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Fertigungsverfahren HS20

276

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A. T.

Étudier

A. T.

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Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die verschiedenen Verfahren und Techniken der Werkstoffverarbeitung, wie Gießen, Schweißen, Löten und Oberflächenmodifikation. Sie beleuchten die Eigenschaften von Werkstoffen, die Vor- und Nachteile verschiedener Prozesse wie CVD und PVD, sowie spezifische Methoden wie SLM und EBM. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende und Fachleute, die sich mit der Herstellung und Bearbeitung von Bauteilen auseinandersetzen, um ein tiefes Verständnis der Materialeigenschaften und Verarbeitungsmethoden zu erlangen.

Cartes-fiches

276

Utilisateurs

Langue

Allemand

Catégorie

Technique

Niveau

Université

Créé / Mis à jour

30.12.2020 / 30.12.2020

Fichiers de cartes similaires

Darstellung einer CVD-Anlage (Thermisch Aktivierte)

PVD vs CVD

Elektrolytisches Abscheiden einer metallischen Schicht

Stromloses Abscheiden einer metallischen Schicht

Beim stromlosen (=chemischen) Abscheiden eines
metallischen Schichtwerkstoffs erfolgt die Reduktion
der Metallionen an der BauteiloberflÇÏche durch ein
elektronenspendendes Reduktionsmittel

Aufbringen eines metallischen und keramischen Schichtwerkstoffs durch
thermisches Spritzen

Aufbringen eines glasssilikatischen Schichtwerkstