtet trägt die Automobilindustrie etwa 1,14 % (2011) zur gesamtwirtschaftlichen Wertschöpfung aller Länder bei – im Jahr 2000 waren es noch 1,42 %. Eine Ausnahme ist Deutschland. Warum? Die Analyse zeigt die Bedeutung von insbesondere mittelständischen Wertschöpfungsverbünden. Kooperationen und Netzwerke gewinnen im 4.0 Zeitalter weiter an Bedeutung.

Arndt Günter Kirchhoff

4. Politikfeldanalyse I: Wirtschaftsförderung, Clusterpolitik, regionale Governance

Seit den 1990er Jahren hat sich das Cluster-Konzept nicht nur zu einem bevorzugten Referenzrahmen regionaler Wirtschaftspolitik entwickelt; Cluster-Ansätze bestimmen auch das Feld, auf dem Gewerkschaften neue regionale Beteiligungsformen in der Industrie- und Strukturpolitik erproben. Das Clusterkonzept scheint daher besonders geeignet, sich den von uns untersuchten Ansätzen zu nähern.

Wissenschaft in einer Pressestelle II: Nachrichten — mal angedacht, mal angewandt

Wie jede Suche nach den Ursprüngen beginnt die Geschichte der Fraunhofer-Gesellschaft mit einem Märchen: Es war einmal ein armer Glaserlehrling, dessen Leben durch ein Unglück eine überraschende Wende nahm: Nach dem Tode seiner Eltern kam Joseph Fraunhofer nach München, um eine Glasmacherlehre anzutreten. Der Lehrherr Weichselberger ging hart mit dem Jungen um, verbot ihm den Besuch der Feiertagsschule und das Lesen. Am 21. Juli 1801 stürzte das Haus ein, das Weichselberger gemietet hatte, und begrub den Jungen unter sich. Im damaligen Polizeibericht steht: „Hier erfuhr man, dass es der Lehrling sey, der noch lebte, und anfangs einen Finger, dann die Hand, endlich einen Arm herausstreckte. Man steckte ihm Schnupftücher zu, die mit Wasser und Essig eingefeuchtet waren, um ihn zu laben, und brachte ihn endlich nach vierstündiger, rastloser, lebensgefährlicher Arbeit, ohne dass etwas an ihm Schaden gelitten hätte, ans Tageslicht ...“ 86

Franz Miller

9. Die Coil-Coating-Industrie und ihre Fachverbände

Wie bei vielen anderen Produkten auch, ist der Absatz von bandbeschichtetem Blech den Schwankungen unterworfen, die durch die wirtschaftliche Situation hervorgerufen werden. Jedoch wächst der Weltmarkt für bandbeschichtetes Blech [

1

] seit Jahren langsam, aber stetig. Der leichte Rückgang, der im Jahr 2005 in Europa und Amerika auf Grund der allgemeinen angespannten wirtschaftlichen Situation, vor allem im Baubereich, zu verzeichnen war, wurde durch die steigende Nachfrage in Asien, insbesondere in China, ausgeglichen.

3. Substrate und Beschichtungen

Metallische Grundwerkstoffe, die Substrate, für die in der Norm als bandbeschichtete Flacherzeugnisse definierten Produkte sind Aluminium und Stahl. Stahl ist mit mehr als 90 Prozent der bedeutendere Rohstoff. Aluminium hat weltweit nur einen Anteil von etwa 7 Prozent an der Gesamtproduktion [

1

]. Als ein Kriterium für die richtige Auswahl des Substrats, das bandbeschichtet werden soll, dienen die späteren mechanischen Bearbeitungsschritte. Walzprofilieren, Biegen, Tiefziehen u.s.w. erfordern bestimmte Güten und Festigkeiten, die über die entsprechenden Stahl- oder Aluminiumlegierungen sichergestellt werden. Als weiteres Auswahlkriterium ist das spätere Einsatzgebiet von Bedeutung.

4. Der Beschichtungsprozess

Die Bandbeschichtung ist ein komplexer industrieller Prozess, in dem Stahl- oder Aluminiumband kontinuierlich ein- oder beidseitig beschichtet wird. Die Bandbreite reicht bis zu 1900 mm bei Stahlbändern und geht bei den Aluminiumbändern über 2000 mm hinaus. Die Banddicken liegen im Allgemeinen zwischen 0,2 und 3 mm. Der Unterschied zu anderen industriellen Lackierverfahren zeigt sich vor allem beim Durchsatz. Die Geschwindigkeit, mit der die Bänder durch die Anlage gefahren werden, liegt zwischen 10 und 200 m/min. Bei der Aluminiumlackierung werden in einzelnen Fällen auch 200 m/min deutlich überschritten [

1

]. Spezielle Anlagen, auf denen zum Beispiel Pulverlacke verarbeitet werden, laufen nur mit Geschwindigkeiten von 10 bis 20 m/min.

10. Ausblick auf zukünftige Entwicklungen

Der Prozess der Bandbeschichtung ist hoch automatisiert und umweltfreundlich. Er gilt als eines der preiswertesten Beschichtungsverfahren für Stahl und Aluminium. Weltweite wächst die Produktion stetig, aber trotz des Wachstums liegt der Marktanteil bei nur bei 1,5 Prozent der im Jahr produzierten Menge an Stahl und Aluminium [

1

]. Die Bandbeschichtung steht in einem harten Wettbewerb mit den anderen Beschichtungstechniken. Der Druck, den der weltweite Wettbewerb auf die Kosten ausübt, wird immer stärker. Er fördert jedoch die Innovationen rund um den Prozess und die Produkte. Heute werden neue Ansätze für das Beschichten diskutiert, die zu gänzlich anderen Prozessen führen und zu einer substantiellen Verminderung von Prozess- und Logistik-Kosten beitragen werden.

12. Korrosionsbeanspruchung und Korrosionsschutz

Reaktionen

des Metalles mit dem Umgebungsmedium, in dem das eigentliche

Angriffsmittel

enthalten ist, wandeln den Werkstoff in das

Korrosionsprodukt

(z.B. Rost) um. Es kann löslich, locker oder auch fest haftend sein.

11. Werkstoffe besonderer Herstellung oder Eigenschaften

Pulvermetallurgie (PM) ist nach DIN EN ISO 3252 ein Teilgebiet der Metallurgie, das sich mit der Herstellung von Metallpulvern und Bauteilen daraus befasst. Grundsätzlich müssen mindestens drei Fertigungsstufen durchlaufen werden:

Pulvergewinnung,

Formgebung und Verdichtung,

Verfestigung durch Sintern.

13. Tribologische Beanspruchung und werkstofftechnische Maßnahmen

Überall, wo Körper aufeinander gleiten, versucht man durch Schmierstoffe die Reibung und den Verschleiß zu erniedrigen. Früher stand nur die Werkstoffpaarung oder nur der Schmierstoff im Mittelpunkt. Heute wird das Gesamtproblem betrachtet. Es tritt dort auf, wo

Oberflächen unter Kräften und in Relativbewegung aufeinander wirken,

die Verschleißpartner mit dem Umgebungsmedium in Wechselwirkung treten.

7. Oberflächenbeanspruchung durch Korrosion, Verschleiβ und Schutzmaβnahmen

Die Beanspruchung der Oberfläche durch Korrosion und Verschleiβ führen zu Materialverlust, der Störungen der Bauteilfunktion verursacht und zu hohen Kosten und Folgekosten durch Ausfall führen kann. Abhilfe wird durch Werkstoffwahl oder Oberflächenschutzschichten erreicht.

8. Prüfung metallischer Werkstoffe

Schwerpunkt des Abschnittes sind die Prüfverfahren, welche Eigenschaftskennwerte liefern, die für die Beurteilung von Werkstoffen wichtig sind. Dazu gehören auch einige Versuche über die Eignung für bestimmte Fertigungsverfahren. Wichtige Aufgaben der Werkstoffprüfung sind auβerdem:

Fehlersuche an Vormaterial und Fertigteilen (Qualitässicherung) durch zerstärungsfreie Pröfungen,

Überwachung der Wärmebehandlung und deren Einfluss auf das Gefüge,

Bestimmung unbekannter Werkstoffe, Trennung von vertauschtem Material.

5.. Konzeptionelle und methodische Überlegungen für die Analyse des Kooperationsbeitrags zu Umweltinnovationen

Um ein ganzheitliches Bild der Einflussmöglichkeiten einer Kooperation auf Umweltinnovationen darzustellen, muss eine tiefer gehende empirische Analyse durchgeführt werden, weil die theoretischen Kooperationsansätze zwar einige Ansatzpunkte zur Innovationsförderung liefern, diese sich jedoch nur auf einzelne Kooperationsaspekte wie z.B. Lernen oder Zugang zu Ressourcen beziehen. Methodisch handelt es sich hier nicht um die Stützung der Praxis auf Basis statistisch festzustellender Korrelationen, sondern es muss zunächst ein gedankliches Raster zur Verfügung gestellt werden, das eine theoretische Strukturierung des Problems in seinen wesentlichen Aspekten ermöglicht. Aus wissenschaftlicher Sicht handelt es sich hier um die Entwicklung eines methodisch begründbaren heuristischen

1

Analyserahmens, der die bisherigen Überlegungen aus unterschiedlichen theoretischen Perspektiven bündelt. Der Analyserahmen muss erkenntnisleitend in Bezug auf das formulierte Forschungsziel sein. Demnach muss er im Wesentlichen Anforderungen genügen, die sowohl aus der

umweltorientierten Kooperation

resultieren als auch mit den

Umweltinnovationen

zusammenhängen, und welche aus den in den vorangegangenen Kapiteln explizierten Grundlagen resultieren. Diese einzelnen Elemente können weitgehend in einen Analyserahmen integriert werden, weil sie dazu dienen, die theoretischen und praktischen Aspekte der forschungsleitenden Fragestellung wiederzugeben und Antworten in Form von theoriegenerierenden Hypothesen sowie Gestaltungsempfehlungen abzuleiten.

De. Das Serviceangebot der Sozialen Dienste der Firma Henkel KGaA

Henkel

1

hat sich in seiner 130-jährigen Unternehmensgeschichte vom Waschund Reinigungsmittelhersteller zu einem weltweit operierenden Konsumgüterhersteller mit den Kerngeschäften Waschund Reinigungsmittel, Kosmetik – und Körperpflegeartikel sowie zum Spezialisten für Klebstoffe, Dichtstoffe und Produkten der Oberflächentechnik weiterentwickelt.

Regina Neumann

ThyssenKrupp Xervon GmbH

Fred Kuhnert, Hartmut May

ThyssenKrupp Xervon GmbH

Die ThyssenKrupp Xervon GmbH mit Hauptsitz in Gelsenkirchen ist mit Wirkung vom 1. Oktober 2005 durch Verschmelzung aus der international tätigen PeinigerRöRo-Gruppe und ThyssenKrupp Plant Services hervorgegangen. Damit hat sich eines der größten internationalen Dienstleistungsunternehmen für die Prozessindustrie formiert.

Fred Kuhnert, Hartmut May

Sustainable IPS2-Business Models for Galvanizing High Quality Sanitary Fittings

A Company thinking about providing IPS

2

has to cope with substantial challenges in the front end of the development phase. Here it is essential to identify the appropriate business model as a key source to satisfy customer needs. Existing approaches are able to characterize and classify existing IPS

2

-business models by presenting a systematic framework. However research focusing the role and method of the literal process of generation lacks content. The aim of this paper is to present an approach for generating sustainable, innovative IPS

2

-business models by exemplifying the task for the industrial use case of galvanizing high quality sanitary fittings.

M. Herzog, T. Sadek

Cleaning of NORM Contaminated Pipes from Dismantling of Oil/Gas Production Facilities at a North African Site

At a North African site of oil/gas production, a large volume of NORM contaminated tubings, pipes and fittings resulting from dismantling of production wells and other facilities was accumulated and stockpiled over years. To manage this scrap showing different types and levels of radioactive contamination, a comprehensive project was initiated for radiological survey of the scrap, the comparison of feasible cleaning options, and scrap cleaning. Dry abrasive grit blasting was selected as the most efficient and reliable technique for cleaning.

Rainer Barthel

4. Massivumformung

3. Blechumformung

1. Einführung in Polymer Engineering

Kunststoffe sind hoch molekulare organische Verbindungen, die entweder durch Abwandeln hochmolekularer Naturstoffe oder durch chemische Aneinanderlagerungen niedermolekularer Grundbausteine, sog. Monomere, durch verschiedenartige chemische Reaktionen entstehen. Demgemäß unterscheidet man zwischen abgewandelten Naturstoffen und synthetischen Kunststoffen. Die synthetischen Kunststoffe sind verbreiteter und vielfältiger. Die Vielfalt erklärt sich aus der großen Zahl von Möglichkeiten bei der Auswahl monomerer Bausteine und den verschiedenen Arten ihrer Aneinanderlagerung zu hochmolekularen Ketten (linear, verzweigt, vernetzt). Forschung und Technik erschließen vereinzelt noch neue synthetische Kunststoffe, die Zahl der chemischen Modifikationen bestehender Kunststoffe durch Copolymerisationen oder Mischen (blending) überwiegt jedoch zwischenzeitlich bei weitem.

Peter Eyerer

3. Eigenschaften von Kunststoffen in Bauteilen

Wie bei allen Werkstoffen interessieren den Anwender meist die Eigenschaften eines Werkstoffes im nutzbaren Bauteil, also nach der Konstruktion, Verarbeitung, Fertigung und Oberflächenbehandlung.

Peter Eyerer, Gabriele Twardon, Jürgen K. L. Schneider, Friedrich Leibrandt, Volker Gettwert

4. Verarbeitung von Kunststoffen zu Bauteilen

Für die meisten Kunststoffe folgt der Synthese bei den Rohstoffherstellern die davon völlig getrennte Verarbeitung. Dies bedeutet, dass Abkühlung und erneute Aufheizung sowie Transport, manchmal mehrfach, dazwischen liegen. Ausnahmen bilden bisher Polyurethan RIM, RRIM und SRIM und Nischen anwendungen wie Caprolactam-Synthese im Verarbeitungswerkzeug zu Polyamid, sog. Guss-PA. Dagegen ist die Halbzeugherstellung bei glasmattenverstärkten Thermoplasten (GMT) meist mit PP-Matrix, Stäbchengranulate mit Langglas fasern oder SMC heute noch Stand der Technik. Für die Zukunft zeichnet sich allerdings ein Wandel für einige Verarbeitungstechnologien ab. Aufwendige Zwischenschritte werden entfallen, der Verarbeiter wird mehr zum Werkstoff- Designer (Compoundeur), Rohstoffhersteller liefern ihm Vorprodukte. Für Standard-Spritzgieß- oder Extrusionsprozesse werden sich allerdings in absehbarer Zeit keine grundsätzlichen Änderungen im Verfahrensablauf ergeben.

Helmut Schüle, H. Bille, Rudolf Emmerich, Bernhard Hegemann, Lars Ziegler, Jan Diemert, Dieter Gittel, Stefan Göttke, Axel Kauffmann, Mark Knoblauch-Xander, Andreas Rohr, Stefan Tröster

5. Oberflächentechnologien für Kunststoffbauteile

Ein wesentlicher Aspekt der modernen Produktion von Gebrauchsgütern ist die Konzentration der gewünschten Eigenschaften weg vom Volumen hin zur Oberfläche. Während das Volumen statische Eigenschaften und die Formgebung vorgibt, bestimmt die Oberfläche Haptik, Farbe, Glanz, Abnutzungsverhalten, Barrierewirkung, elektrische Leitfähigkeit, Benetzung und viele andere Eigenschaften, die den Charakter der Gebrauchsgüter nach außen prägen. In einigen Fällen werden die Eigenschaften durch immer dünnere Schichtsysteme mit hoher Funktionalität erreicht. Typische Beispiele dieser Entwicklung sind lackierte Kunststoffteile im Fahrzeugbau, kratzfeste reflexionsarme und pflegeleichte Kunststoffoptiken, hartstoffvergütete Werkzeuge und Bauteile oder Barriereschichten in der Lebensmittelverpackung.

Peter Eyerer, Sabine Klein, Mathias Kaiser, Volker Bräutigam

6. Gestalten, Fügen, Berechnungsansätze und Simulation EDV-unterstützter Konstruktionen und Auslegung von Kunststoffbauteilen

Der Entwicklungsprozess hin zu einem Kunststoffbauteil ist komplex. Die Einbindung aller Beteiligter (Abteilungen in der eigenen Firma, Kunden, Lieferanten, Institute, Partner, Behörden), die hohen Anforderungen an technische, wirtschaftliche (Kosten), umweltliche und soziale Lösungen, eingezwängt in ein fast immer engstes Zeitkorsett, bedingen ein ganzheitliches Produkt-Engineering (siehe Bild 4-209).

Martin Keuerleber, Peter Eyerer, Helmut Schüle, Andreas Radtke, Otto Altmann, Wieland P. Loh

9. Ausblick zu Polymer Engineering

Die folgenden kurzen Teilkapitel befassen sich überwiegend mit technischen Inventionen, die schon auf dem Weg zu Innovationen sind oder als Hoffnungsträger einmal den Markt erobern sollen. Entscheidend für einen Ausblick sind aber vor allem die wirtschaftlichen Strukturen der die Technik umsetzenden Firmen.

Peter Eyerer

VIII.. Successful Practice Unternehmen

3. Stand der Praxis

Die überbetriebliche Stammdatensynchronisation garantiert die einheitliche Interpretation von Transaktionsdaten durch den transaktionsunabhängigen Austausch von Stamm- und Änderungsdaten. Nach einer Beschreibung und Eingrenzung der zwischen Industrie und Handel abzugleichenden Stammdatenobjekte und -attribute (s. Abschnitt 3.1) systematisiert das Kapitel bestehende Standards, die den überbetrieblichen Stammdatenaustausch vereinfachen (s. Abschnitt 3.2). Die multilaterale Stammdatensynchronisation über zentrale Datenpools bietet sich als Alternative zum bilateralen Datenabgleich an. Eine Studie der aktuellen Marktsituation charakterisiert das Leistungsangebot und die Verbreitung von Stammdatenpools (s. Abschnitt 3.3). Ergebnisse eines Aktionsforschungsprojekts verdeutlichen die grundlegenden Problembereiche des überbetrieblichen Stammdatenmanagements in der heutigen Praxis und dienen als Basis für die Ableitung von Anforderungen an die Referenzarchitektur (s. Abschnitt 3.4).

5. Erstellung virtueller und physischer Prototypen

Kapitel 1. Einführung in Polymer Engineering

Kunststoffe sind hoch molekulare organische Verbindungen, die entweder durch Abwandeln hochmolekularer Naturstoffe oder durch chemische Aneinanderlagerungen niedermolekularer Grundbausteine, sog. Monomere, durch verschiedenartige chemische Reaktionen entstehen. Die Vielfalt erklärt sich aus der großen Zahl von Möglichkeiten bei der Auswahl monomerer Bausteine und den verschiedenen Arten ihrer Aneinanderlagerung zu hochmolekularen Ketten (linear, verzweigt, vernetzt). Forschung und Technik erschließen vereinzelt noch neue synthetische Kunststoffe, die Zahl der chemischen Modifikationen bestehender Kunststoffe durch Copolymerisationen oder Mischen (blending) überwiegt jedoch zwischenzeitlich bei weitem.

Peter Eyerer, Jörg Woidasky

Kapitel 4. Spezialkunststoffe

In den letzten Jahren gewannen Polymere mit besonderen Eigenschaften zunehmend an Bedeutung. In diesem Kapitel werden unter dem Überbegriff Spezialkunststoffe die zwei Gebiete „Abgewandelte Naturstoffe“ und „Elektrisch leitfähige Polymere“ behandelt.

Emilia R. Inone-Kauffmann, Rainer Schweppe, Helmut Nägele, Jürgen Pfitzer, Christoph Schrader, Axel Kauffmann, Rudolf Emmerich, Karsten Pinkwart

3.. Wirtschaft

Die Wirtschaft Nordrhein-Westfalens ist aufs engste mit der Europäischen Union verflochten:

Erstens

ist das Land in den europäischen Binnenmarkt eingebunden.

Zweitens

hat das Land in den vergangenen Jahrzehnten einen rasanten Strukturwandel vollzogen, der aktiv von der EU unterstützt wurde.

Drittens

gehört Nordrhein-Westfalen zu den Vorreitern einer grenzüberschreitenden Kooperation mit den Nachbarregionen.

Heinz-Jürgen Axt

10. Recycling

Unter Recycling versteht man die Rückführung der bei Produktion und Verbrauch anfallenden Nebenprodukte und Reststoffe in den Produktions-Verbrauchs-Kreislauf. Sammlung, Transport von Abfall und das eigentliche Recycling ebenso wie die Beseitigung von Abfällen benötigen Energie und Ressourcen. Nach einer Einführung in die Theorie des Recycling (Abschn. 10.1) gibt Abschn. 10.2 einen Überblick über die Recyclingpraxis in verschiedenen Wirtschaftssektoren (Bergbau, Grundstoffindustrie, Baugewerbe) und für typische Materialien (Kunststoffe, Elektronikschrott, Altfahrzeuge). Abschnitt 10.3 beschreibt die Entwicklungen zu integrierten Recyclingkonzepten für eine neue „Stoffwirtschaft“ unter den Leitkriterien „Energieeffizienz“ und „Hochwertigkeit“ (= Nachhaltigkeit).

Kunden als Innovationsmotor bei Henkel

“Henkel ist führend mit Marken und Technologien, die das Leben der Menschen leichter, besser und schöner machen“, so lautet die Vision von Henkel. Und diesen Anspruch stellen sich Mitarbeiter täglich und arbeiten daran, mit innovativen technischen Lösungen und Produkten von höchster Qualität dieses Versprechen einzulösen. In den drei strategischen Geschäftsfeldern

Wasch-/Reinigungsmittel (Laundry & Home Care)

Kosmetik/Körperpflege (Personal Care)

Klebstoffe, Dichtstoffe und Oberflächentechnik (Adhesives, Sealants & Surface Treatment) entwickelt Henkel Produkte und Technologien, die tagtäglich weltweit in Millionen Haushalten oder in fast allen Industriebranchen eingesetzt und benutzt werden. Die lange Tradition innovativer Produkte im Unternehmensbereich Laundry & Home Care belegt die Folge der auf dem Markt mit Erfolg positionierten Produkte seit 1986.

Dr. Thomas Müller-Kirschbaum

15. Oberflächenbehandlung

Unter dem Begriff Oberflächenbehandlung werden Techniken und Verfahren zur Reinigung und zur Veränderung der mechanischen, chemischen und physikalischen Oberflächeneigenschaften des Grundwerkstoffs gegenüber dem Herstellungszustand (Halbzeug, Guß) zusammengefaßt.

7. Methodisches Entwerfen

11. Oberflächentechnik

Kapitel 8. Sachverzeichnis

Kapitel 1. Einführung in Polymer Engineering

Peter Eyerer

Kapitel 3. Spezialkunststoffe

4. Gleichgewichte

1. Einordnung in allgemeine Zusammenhänge

S

O

9. Recycling

Håkon Westengen

7. Corrosion and Surface Protections

6. Technology of Magnesium and Magnesium Alloys

11. Werkstoff und Fertigung

VIII.. Successful Practice Unternehmen

16. Mikromontage

Die Mikromontage stellt seit einigen Jahren ein herausforderndes Themengebiet für die Forschung and Entwicklung im Bereich der Montagetechnik dar. Eine klare, allgemein anerkannte Definition des Begriffes Mikromontage existiert zurzeit noch nicht. Der Normentwurf DIN 32564 des Normenausschusses Feinmechanik and Optik (NAFuO) ist bemüht, durch die Definition von Begriffen zu Fertigungsmitteln für Mikrosysteme Abhilfe zu schaffen (DIN 32564 2003). Der Begriff „Mikromontage“ wird durch DIN 32564-2 wie folgt definiert:

„Mikromontage ist der Zusammenbau mikrotechnischer Bauteile, Aufbau von Mikrokomponenten auf Montageflächen oder deren Einbau in Gehäuse einschließlich elektrischer Kontaktierung and Erstellung sonstiger Anschlässe (z. B. Medien)“

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jürgen Hesselbach, Dipl.-Ing. Jan Wrege, Dipl.-Ing. Annika Raatz

Kapitel 17. Korrosion, Verschleiß, Oberflächenbehandlung

8. Untergrundvorbereitung durch Strahlen mit festen Strahlmitteln

10. Untergrundvorbereitung mit thermischen Verfahren

7. Practical experiences with reducing industrial use of water and chemicals in the galvanising industry

While ‘Soft’ factors, like employee training, experience and work instructions can significantly reduce the consumption of water and chemicals by galvanising companies, further significant improvements can be achieved by technical measures. This article demonstrates that the reduction of water and chemicals use can yield significant financial benefits to a company, without compromising product quality or productivity.

Based on the results of a benchmarking survey, a systematic optimisation approach was developed to identify all options that help to minimise water consumption and the use of chemicals, and therefore also sludge generation, while at the same time saving the companies money.

Five case studies identified and implemented measures, including changing the rinsing technology in three pickling plants at the wire producer Joh. Pengg GmbH, the use of spent caustic for neutralisation and an electrolysis plant for copper recovery at the printed circuit board manufacturer AT&S, changing the rinsing technology in the production of printing cylinders by Rotoform and a reorganisation of acid management at the Mosdorfer hot-dip zincing plant.

All these measures generally reduced wastewater generation by at least 40 % and the amounts of spent process chemicals that have to be treated by half. All measures paid back according to the financial investment standards used by the companies. The paper also discusses the optimal diffusion of this knowledge.

Johannes Fresner, Josef Mair, Hans Schnitzer, Christoph Brunner, Gernot Gwehenberger, Mikko Planasch

1. Einleitung

5. Generative Fertigungsverfahren

Das grundsätzliche Fertigungsprinzip der generativen Verfahren ist, Werkstücke und Komponenten schichtweise aus einzelnen Lagen aufzubauen.

Fritz Klocke

7. Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten

Hochtemperaturbeschichtungen werden hauptsächlich eingesetzt, um zwei Funktionen zu erfüllen: a) Korrosionsschutz und b) Wärmedämmung der Bauteile. Während für die erstgenannte Aufgabe metallische Schichten aufgebracht werden, handelt es sich bei Wärmedämmschichten um keramische Überzüge mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Hochtemperaturbeschichtungen erfüllen oft auch mehreren Funktionen. Neben dem Korrosionsschutz dienen z. B. metall-keramische Schichten bei Abgasanlagen in Kraftwerken auch dem Verschleißschutz.

Bei Beschichtungen spricht man auch von Schutzschichten (

protective coatings

), wenn sie den Grundwerkstoff vor einer bestimmten Einwirkung von außen abschirmen, aber nicht optische oder elektrische Funktionen erfüllen. Üblicherweise versteht man darunter Korrosionsschutz; ist Wärme- oder Verschleißschutz gemeint, wird dies begrifflich gekennzeichnet. Deckschichten, z. B. Oxide, werden manchmal ebenfalls als Schutzschichten bezeichnet, weil sie Korrosion verhüten oder mindern. Bei den Hochtemperaturbeschichtungen handelt es sich ausnahmslos um Dickschichten in Abgrenzung zu Dünnschichten, wobei der Übergang bei etwa 1 bis 5 

$$\upmu$$

m Schichtdicke definiert wird.

Ralf Bürgel, Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf

18. Hochtemperaturtribologie

Die Temperatur ist eine fundamentale Beanspruchungs- bzw. Einflussgröße für alle tribologischen Systeme. Für die in zahlreichen tribologischen Systemen benötigten Schmierstoffe liegen die thermischen Stabilitätsgrenzen bei etwa 400 °C. Es wird die tribologische Prüftechnik für Tribomaterialien beschrieben, die für den Einsatz in tribologischen Systemen bei hohen Betriebstemperaturen verwendbar sind. Ausgehend von metallurgischen Lösungsansätzen aus der Tribologieforschung werden Anwendungsmöglichkeiten hochtemperaturbeständiger Ingenieurwerkstoffe mit Beispielen aus der Automobiltechnik (Luftlagerung von Turboladern, Leistungssteigerung von Bremsmaterialien), der Fertigungstechnik (Standzeitverlängerung von Werkzeugen) und dem chemischen Anlagenbau (Effizienzsteigerung von Kühlkreisläufen) dargestellt.

Dr.-Ing. Mathias Woydt

1. Technik und Tribologie

Die Tribologie ist ein interdisziplinäres Fachgebiet zur Optimierung mechanischer Technologien durch Verminderung reibungs- und verschleißbedingter Energie- und Stoffverluste. Nach einer Darstellung der heutigen Dimensionen der Technik wird eine Übersicht über Aufgaben und Bedeutung der Tribologie in Wissenschaft, Technik und Wirtschaft gegeben.

Professor Dr.-Ing. Dr. h. c. Horst Czichos

12. Turbine

Nach dem Verdichter ist bzw. sind die Turbine(n) vom Bauvolumen her die zweitgrößte Turbomaschine im Triebwerk. Sie liefern die Energie für den Antrieb von Fan und Verdichter(n), für die elektrische, pneumatische und hydraulische Versorgung des Flugzeuges und auch für die Triebwerke selbst, sowie für deren Hilfsgeräte. Ihre Energieproduktion ist so groß, dass alle dann noch verbleibende Restenergie zum Flugzeugantrieb als Strahl- oder Wellenleistung genutzt werden kann. Turbinen sind die thermo-mechanisch am höchsten belasteten Triebwerksbauteile. Aufbauend auf den Thermischen Turbomaschinen des Kap. 8 wird dann anhand von Zahlenwertbeispielen gezeigt, wie im Rahmen einer Vorauslegung eine vergleichsweise einfache Mehrwellenturbine berechnet werden kann. Spezielle grundlegende Gesichtspunkte bezüglich der Profil- und Schaufelgestaltung, der Mehrwelligkeit und auch die einer Gegenläufigkeit werden diskutiert, ebenso wie die Wahl der Materialien, der hier – aufgrund der Kombination aus einer hohen Fliehkraftbelastung (der relativ schweren Schaufeln) und einer sehr heißen und schadstoffhaltigen Betriebsatmosphäre – ein besonders breit gefächerter und ausführlicherer Bereich gewidmet wird. Die heißen Bereiche der Turbine und ihrer Umgebung verlangen zusätzlich ausgeklügelte Kühlungskonzepte, die hier ebenfalls beschrieben werden. Die Leistungsmöglichkeiten von Turbinen werden, wie auch schon bei den Verdichtern, durch ihr so genanntes Kennfeld beschrieben und begrenzt, wobei das Turbinenkennfeld eine Besonderheit aufweist, die das Verdichterkennfeld nicht kennt, nämlich die Durchsatz- und die Leistungsgrenze, was mit der transsonischen Turbinendurchströmung erklärt werden kann. In diesem Zusammenhang werden dann auch das Entstehen und der Aufbau eines Kennfeldes erklärt, das in Teilen, bei den so genannten reduzierten Kennfeldgrößen, auf der Machschen Ähnlichkeit basiert. Gegenüber dem Verdichterkennfeld kommen weitere reduzierte Größen hinzu, wie die reduzierte Geschwindigkeit, die reduzierte aerodynamische Kraft und die reduzierte spezifische Arbeit.

Willy J.G. Bräunling

Innovative Ansätze zur Ressourceneffizienz in der Fahrzeuglackierung

Die hier dargestellten Ergebnisse und Erkenntnisse sind zu einem großen Teil im Rahmen des Verbundprojekts InnoCaT 5 sowie im Rahmen der nachfolgenden Weiterentwicklungsarbeiten entstanden. Das InnoCaT 5-Projekt war Teil der 30 Projekte umfassenden Innovationsallianz Green Carbody Technologies

InnoCaT

. Ziel der von zwei Automobilherstellern gemeinsam mit Anlagen-, und Lackherstellern sowie dem Fraunhofer IPA durchgeführten Forschungs- und Entwicklungsarbeit des InnoCaT 5- Projekts war die Reduzierung des hohen Energiebedarfs der Automobillackierung. Dabei wurden die Prozessschritte Lackapplikation- und Trocknung näher betrachtet, bei denen die bedeutendsten Energie- und Ressourceneinsparpotenziale der Karosserielackierung liegen. Weitergehende Informationen zu den Projektergebnissen sind in dem Abschlussbericht [1] zu finden.

Dr. Oliver Tiedje, Ulrich Strohbeck

7. Beschreibung und Analyse der Befragungsdaten

Von Juli 2011 bis Mai 2012 wurden mithilfe des 360°-Fragebogens Daten in verschiedenen Befragungen erhoben. Als erstes wurden im Juli 2011 elf Mitarbeiter einer Berliner Personalberatung befragt. Des Weiteren wurde über das Portal des Entrepreneurship Center der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU EC) zu einer Teilnahme aufgerufen. Zudem erschien im selben Monat ein Artikel auf www.startupcareer.de, der Teilnahmen von interessierten Personen anregen sollte. Im August 2011 wurde über den Verteiler des Alumnivereins des Collège des Ingenieurs (CDI) eine E-Mail mit einem Aufruf zur Teilnahme an der Befragung versandt. Interessierte Personen, die einen Teilnahmewunsch äußerten, wurden mit ihrem Namen und der entsprechenden E-Mail-Adresse als potenzielle Selbsteinschätzer in das System eingetragen.

Dr. Nina Schießl

1. Methodisch Teamarbeit organisieren (METEOR)

Wie Sie bereits im Vorab-Kapitel V2 gelernt haben, werden im Folgenden alle Einzelkapitel (Kap.1 bis 10) durch vier logische und das Verständnis fördernde Abschnittsbezeichnungen strukturiert.

Klaus-Jürgen Peschges

15. Oberflächenbehandlungen

Der Begriff Oberflächenbehandlung umfasst Techniken und Verfahren zur Reinigung und zur Veränderung der mechanischen, chemischen und physikalischen Oberflächeneigenschaften des Grundwerkstoffs von Bauteilen und Konstruktionen. Durch gezielte Veränderungen der Oberflächeneigenschaften kann das Anwendungsspektrum erheblich erweitert werden. Auch werden die Betriebssicherheit und Lebensdauer von tragenden Bauteilen durch Oberflächenbehandlungen verbessert, wenn Verschleiß und Ermüdung als Versagensursachen eine Rolle spielen können. Eine detaillierte Darstellung dieses umfangreichen Themenbereichs würde den Umfang dieses Buches sprengen. Sinn dieses Kapitels ist daher eher, eine knappe, übersichtliche Einführung in die Möglichkeiten der Oberflächenveränderung aus anwendungstechnischer Sicht zu geben. Für eine detailliertere Behandlung einzelner Aspekte wird deshalb auf einschlägige Fachliteratur verwiesen.

Friedrich Ostermann

13. Leitprojekt „Go Beyond 4.0“

Individualisierte Massenfertigung

Der Bedarf der Industrie an neuen Technologien zur Differenzierung und Effizienzsteigerung der Produktion treibt die Fraunhofer-Gesellschaft an, Kompetenzen zu bündeln, um erfolgsbesichernde Technologien bereitzustellen. Besonders digitale Fertigungstechnologien wie Inkjet-Druckverfahren und Laser-Verfahren werden die bis dato starre Massenfertigung beflügeln. Durch die Integration digitaler Fertigungstechnologien in beliebige Massenproduktionsumgebungen wird es gelingen, eine individualisierte Produktion mit der Rüstzeit null bei leicht verlängerter Taktzeit zu ermöglichen.

Prof. Dr. Thomas Otto

E. Werkstofftechnik

Alle Produkte der Technik – von Dienstleistungen abgesehen – bestehen aus Werkstoffen: Das Produkt muss mit seinen gewählten Werkstoffen die Anforderungen des Erwerbers oder Benutzers erfüllen:

• zuverlässige Funktion über die Lebensdauer (Leistung, Traglasten, Geschwindigkeiten),

• niedrige Betriebskosten (Schmierung, Korrosionschutz, Wartung) oder

• Regenerationsmöglichkeit bei großen Teilen.

Wolfgang Weißbach

10. Verbundwerkstoffe

Nach der Einteilung der Verbundwerkstoffe werden deren wesentliche Eigenschaften, insbesondere die der Faserverbundwerkstoffe dargestellt. Angegeben werden Beziehungen zur Bestimmung der elastischen Konstanten in Abhängigkeit von Faserorientierung und Fasergehalt. Beschrieben werden die Eigenschaften verschiedener Matrix- und Faserwerkstoffe, wobei auch faserverstärkte Metalle und Keramiken in die Betrachtung einbezogen sind. Angesprochen wird auch die Beschichtungstechnik. Neben den galvanischen Verfahren werden die modernen Methoden der chemischen und der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase sowie das thermische Spritzen beschrieben.

Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Roos, Prof. Dr.-Ing. habil. Karl Maile

Open Access

23. Friction Tailored to Your Requirements

Schaeffler Technologies GmbH

5. Employer Branding-Ziele und strategische Planung

Die Basis für eine Employer Brand bildet eine sorgfältig erarbeitete Strategie. Eine

Employer Branding-Strategie

darf nicht als Selbstzweck verstanden werden, sondern als wichtiger Teil der Unternehmensstrategie. Wie schon zuvor beschrieben, bildet neben der Unternehmensstrategie auch die Unternehmensmarke eine wichtige Grundlage für den Aufbau einer authentischen Arbeitgebermarke. Bei der Strategiebildung muss daher eine enge Abstimmung zwischen der Employer Brand und der Unternehmensmarke erfolgen. Die Employer Brand muss ein Teil der bestehenden Unternehmensmarke sein, denn so können sich beide ergänzen und dadurch positive Synergieeffekte für das Unternehmen entstehen.

Wolfgang Immerschitt, Marcus Stumpf

9. Unterwegs auf der A 81 – A brada Weg

Im März 2013 ist Günther Reis mit der Geschäftsführung der Collini GmbH in Asperg nahe Stuttgart betraut worden, ein in die Krise geratener Automobilzulieferbetrieb mit 170 Mitarbeitern. Innerhalb der ersten 100 Tage war zu entscheiden, ob es für den Standort Erfolg versprechende Optionen für eine Weiterführung gibt oder ob ein Schließungsszenario verfolgt wird. Das erarbeitete Zukunftskonzept für den Standort hatte eine Antwort darauf zu geben, wie die einseitige strategische Positionierung durchbrochen und die kulturellen Unterschiede zwischen den beiden Produktionsstätten – links und rechts der Autobahn A 81 – überwunden werden können.

Mag. Günther Reis

O

Christiane Hearne

S

Christiane Hearne

12. Turbine

Vieles von dem, was im Kap. 10 zu Verdichtern gesagt wurde, kann in analoger Weise durchaus auch auf Turbinen übertragen werden, wobei es aber zwei signifikante Unterschiede gibt:

Prof. Dr.-Ing. Willy J.G. Bräunling

4. Strukturplanung

Aufgabe der Strukturplanung ist, alle Elemente des Fabriksystems funktionsgerecht, kostengünstig und menschengerecht zu verknüpfen. Dies gilt für die Neu- und Erweiterungsplanung ebenso wie für die Rationalisierungs- und Sanierungsplanung. Das Ergebnis ist die „Struktur der Fabrik“, d.h. die Dimensionierung und Anordnung der Funktionsbereiche, das Layout und die zukünftigen Entwicklungsstufen eines Werksstandortes. Das vierte Kapitel befasst sich mit den Schritten und Methoden der Strukturplanung. Im Planungsschritt der Idealplanung werden alternative Lösungen aus der Produkt- und Prozessstruktur abgeleitet. Für die voraussichtlich wirtschaftlichste Lösung werden dann im Planungsschritt der Realplanung die Anordnungsvarianten ermittelt und der Strukturplan ausgearbeitet. Stark überarbeitet wurden die Methoden der Strukturplanung, mit der Fertigungssegmentierung, Teilefamilienbildung und teiledifferenzierten Logistikoptimierung (TDL). Letztere ist zur Optimierung der Beschaffungs-, Lagerungs- und Bereitstellungsstrategie unerlässlich, was entscheidend ist für die zentrale und/oder dezentrale Lager- bzw. Pufferstrukturierung am Fabrikstandort. Abschließend wurden neue Praxisprojekte ergänzt, wie z.B. die Strukturplanung der Montage medizintechnischer Anlagen.

Prof. Dr.-Ing. Günther Pawellek

5. Schwingungsverschleiß (Fretting)

In diesem Kapitel werden Verschleißerscheinungen und Bruchvorgänge zusammengefasst, die typisch sind für oszillierende Gleitbewegungen mit kleiner Amplitude. Die fortgesetzte Bewegungsumkehr und das hohe Eingriffsverhältnis (hoher Anteil ständig überlappter Kontaktflächen) führen dabei zu deutlich anderen Verschleißerscheinungsformen als beim Gleitverschleiß.

Karl Sommer, Rudolf Heinz, Jörg Schöfer

4. Gleitverschleiß

Diese Verschleißart tritt auf, wenn sich zwei in Kontakt befindliche Oberflächen lateral relativ zueinander bewegen. Die Gleitflächen können sowohl eben, konform als auch kontraform ausgebildet sein. Bei Gleitbeanspruchung wird in der Regel geschmiert, wobei soweit wie möglich eine Trennung der Gleitflächen durch den Schmierfilm angestrebt wird. Dabei können die Reibungszustände Grenzreibung, Mischreibung und hydrodynamische Reibung auftreten. Typische Systeme sind beispielsweise Gleitlager/Welle, Käfig/Wälzkörper und Kolben/ Büchse. Da die Verschleißerscheinungsformen bei Gleitverschleiß vom Schmierfilm dominiert werden, ist dieses Kapitel entsprechend nach der mit der Schmierfilmdicke verbundenen Reibungszustände und nicht nach der Kontaktgeometrie oder Art des Maschinenelementes geordnet.

Karl Sommer, Rudolf Heinz, Jörg Schöfer

Moderne Kolbenwerkstoffe und Kolbenkonstruktionen für Pkw-Diesel-Anwendungen: Aluminiumkolben versus Stahlkolben

Über viele Jahre wurden in Pkw-Dieselmotoren ausschließlich im Schwerkraftguss hergestellte Aluminiumkolben verwendet. Eine kontinuierliche Weiterentwicklung von Werkstoffen, örtlichen Verstärkungen, Prüf-und Kühlungsmethoden haben es ermöglicht, die durch rasante Leistungsexplosion herbeigeführten Spitzenbelastungen erfolgreich zu meistern. Dazu hat Federal-Mogul einen wesentlichen Beitrag geleistet.

Seit einigen Jahren befinden sich bei Pkw-Dieselmotoren nun neben Aluminiumauch Stahlkolben in der Entwicklung. Letztere haben sich bei Nutzfahrzeugmotoren in der Großserie millionenfach bewährt. Beide Werkstoffe haben dabei ihre charakteristischen Merkmale.

Im folgenden Beitrag zeigt Federal-Mogul, welches die spezifischen Besonderheiten beider Technologien sind. Besondere Bedeutung wird hierbei der Kolbentemperatur beigemessen.

Josef Harrer, Dipl.-Ing. (FH) Arnd Baberg, Dipl.-Ing. (FH) Harald Mergler

3. Gehänge und Fördertechnik

Aufgezeigt werden in diesem Kapitel neben dem Gehänge und Warenträger im Bereich der Pulverbeschichtung, vor allem die verschiedenen Arten der Fördertechnik für die unterschiedlichsten Anwendungen und der Transport der verschiedenen Bauteile.

Die verschiedenen Fördersysteme werden im Einzelnen beschrieben und deren Anwendungsprofil und Grenzen aufgezeigt. Zwei Beispiele aus der Praxis runden das Kapitel ab.

Judith Pietschmann

2. Applikation

Behandelt werden die Grundlagen der Beschichtungs- und Anlagentechnik in Theorie und Praxis.

Neben den Aufladeverfahren ist der Transport des Pulvers zur Kabine, in der Kabine und die Pulverabsaugung und Rückgewinnung Thema des Kapitels. Weitere Themen sind die Anlagentechnik zur Beschichtung mit Effektpulverlacken, Sonderverfahren der Pulverbeschichtung wie z. B. das Coil Coating mit Pulver oder das Wirbelsintern und die notwendige Sicherheitstechnik die es zu beachten gilt. Abgerundet wird das Ganze durch eine ausführliche Betrachtung der Fehlermöglichkeiten und deren Lösungsansätze.

Judith Pietschmann

5. Oberflächenvorbehandlung von Metallen

Inhalt ist die Reinigung und Vorbehandlung von Metallen. Neben den Grundlagen der mechanischen und chemischen Reinigungsverfahren stehen die verschiedenen Möglichkeiten eines Vorbehandlungsprozesses zur Schaffung einer lackiergerechten Oberfläche im Fokus. Erläutert werden die Reinigungsverfahren für Aluminium, verzinkten Stahl, Stahl, Buntmetalle und Kunststoffe. Es werden die heute üblichen Konversionsverfahren wie Phosphatierung, Chromatierung und die Verfahren der chromfreien VBH detailliert beschrieben. Ein Abschnitt widmet sich der Wahl des geeigneten Verfahrens und dem Troubleshooting bei den No-Rinse Verfahren.

Judith Pietschmann

6. Pulverbeschichtung in der Praxis

Das Kapitel beschreibt Anlagenbeispiele für die Anwendung der Pulverbeschichtung in verschiedenen Industriebereichen. Die Beispiele kommen aus dem Bauwesen, aus der Beschichtung von weißer Ware, Industrieleuchten und beschreiben die Beschichtung von Holzwerkstoffen.

Vorgestellt wird ebenfalls das Inmould Pulverbeschichten und die Möglichkeiten eines Energiemanagements in der Lackieranlage.

Judith Pietschmann

8. Fehler in der Beschichtung

Im Kapitel 8 werden verschiedenste Fehlerbilder beschrieben die bei einer Pulverlackierung auftreten können. Beschrieben werden die verschiedensten Arten von Störungen im Lackfilm deren Ursachen und Verursacher aufgezeigt und die Möglichkeiten einer Reparatur dargestellt werden. Fehlerbilder sind u. a. Blasen und Krater, Pickel, Stippen, Probleme mit der Lackhaftung und Beispiele von Fehlern verursacht durch Korrosion. Mit Beispielen von Schadensfällen aus der Praxis und einem Troubleshooting wird das Kapitel abgerundet.

Judith Pietschmann

9. Entlacken

Vorgestellt werden die verschiedenen Möglichkeiten zur Entlackung der Bauteile oder Warenträger.

Neben den chemischen Verfahren der Entlackung werden das Strahlen mit Trockeneis, die Hochdruckwasserstrahltechnik, die selektive Entlackung mit Laserstrahl oder Plasma und das Wirbelstromentlacken dargestellt.

Judith Pietschmann

Zur Zeit gratis

2. Materialfluss

Der Begriff des Materialflusses kann zunächst sehr weit gesehen werden. In Anlehnung an die VDI-Richtlinie 3300 ist der Materialfluss die

räumliche, zeitliche und organisatorische Verkettung

aller Vorgänge bei der Gewinnung, Bearbeitung und Verteilung von Gütern innerhalb festgelegter Bereiche. So gesehen, ist aus der Sicht des Unternehmens zwischen einem externen Güterfluss und einem innerbetrieblichen Materialfluss (MF) zu unterscheiden.

Der Materialfluss umfasst also alle Vorgänge in einem betrieblichen Objektfluss, die mit den Aufgaben der Beschaffung, der Produktion und der Distribution in Zusammenhang stehen. Seine Objekte sind Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe, Halbfabrikate, Fertigprodukte und Werkzeuge. Der Materialfluss hat die Aufgabe, die Fertigungs- und Montageeinheiten zu verknüpfen sowie die Versorgung und Entsorgung zu gewährleisten.

Heinrich Martin

2. Sanierungs- und Restrukturierungsmaßnahmen

Das Ergebnis des Sanierungskonzeptes mit der Ermittlung der Krisen und der Sanierungsmaßnahmen ergibt eine Vielzahl strategisch und operativ durchzuführender Sanierungsbestrebungen. Dabei eine generelle Richtung – oft als Sanierungsstrategie bezeichnet – zu bestimmen, erscheint aus Praxissicht durch die Komplexität der spezifischen Prämissen im Einzelfall als nicht möglich. Eine Sanierung sollte aus mehreren konsolidierungsrelevanten Bestandteilen der einzelnen funktionalen Bereiche mit der Zuordnung zum Zeithorizont als Maßnahmenbündel aufgefasst werden. Selbstverständlich muss grundsätzlich die Geschäftsstrategie analysiert und in den Maßnahmenkatalog aufgenommen werden. Zunächst wird eine Sanierungsart (vgl. Kap. 3) gewählt und die erarbeiteten Sanierungsmaßnahmen umgesetzt. Dabei kann durchaus im Zeitablauf der Übergang auf eine andere Sanierungsart stattfinden, welche die Umsetzung der jeweils zugehörigen Sanierungsmaßnahmen erfordert.

In Folgenden wird aus Praktikabilitätsgründen von einer funktionalen Gliederung (Beschaffung, Produktion, Absatz, Verwaltung etc.) der Maßnahmen ausgegangen. Die Einzelmaßnahmen sind jedoch auch grundsätzlich in einem zeitlichen Gefüge – wobei sich die Zeithorizonte zeitlich von der allgemein gültigen Definition operativ, taktisch und strategisch unterscheiden – zu betrachten, so dass eine zweidimensionale Betrachtungsweise entsteht (Abb. 2.1).

Stefan Hohberger, Hellmut Damlachi

3. Wie stark Deutschland am Rohstofftropf hängt

Deutschland verfügt zwar über ein beachtliches Potenzial an heimischen Rohstoffen, vor allem bei Steinen und Erden, Kali- und Steinsalz sowie Braunkohle, ist bei den primären, mineralischen Rohstoffen aber praktisch zu 100 % auf Importe angewiesen – oder auf den Einsatz von Recyclingrohstoffen. Denn in Deutschland werden keine Erze mehr gefördert, aus denen man Stahl oder Metalle produziert. Von den durch die Europäische Union als kritisch definierten Rohstoffen werden lediglich Fluorit und neuerdings auch wieder Graphit in Deutschland gewonnen. Seit 2005, als die Firma Kropfmühl ihre Produktion eingestellt hatte, wurde in Deutschland kein Graphit mehr hergestellt; erst 2012 wurde das Werk wiedereröffnet.

Günter Pilarsky

7. Beispiele für Wertstoffgewinnung aus Abwässern

Die Wertstoffgewinnung aus Industrieabwässern ist weit gefächert, sie tangiert fast alle Industriebranchen. Beispielhaft werden die Rückgewinnung vier sehr unterschiedliche Abwasserstoffe – Härtereisalze (Abb.

7.1

), Nickel (Abb.

7.2

), Latexähnliche Verbindungen (Abb.

7.3

), Schwermetalle und Konzentrate aus der Farbmittelherstellung und Druckwalzreinigung (vgl. Anhang) – mit verschiedenen Verfahren vorgestellt. Sie beweisen uns, dass auch sehr komplexe Abwässer soweit technologisch aufbereitet werden können, dass die Abwasserinhaltsstoffe wieder dem Wirtschaftskreislauf zugeführt und das Abwasser als Prozesswasser wiederbenutzt werden kann.

Dr. Rolf Stiefel

7. Abwasserbehandlungsprozesse

Die Chargenbehandlung ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Abwasserreinigung im Bereich der metallbe- und -verarbeitenden Industrie. Sie eignet sich zur Behandlung von fast allen dort anfallenden Abwässern. Mit kontinuierlichen Durchlaufanlagen können in vielen Fällen die rechtlichen Vorgaben nicht eingehalten werden und sie sind somit nicht genehmigungsfähig. Dagegen haben Chargenanlagen einen erheblichen Vorteil. Der grundlegende Aufbau sowie die durchgeführten Verfahrensschritte und Prozessfolgen sind einfach konzipiert. Die Anlagen sind so gebaut, dass verschiedenartige Abwässer zur Behandlung gesammelt werden können. Durch die Abwasserführung lässt sich die neutralisierende Wirkung verschiedener Abwässer nutzen. Die Chargenbehandlung ist bei professioneller Bedienung die sicherste Reinigungsmethode. Erst nach vollständiger Behandlung und Prüfung kann das Abwasser die Anlage verlassen.

Gabi Förtsch, Prof. Dr. Heinz Meinholz

Chapter 2. Wertecockpits und Wertemanagement

Unternehmenswerte legen fest, wofür ein Unternehmen steht und mit welchen Leistungen es sein Überleben absichert. Sie bestimmen trichterförmig die Filter, wie ein Unternehmen seine Welt begreift, welche Probleme es wahrnimmt, welche Lösungsstrategien es entwickelt und welche Produkte und Leistungen es daraus ableitet.

Friedrich Glauner

Kapitel 7. Werkstoff- und Halbzeugtechnologien für Leichtbau-Anwendungen

Eine Einteilung der Fertigungsverfahren ist in der DIN 8580 allgemeingültig beschrieben. Fertigungsverfahren werden in sechs Hauptgruppen eingeteilt. Jede Hauptgruppe basiert auf spezifischen Merkmalen.

Uwe Eggers, Peter Furrer, Rainer Gadow, Lothar Gaul, Ansgar Geffert, Ortwin Hahn, Vitalij Janzen, Gerhard Kopp, André Kröff, Gerson Meschut, Andreas Müller, Stefan Mütze, Thomas Olfermann, Dietrich Scherzer, Rodolfo Schöneburg, Sebastian Süllentrop

3. Strombasierte Querschnittstechnologien mit Anwendungsbeispielen

Elektrischer Strom ist universell einsetz- und praktisch unverzichtbar. Abbildung 3.1 zeigt die Verteilung des industriellen Stromverbrauchs nach (PROGNOS, zitiert in Pehnt et al.

2011

) auf einzelne Anwendungen und macht deutlich, dass es sich bei einem Großteil der Stromanwendungen um Querschnittstechologien handelt, die in praktisch allen Branchen zum Einsatz kommen.

Dr. Markus Blesl, Dr. Alois Kessler

7. Zusammenfassung

Die Energieeffizienzpolitik ist eine tragende Säule der deutschen und europäischen Klimaschutzpolitik. In den 20-20-20-Zielen der Europäischen Union werden für das Jahr 2020 neben der Steigerung der Energieproduktivität um 20 % eine Reduktion der THG-Emissionen um 20 % sowie eine Steigerung des Erneuerbarer-Energien-Anteils am Primärenergieverbrauch auf 20 % als Ziele definiert. Die deutsche Bundesregierung hat im Rahmen der „Energiewende“ für 2050 weitergehende Energieeffizienzziele formuliert. Zur Senkung des Primärenergiebedarfs um insgesamt 20 % bis 2050 soll eine Reduktion des Stromverbrauchs um 25 % sowie ein drastischer Rückgang des Primärenergiebedarfs im Gebäudebereich um 80 % beitragen. In der Summe entspricht dies einer Steigerung der gesamtwirtschaftlichen Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1 % pro Jahr. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die bisherigen Instrumente und Gesetze (Emissionshandel, EEG, EEWärmeG, KWKG, EVPG, BVT, EDL-RL, BImSchG …) kontinuierlich angepasst werden. Die Vielfalt der absehbar notwendigen Anpassungen führt bei den betroffenen Unternehmen zu einer nicht zu unterschätzenden Unsicherheit.

Dr. Markus Blesl, Dr. Alois Kessler

Chapter 10. Instrumente zur intelligenten Diversifizierung von Unternehmensnetzwerken

Die Europäische Kommission verfolgt als innovationspolitischen Ansatz im Rahmen der Europa-2020-Strategie eine Orientierung, die in hohem Maße kompatibel ist zu Konzepten der regionalen Profilbildungen und in verschiedenen Clusterpolitiken ihren wohl deutlichsten Ausdruck findet.

Gerd Meier zu Köcker, Marc Bovenschulte

1. Grundlagen der Metall- und Legierungskunde

Die in diesem Kapitel erläuterten Begriffe werden in den nachfolgenden Kapiteln immer wieder angewendet. Die Kenntnis dieser Begriffe ist unumgänglich für das Verständnis der Vorgänge in den Werkstoffen und damit letztlich für die Beurteilung der Möglichkeiten, durch technische Prozesse die Werkstoffeigenschaften zu beeinflussen.

Beschrieben werden dabei vorrangig die metallischen Werkstoffe. Die Mehrzahl der Definitionen gilt aber auch für andere Werkstoffgruppen, insbesondere für die nichtmetallischen anorganischen Stoffe.

Metalle bilden im festen Zustand

Kristall

Kristalle

. Das heißt, die Atome, aus denen sie aufgebaut sind, befinden sich in einer

regelmäßigen räumlichen Anordnung

.

Fehlt der kristalline Aufbau, so werden die Stoffe als

amorph

amorph

bezeichnet. In diesem Zustand sind die Atome oder Moleküle vollkommen

ungeordnet

. Amorph sind z. B. alle Flüssigkeiten, Glas und zum Teil auch die Kunststoffe, es gibt aber auch metallische Gläser. Die Verschiedenheit eines kristallinen und eines amorphen Aufbaus wird z. B. deutlich, wenn man die Bruchflächen von Metall und Glas miteinander vergleicht.

Der Unterschied zwischen den Metallen und den anderen kristallinen Stoffen, wie z. B. den Salzen oder den teilkristallinen Kunststoffen, besteht in der Form der Bindung zwischen den einzelnen Atomen

Prof. Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bargel, Prof. Dr.-Ing. Günter Schulze

Kapitel 4. Spezialkunststoffe

In den letzten Jahren gewannen Polymere mit besonderen Eigenschaften zunehmend an Bedeutung. In diesem Kapitel werden unter dem Überbegriff Spezialkunststoffe die zwei Gebiete „Biopolymere“ und „Elektrisch leitfähige Polymere“ behandelt.

Thomas Hirth, Rainer Schweppe, Emilia R. Inone-Kauffmann, Helmut Nägele, Jürgen Pfitzer, Christoph Schrader, Carolin Schäfer, Jan Diemert, Axel Kauffmann, Rudolf Emmerich, Karsten Pinkwart

Kapitel 1. Einführung in Polymer Engineering

Kunststoffe sind hoch molekulare organische Verbindungen, die entweder durch Abwandeln hochmolekularer Naturstoffe oder durch chemische Aneinanderlagerungen niedermolekularer Grundbausteine, sog. Monomere, durch verschiedenartige chemische Reaktionen entstehen. Die Vielfalt der Kunststoffe erklärt sich aus der großen Zahl von Möglichkeiten bei der Auswahl monomerer Bausteine und den verschiedenen Arten ihrer Aneinanderlagerung zu hochmolekularen Ketten (linear, verzweigt, vernetzt). Forschung und Technik erschließen vereinzelt noch neue synthetische, vermehrt natürliche, Kunststoffe, die Zahl der chemischen Modifikationen bestehender Kunststoffe durch Copolymerisationen oder Mischen (blending) überwiegt jedoch bei weitem.

Peter Eyerer, Marc-Andree Wolf

5. Wärmebehandlung des Stahles

Wolfgang Weißbach, Prof. Dr.-Ing. Michael Dahms

2. Konzeptionelle Darstellung der Technologischen Konkurrenzanalyse (TKA)

In Kapitel 1 ist bereits deutlich geworden, daß die TKA durch verschiedene Forschungsgebiete beeinflußt wird, und welches Verständnis von TKA in dieser Arbeit besteht. Im folgenden werden die in der Literatur vorzufindenden Überlegungen bezüglich der Funktion, der Aufgabenstellung und des Ablaufs der TKA dargestellt und eine Konzeption für die TKA abgeleitet.

Veronica Lange

Kapitel 17. Mikromontage

Die Mikromontage stellt seit Beginn der 1990er Jahre ein herausforderndes Themengebiet für die Forschung und Entwicklung im Bereich der Montagetechnik dar (van Brussel 2000). Sie hat bei der Herstellung innovativer Produkte eine entscheidende wirtschaftliche Bedeutung, da sie, wie bei der Montage von konventionellen Bauteilen, den größten Teil der gesamten Produktionskosten ausmachen kann. Eine durchgängige und allgemein genutzte Definition des Begriffes Mikromontage existiert noch nicht. Die Norm DIN 32564 des Normenausschusses Feinmechanik und Optik (NAFuO) ist bemüht, durch die Definition von Begriffen zu Fertigungsmitteln für Mikrosysteme Abhilfe zu schaffen (DIN 32564 2003). Der Begriff „Mikromontage“ wird hier durch die DIN 32564-2 wie folgt definiert:

Annika Raatz, Christian Löchte, Arne Burisch, Jan Wrege, Jürgen Hesselbach

3. Substrate und Beschichtungen

Die metallischen Grundwerkstoffe, die Substrate, für die in der Norm als bandbeschichtete Flacherzeugnisse definierten Produkte sind Aluminium und Stahl. Stahl ist mit mehr als 90 % der bedeutendere Werkstoff. Aluminium hat weltweit nur einen Anteil von etwa 7 % an der Gesamtproduktion [1]. Als ein Kriterium für die richtige Auswahl des Substrats, das bandbeschichtet werden soll, dienen die späteren mechanischen Bearbeitungsschritte. Walzprofilieren, Biegen, Tiefziehen usw. erfordern bestimmte Güten und Festigkeiten, die über die entsprechenden Stahl- oder Aluminiumlegierungen sichergestellt werden. Als weiteres Auswahlkriterium ist das spätere Einsatzgebiet von Bedeutung.

Dr. Almuth-Sigrun Jandel, Bernd Meuthen

4. Der Beschichtungsprozess

Die Bandbeschichtung ist ein komplexer industrieller Prozess, in dem Stahl- oder Aluminiumband kontinuierlich ein- oder beidseitig beschichtet wird. Die Bandbreite reicht bis zu 1900 mm bei Stahlbändern und geht bei den Aluminiumbändern über 2000 mm hinaus. Die Banddicken liegen im Allgemeinen zwischen 0,2 und 3 mm. Der Unterschied zu anderen industriellen Lackierverfahren zeigt sich vor allem beim Durchsatz. Die Geschwindigkeit, mit der die Bänder durch die Anlage gefahren werden, liegt zwischen 10 und 200 m/min. Bei der Aluminiumlackierung werden in einzelnen Fällen auch 200 m/min deutlich überschritten [1]. Spezielle Anlagen, auf denen z. B. Pulverlacke verarbeitet werden, laufen nur mit Geschwindigkeiten von 10 bis 20 m/min.

Dr. Almuth-Sigrun Jandel, Bernd Meuthen

5. E Werkstofftechnik

Alle Produkte der Technik – von Dienstleistungen abgesehen – bestehen aus Werkstoffen: Das Produkt muss mit seinen gewählten Werkstoffen die Anforderungen des Erwerbers oder Benutzers erfüllen: - zuverlässige Funktion über die Lebensdauer (Leistung, Traglasten, Geschwindigkeiten), - niedrige Betriebskosten (Schmierung, Korrosionschutz, Wartung) oder - Regenerationsmöglichkeit bei großen Teilen.

Alfred Böge

2. Technologie

Bereits 1860 legte François Willème die Grundsteine für die generativen Fertigungstechnologien. Er reproduzierte ein Abbild von sich, indem er sich mit 24 Kameras gleichzeitig fotografierte und jede Silhouette ausschnitt und zusammenfügte (Abb. 2.1).

Jannis Breuninger, Ralf Becker, Andreas Wolf, Steve Rommel, Alexander Verl

Kapitel 3. Schadensanalyse und Schwachstellenbeseitigung

Zielsetzung

Nach diesem Kapitel

kennen Sie Aufbau und Struktur technischer Oberflächen,

beherrschen Sie die Fachbegriffe und Grundzusammenhänge der Schädigungstheorie,

verfügen Sie über Kenntnisse des Schädigungsverhaltens von Werkstoffen,

sind Sie in der Lage, selbstständig eine Instandhaltungsanalyse durchzuführen,

verfügen Sie über Grundkenntnisse einer Vorgehensweise zur Bestimmung der Ursachen von Schadensfällen.

Matthias Strunz

B.3. Werkstoffe für die Randschichtbehandlung

In der Oberflächentechnik kommt eine Vielzahl von Verfahren zur Randschichtbehandlung oder Beschichtung zum Einsatz (s. Kap. A.3, S. 71). Für einige Verfahren stehen optimierte Werkstoffe zur Verfügung. Im folgenden werden eine thermische und zwei thermochemische Wärmebehandlungen zur Randschichtbeeinflussung beschrieben und geeignete Werkstoffe vorgestellt. Die drei Verfahren verfolgen ein gemeinsames Ziel: Über einem duktilenWerkstückkern sollen durch Steigerung der Härte und Ausbildung von Druckeigenspannungen im Rand der Verschleißwiderstand und die Schwingfestigkeit erhöht werden.

Professor Dr.-Ing. Hans Berns, Professor Dr.-Ing. Werner Theisen

4. Strukturplanung

Aufgabe der Strukturplanung ist, alle Elemente des Fabriksystems funktionsgerecht, kostengünstig und menschengerecht zu verknüpfen /Schu84/. Das Ergebnis dieser verknüpfenden Gestaltung aus den sich gegenseitig beeinflussenden Elementen ist die „Struktur einer Fabrik”. Die Strukturplanung ist die vollständige, d. h. alle Wirksysteme und Funktionsbereiche umfassende planerische Tätigkeit zur langfristigen Gestaltung einer Fabrik. Sie betrifft alle Produktions- und Logistikprozesse, Teilbereiche und Fachgebiete und ist damit eine interdisziplinäre Planungsaufgabe. Die einzelnen Fabrikelemente und ihr gegenseitiger Einfluss werden in der Strukturplanung analysiert und zu einer wirtschaftlichen Gesamtlösung integriert.

Prof. Günther Pawellek

4. Die Fallbeispiele

Nachdem Machlup 1962 die Bedeutung des Faktors Wissen für Arbeit identifizierte und Drucker 1993 Wissen als die wichtigste Ressource bezeichnete, sind Themen und Begriffe wie Wissensgesellschaft, Wissensarbeit, Wissensintensität oder Wissenstransfer nicht mehr aus der wissenschaftlichen Debatte wegzudenken.

Katrin Hahn

12. Korrosionsbeanspruchung und Korrosionsschutz

Die Korrosion — z. B. das Rosten des Stahles — verursacht Schäden, die jährlich auf etwa 4 % des Bruttosozialproduktes geschätzt werden. Sie steht damit als Schadensursache gleichrangig neben dem Verschleiß. Der Korrosionsschutz hat deshalb eine große Bedeutung. Sie wird durch die Anzahl von etwa 1000 Normen und anderen technischen Regeln über das gesamte Gebiet deutlich. Die Normen beziehen sich nicht auf Reaktionen nichtmetallischer Stoffe mit ihrer Umgebung.

Wolfgang Weißbach

12. Unternehmensbeispiel Henkel Adhesive Technologies

Henkel, im Jahr 1876 gegründet, beschäftigt heute weltweit rund 47.000 Mitarbeiter. Davon arbeiten 80 % außerhalb Deutschlands. Diese starke Internationalität des Unternehmens zeigt sich insbesondere durch die Präsenz in den Wachstumsregionen. So erzielte Henkel im Jahr 2011 einen Umsatz von 15,6 Mrd. €, 42 % davon wurden in den Emerging Markets (Osteuropa, Afrika/Nahost, Lateinamerika und Asien ohne Japan) erwirtschaftet. Im Jahr 2004 lag dieser Anteil nur bei 26 %. Die Konzernaktivitäten werden aus Düsseldorf durch die Henkel AG & Co. KGaA gesteuert. Die Henkel AG & Co. KGaA ist sowohl operativ tätig als auch Mutterunternehmen des Henkel-Konzerns mit sieben deutschen und 170 ausländischen Tochtergesellschaften.

Prof. Dr. Dr. h. c. Jürgen Weber

4. Deutschland im internationalen Innovationswettbewerb

Im Rahmen des internationalen Innovationswettbewerbs wird über Arbeitsplätze, Einkommen und Wirtschaftswachstum in Ländern und Regionen entschieden. Das Abschneiden der beteiligten Länder hängt wesentlich von der Leistungsfähigkeit des jeweiligen nationalen Innovationssystems ab. Diese Leistungsfähigkeit wollen wir im folgenden anhand wichtiger Indikatoren messen. Im Mittelpunkt dieses Kapitels steht deshalb die Quantifizierung wichtiger Inputs (Einsatzfaktoren) und Outputs (Ergebnisse) gesamtwirtschaftlicher Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprozesse. Wir versuchen, die Zusammenhänge von den Aufwendungen für Bildung über Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen bis hin zu wirtschaftlichen Ergebnissen des Innovationsprozesses — soweit dies möglich ist — zahlenmäßig zu erfassen. Das ist nicht einfach, da es erhebliche Probleme der Erfassung von Daten gibt, die im nächsten Abschnitt genauer erläutert werden.

Prof. Dr. Johann Welsch

8. Anhang

Der Aufsichtsrat der Polychemie AG beauftragt das hauseigene Controlling, eine Bewertung (Unternehmensbewertung) des Unternehmens vorzunehmen in Form eines internen subjektiven Kurzgutachtens.

Christoph Voigt, Jan Voigt, Jörn F. Voigt, Rolf Voigt

1. Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge

Der Abschnitt will dem Einsteiger in das Gebiet die Bedeutung und Verflechtung mit anderen Fachgebieten aufzeigen, auf Entwicklungsrichtungen hinweisen und die grundsätzliche Herangehensweise an den vielfältigen Stoff vorführen.

Wolfgang Weißbach

11. Werkstoffe besonderer Herstellung oder Eigenschaften

Pulvermetallurgie (PM) ist nach DIN EN ISO 3252 ein Teilgebiet der Metallurgie, das sich mit der Herstellung von Metallpulvern und Bauteilen daraus befasst. Grundsätzlich müssen mindestens drei Fertigungsstufen durchlaufen werden:

Pulvergewinnung,

Formgebung und Verdichtung,

Verfestigung durch Sintern.

Wolfgang Weißbach

12. Korrosionsbeanspruchung und Korrosionsschutz

Korrosion ist die chemisch-physikalische Reaktion eines metallischen Stoffes mit seiner Umgebung, die zu einer Eigenschaftsänderung führt. Sie kann die Funktion eines metallischen Bauteiles oder des zugehærigen Systems beeinträchtigen.

Wolfgang Weißbach

13. Tribologische Beanspruchung und werkstofftechnische Maßnahmen

Überall, wo Kærper aufeinander gleiten, versucht man durch Schmierstoffe die Reibung und den Verschleiß zu erniedrigen. Früher stand nur die Werkstoffpaarung oder nur der Schmierstoff im Mittelpunkt. Heute wird das Gesamtproblem betrachtet.

Wolfgang Weißbach

10. Recycling

Unter Recycling versteht man die Rückführung der bei Produktion und Verbrauch anfallenden Nebenprodukte und Reststoffe in den Produktions-Verbrauchs-Kreislauf. Sammlung, Transport von Abfall und das eigentliche Recycling ebenso wie die Beseitigung von Abfällen benötigen Energie und Ressourcen. Nach einer Einführung in die Theorie und Praxis des Recycling (Abschn. 10.1) wird in Abschn. 10.2 ein überblick über die Recyclingpraxis in verschiedenen Wirtschaftssektoren (Bergbau, Grundstoffindustrie, Baugewerbe) und für typische Materialien (Kunststoff, Elektronikschrott, Altauto) gegeben. Abschnitt 10.3 zeigt die Entwicklungen zu integrierten Recyclingkonzepten für eine klimaverträgliche Stoffwirtschaft.

Prof. Dr. Ulrich Förstner

Chapter 1. Introduction

More than ever, German companies have to compete in an environment of increasing global competition. The recent years in particular have seen increasing relocation of production. It therefore has to be the concern of high-wage countries to evaluate and define the conditions under which domestic businesses can successfully develop and produce corresponding products. In terms of economic relevance, these products have to address not only niche markets but also markets of adequate volume. How can these companies sustainably increase the level of value creation while minimising necessary planning activities, which by definition are not value adding? And how can they solve the dichotomy between individualisation and mass production? Delivering answers to these questions is crucial to strengthen domestic industrial production and has the potential to sustainably lower unemployment.

Christian Brecher, Wilhelm Oliver Karmann, Stefan Kozielski

6. Aufbau

In der Anfangszeit des Automobils wurde die Karosserie – dem Beispiel des Kutschenbaus folgend – auf einem Rahmengestell befestigt. Diese Bauweise findet man heute nur noch bei Lastkraftwagen und großen Off-Road-Fahrzeugen. Im Bereich der Personenwagen hat sich die selbsttragende Karosserie durchgesetzt. Sie wurde 1935 von Opel erstmalig mit dem Modell Olympia in der Großserie eingeführt. Die Innovation bestand darin, dass die Karosserie für sich komplett vorgefertigt wurde. Anschließend wurden die restlichen Komponenten wie Motor, Kupplung, Getriebe, Vorder- und Hinterachse sowie der Auspuffanlage direkt an der Karosserie befestigt und zum Fahrzeug komplettiert

.

Prof. Dr.-Ing., Dr.-Ing. E.h. Hans-Hermann Braess, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

10. Werkstoffe und Fertigungsverfahren

Die Werkstoffe und Technologien, die in den Automobilen zum Einsatz kommen, spiegeln den jeweils vorhandenen Stand der Technik wider. Der für die gegebenen Anforderungen bestgeeignete Werkstoff bzw. das bestgeeignete Fertigungsverfahren kommt zum Einsatz. Somit ist ein Exkurs in die Werkstoffe der frühen Automobile zugleich ein Blick zurück in die Werkstofftechnik der damaligen Zeit, siehe auch

Tabellen 10.1–1

und

10.1–2

.

Prof. Dr.-Ing., Dr.-Ing. E.h. Hans-Hermann Braess, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

11. Erfolgskontrolle: Ist Kommunikation messbar?

Das Umfeld der Unternehmen ist heute von einem beständigen Wandel gekennzeichnet. Wirtschaftskrisen, turbulenter werdende Märkte und Kosteneinsparungen schaffen Rahmenbedingungen, welche die Unternehmenskommunikation vor neue Herausforderungen stellten. Mit der Verschärfung des Wettbewerbs findet eine Verlagerung von einem Produktwettbewerb zu einem Aufmerksamkeitswettbewerb statt: Nicht die Information, sondern die Aufmerksamkeit ist das Problem.

Mirco Hillmann

Kapitel 1. Einleitung

Die Unternehmen am Wirtschaftsstandort Deutschland sind mehr denn je einem globalen Wettbewerb ausgesetzt. Insbesondere in den letzten Jahren war eine zunehmende Verlagerung von Produktionstätigkeiten zu beobachten. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, unter welchen Randbedingungen Unternehmen in Hochlohnländern wie Deutschland erfolgreich Produkte entwickeln und produzieren können. Volkswirtschaftlich relevant sind dabei Produkte, die nicht nur Nisch-, sondern Volumenmärkte adressieren. Wie können diese Unternehmen es beispielsweise schaffen, ihre Wertschöpfung nachhaltig zu steigern und die dazu notwendigen planenden und vorbereitenden, nicht wertschöpfenden Tätigkeiten auf ein Minimum zu reduzieren? Oder wie gelingt es ihnen den Spagat zwischen den zunehmend individuellen Kundenwünschen und einer kostengünstigen Massenproduktion zu meistern? Die Beantwortung dieser Fragen ist zwingend notwendig, um den hiesigen Standort zu stärken und kann nachhaltig zur Senkung der Arbeitslosigkeit beitragen.

Christian Brecher, Oliver Karmann, Stefan Kozielski

4. METHODISCHE GRUNDLAGEN

In diesem Kapitel wird erörtert, mit welchen Methoden die empirische Untersuchung dieser Arbeit durchgeführt wird. Zunächst einmal müssen die zu Grunde liegenden Variablen operationalisiert, d.h. in ein konkret messbares Merkmal umgesetzt werden. Das Kapitel beginnt mit der Erläuterung der Vorgehensweise zur Operationalisierung von Variablen (Kap. 4.1) und der Vorstellung grundsätzlicher Gütemaße bei der Beurteilung von Messskalen (Kap. 4.1.1). Die Messung der technologischen Ressourcenbasis erfolgt durch eine gesonderte Vorgehensweise, die in einem extra Abschnitt erläutert wird (Kap.4.1.2). Dem schließt sich die Erörterung von Methoden an, mit denen die Hypothesen dieser Arbeit überprüft werden können (Kap. 4.2) Für diese Arbeit sind drei Analysen relevant: die explorative Faktorenanalyse (Kap. 4.2.1), die multivariate Regression (Kap.4.2.2.1) und die moderierte Regression (Kap.4.2.2.2).

Franka Birke

7. Hochtemperaturbeschichtungen

Hochtemperaturbeschichtungen werden hauptsächlich eingesetzt, um zwei Funktionen zu erfüllen:

a)

Korrosionsschutz und

b)

Wärmedämmung der Bauteile. Während für die erstgenannte Aufgabe metallische Schichten aufgebracht werden, handelt es sich bei Wärmedämmschichten um keramische Überzüge mit geringer Wärmeleitfähigkeit.

Ralf Bürgel, Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf

E. Werkstofftechnik

Diesen Anforderungen muss der Werkstoff mit seinen Eigenschaften

im

Bauteil standhalten, sein

Eigenschaftsprofil

d. h. die Summe aller Eigenschaften muss mit dem Anforderungsprofil im Gleichgewicht stehen. Meist ist eine

Sicherheit

gegen Bruch oder Verformung notwendig, sodass die Eigenschaften über den Anforderungen liegen müssen.

Wolfgang Weißbach

8. Unternehmensprofile

Die Unternehmensprofile bieten Ihnen wichtige Entscheidungshilfen, bei welchen Firmen Sie sich gezielt bewerben können, zudem Adressen und weitere Informationen.

Margaretha Hamm, Dr. Lutz Hoffmann, Dr. Sonja Ulrike Klug, Dorothee Köhler, Susanne Löffelholz

IX. Successful Practice Unternehmen

Im Folgenden sollen einige ausgewählte Successful Practice Unternehmen bezüglich des Patentmanagements vorgestellt werden. Diese Unternehmen wurden nicht ausgewählt, weil deren Performance im Sinne von Collins „From good to great“ gesamthaft überragend gut war. Vielmehr haben wir uns die spezifischen Ausprägungen und Erfolgsfaktoren des Patentmana-gements im Unternehmenskontext ausgesucht. Die Auswahl (Tabelle IX.1) soll als Beispiel dienen, die Unternehmen sind explizit zum „Rosinen pi-cken“ gedacht.

Professor Dr. Oliver Gassmann, Dr. Martin A. Bader

6. Gegenstand und Zielsetzung der empirischen Untersuchung

Das Innovationsmanagement in der chemischen Industrie ist als eine jüngere Erscheinung anzusehen, wobei das Thema Innovationen im Rahmen der betrieblichen Forschung und Entwicklung bereits verankert war. Die Tatsache, dass auf Vorstandsebene zunehmend Posten mit dem Kompetenzbereich Innovationsmanagement geschaffen werden, spricht für das Entstehen von etwas Neuartigem.

Dominik von Au

5. Wärmebehandlung des Stahles

Wolfgang Weißbach, Michael Dahms

Strukturbegriff: Ausbildung der Lehrer und der Ausbilder

Ein Lehrer muss Fachmann und Pädagoge zugleich sein; seine Tätigkeit erfordert den Fachmann, wenn es gilt, sich einen Überblick über das Lehrgebiet und die darin vertretenen Lehrmeinungen zu verschaffen, Lehrinhalte auszuwählen, zu systematisieren und unter fachwissenschaftlichen Gesichtspunkten zu prüfen. Als Pädagoge ist er vielfältig gefordert. Zu seinen pädagogischen Aufgaben zählt auch die Beratung. Der Deutsche Bildungsrat (1970, S. 217 ff.) nennt die fachunterrichtliche Beratung, die Erziehungsberatung, die Schullaufbahn- und Berufsberatung sowie die Beratung von Eltern, Schüler(inne)n, Berufs-berater(inne)n und betrieblichen Ausbilder(inne)n. Zu seinen Aufgaben wird auch das Erziehen und Beurteilen gezählt, die sich angesichts der inhomogenen Schülerklientel als zunehmend problematisch erweisen. Lehrer/innen müssen außerdem Verwaltungsaufgaben übernehmen und an curricularen, didaktisch-methodischen und schulorganisatorischen Reformen mitarbeiten.

Prof. Dr. Karin Rebmann, Prof. (em.) Dr. Walter Tenfelde, Dr. Tobias Schlömer

5. Schwingungsverschleiß (Fretting)

In diesem Kapitel werden typische Verschleißerscheinungen und Bruchvorgänge zusammengefasst, die durch oszillierende Gleitbewegungen mit kleiner Amplitude entstehen. Die fortgesetzte Bewegungsumkehr und das hohe Eingriffsverhältnis (hoher Anteil ständig überlappter Kontaktflächen) führen dabei zu deutlich anderen Verschleißerscheinungsformen als beim Gleitverschleiß

Karl Sommer, Rudolf Heinz, Jörg Schöfer

4. Gleitverschleiß

Diese Verschleißart tritt auf, wenn sich zwei in Kontakt befindliche Oberflächen lateral relativ zueinander bewegen. Die Gleitflächen können sowohl eben, konform als auch kontraform ausgebildet sein. Bei Gleitbeanspruchung wird in der Regel geschmiert, wobei soweit wie möglich eine Trennung der Gleitflächen durch den Schmierfilm angestrebt wird. Dabei können die Reibungszustände Grenzreibung, Mischreibung und hydrodynamische Reibung auftreten. Typische Systeme sind beispielsweise Gleitlager/Welle, Käfig/Wälzkörper und Kolben/ Büchse. Da die Verschleißerscheinungsformen bei Gleitverschleiß vom Schmierfilm dominiert werden, ist dieses Kapitel entsprechend nach der mit der Schmierfilmdicke verbundenen Reibungszustände und nicht nach der Kontaktgeometrie oder Art des Maschinenelementes geordnet.

Karl Sommer, Rudolf Heinz, Jörg Schöfer

1. Kraftfahrzeug

Kennen Sie eigentlich das schon länger existierende „Kompetenzzentrum Frau und Auto“? Nein? Das ist allen Ernstes ein Fehler, denn der Anteil der weiblichen Pkw-Halter ist in Deutschland seit 1984 von 16 % auf nunmehr 40 % gestiegen. Frauen besitzen bereits 13 Millionen Autos, und mehr als 90 % aller Frauen im Alter zwischen 30 und 40 Jahren haben einen Führerschein. Eine neue Zielgruppe ist herangewachsen.

Richard van Basshuysen

Kapitel 4. Entwicklung neuer PVD-Beschichtungen

Der Leitgedanke des SFB 442 besteht in der Realisierung neuartiger umweltfreundlicher tribologischer Systeme. Bisherige tribologische Systeme werden hierbei derart modifiziert, dass die oberflächenaktiven Funktionen hochadditivierter mineralölbasierter und oftmals umweltbedenklicher Schmierstoffe auf die Werkzeug- und Bauteiloberflächen übertragen werden. Hierzu war die Entwicklung innovativer Werkstoffverbunde erforderlich, die die Aufgaben wie Verschleißschutz, Reibungsminimierung und Korrosionsschutz übernehmen können. Unter Werkstoffverbund sind in diesem Zusammenhang komplexe Systeme, bestehend aus Beschichtung und Grundwerkstoff zu verstehen, die entsprechend den auftretenden Beanspruchungen ausgelegt werden. Ein großes Potential bieten an dieser Stelle mittels PVD (Physical Vapour Deposition)-Technologien abgeschiedene Dünnschichtsysteme, da diese trotz geringer Schichtdicken (1–20 µm) beispielsweise einen hohen Verschleißschutz gewährleisten. Das geringe Aufmaß ermöglicht zudem die Beschichtung endkonturgetreuer Geometrien mit engen Form- und Maßtoleranzen, sodass mechanische Nachbehandlungen nicht mehr erforderlich sind.

Kirsten Bobzin, Nazlim Bagcivan, Mara Ewering, Nico Andreas Goebbels, Raphael Weiß, Carsten Warnke

Kapitel 8. Erfassung tribologischer Zusammenhänge und Erkenntnisse in einer Datenbank

Die Datenbank enthält die tribologischen und stofflichen Daten, die innerhalb des Sonderforschungsbereichs 442 ermittelt wurden. Sie wird genutzt, um Informationen über die Eigenschaften von Schmierstoffen und Werkstoffverbunden, sowie über Prüfstände und Versuchsergebnisse zu erhalten. Diese Wissensbasis kann dazu beitragen, ökologisch verträgliche Tribosysteme mit Hilfe der Auswerte-Systeme (Module) auszulegen. Dabei handelt es sich um Berechnungswerkzeuge und Expertenwissen z. B. in Bezug auf die Auswahl von Schichtsystemen. Eine nähere Beschreibung der Auswerte-Systeme kann den folgenden Abschnitten entnommen werden.

Peter Werner Gold, Georg Jacobs, J. Loos, Volker Rombach, Savas Kurutas, Astrid Fröde

Kapitel 4. Gleichgewichte

Ein vor uns liegender Werkstoff stellt sich in einem bestimmten

Zustand

dar. Wir kennen die „klassischen“ Aggregatzustände (fest – flüssig – gasförmig) elementarer Stoffe, die untergliedert werden können: Der feste Zustand kann kristallin oder amorph sein (vgl. Kap. 5); kolloidale Zustände (Dispersionen, Emulsionen) zeichnen sich durch charakteristische Eigenschaften aus. Technologisch gesehen können z. B. Metalle in „walzhartem“ oder „weichgeglühtem“ Zustand angeboten werden. In Kap. 3 haben wir unterschiedliche Gefügezustände kennengelernt (z. B. feinkörnig/grobkörnig). Derselbe Werkstoff kann sich – je nach Temperatur – im paramagnetischen oder im ferromagnetischen, im supraleitenden oder im normalleitenden Zustand befinden.

Professor Dr. Dr.-Ing E.h. Bernhard Ilschner, Professor Dr.-Ing. Robert F. Singer

Kapitel 1. Einordnung in allgemeine Zusammenhänge

In den letzten Jahrzehnten wurden in zunehmendem Maße Überlegungen darüber angestellt, welche Folgen für die menschliche Gesellschaft aus der

Begrenztheit der Weltvorräte

an Rohstoffen und Energieträgern entstehen und wie die Herstellung, Verarbeitung und Anwendung der Werkstoffe die natürliche und soziale

Umwelt

des Menschen

beeinflusst

. Die Diskussion dieser Zusammenhänge wird durch das Aufstellen von Stoff- und Energiebilanzen und das Verfolgen von Stoffflüssen erleichtert. Die ursprünglich mehr qualitativen Überlegungen haben – nicht zuletzt durch den Einsatz numerischer Verfahren – einen hohen Grad der Verfeinerung erreicht, der auch quantitative Vorhersagen ermöglicht.

Professor Dr. Dr.-Ing E.h. Bernhard Ilschner, Professor Dr.-Ing. Robert F. Singer

9. Entlacken

Bei der Pulverlackierung werden zum einen die Gehänge oder Halterungen mitbeschichtet, zum anderen kommt es auch immer wieder zu Fehlbeschichtungen und Störungen in der Lackschicht, was ein Entfernen dieser notwendig macht.

Judith Pietschmann

5. Oberflächenvorbehandlung von Metallen

Als Grundlage für eine einwandfreie Lackierung ist eine gründliche Vorbehandlung erforderlich. Diese umfasst:

das Entfernen von Oberflächenverunreinigungen wie z. B. Schmutz, Fett, Öl, Korrosionsprodukte,

das Aktivieren der Oberfläche für die Beschichtung und

das Aufbringen von haftvermittelnden und ggf. auch korrosionsschützenden Schichten, den sogenannten Konversionsschichten.

Judith Pietschmann

6. Pulverbeschichtung in der Praxis

Das Jahr 1991 war der Beginn des Pulverlackes an der Karosse. Als Steinschlagschutz wurden Pulverfüller verwendet.

Judith Pietschmann

3. Gehänge und Fördertechnik

Warenträger oder Lackiergehänge haben in der Praxis eigentlich „nur“ die Aufgabe das Werkstück bzw. das Lackiergut durch die Anlage zu transportieren. Sie haben in der Regel eine untergeordnete Stellung, da Investitionen in den Gehängebau bzw. seine Optimierung meist nicht vorgenommen werden. Jedoch können Reduzierungen von Produktionskosten und Durchlaufzeiten gerade auch durch eine sinnvolle und zielgerichtete Gehängekonstruktion erreicht werden. Die Gestaltung der Gehänge und Aufhängungen ist sehr vielfältig, sollte aber immer den Gegebenheiten der Anlage und den Anforderungen der Werkstücke angepasst sein. Angepasste Gehänge sind für eine erfolgreiche Pulverbeschichtung ebenso Voraussetzung wie z. B. Fördertechnik, Anlage oder Pulverlack.

Judith Pietschmann

1. Beruf, Arbeits- und Unfallschutz

Das

Berufsfeld

„Farbtechnik und Raumgestaltung“ fasst verwandte Berufe mit ähnlicher Grundausbildung zusammen. Ein Wechsel innerhalb eines Berufsfeldes ist möglich, weil sich die Berufsbilder, die Aufgaben und die Ausbildung der Einzelberufe überschneiden. Berufe im Berufsfeld:

Maler und Lackierer

Bauten- und Objektbeschichter

Fahrzeuglackierer

Vergolder

Schilder- und Lichtreklamehersteller

Gestalter für visuelles Marketing

Raumausstatter

Parkettleger

Polsterer, Fahrzeuginnenausstatter

Helmuth Heid, Jürgen Reith

18. Hochtemperaturtribologie

Die Temperatur ist eine fundamentale Beanspruchungs- bzw. Einflussgröße für alle tribologischen Systeme. In herkömmlichen Tribosystemen, wie z. B. Gleitlagern, führt normalerweise ein flüssiger Zwischenstoff die Reibungswärme weitgehend aus dem Reibkontakt ab, senkt die Reibungszahlen und schützt vor adhäsiven Verschleißmechanismen. Mit den thermischen Stabilitätsgrenzen flüssiger Schmierstoffe ergeben sich unter Einbeziehung der polymeren Werkstoffe obere Anwendungstemperaturen von etwa 400 °C. Hochtemperaturtribologie ist die Tribologie von Ingenieurwerkstoffen und technischen Systemen oberhalb dieser Grenze.

Horst Czichos, Karl-Heinz Habig

1. Technik und Tribologie

Die Tribologie ist eine interdisziplinäre Ingenieurwissenschaft, die für zahlreiche Bereiche der Technik von Bedeutung ist. Nach einer Übersicht über die Dimensionen der heutigen Technik werden die Aufgaben der Tribologie in Wissenschaft, Technik und Wirtschaft dargestellt.

Horst Czichos, Karl-Heinz Habig

3. Blechumformung

Als Ausgangshalbzeug werden in der Blechverarbeitung durch Walzen hergestellte Bleche verwendet. Ausgehend von diesen ebenen Blechen erfolgt die Formgebung in mehreren Stufen. Insbesondere durch die rasante Entwicklung in der Automobilindustrie hat die Blechumformung nachhaltig an Bedeutung gewonnen.

Professor Dr.-Ing Eckhart Doege, Professor Dr.-Ing Bernd-Arno Behrens

4. Massivumformung

Nach /DIN8582/ ist Umformen ein Fertigen durch bildsames, plastisches Êndern der Form eines festen Körpers, wobei sowohl die Masse als auch der Zusammenhalt beibehalten werden.

Professor Dr.-Ing Eckhart Doege, Professor Dr.-Ing Bernd-Arno Behrens
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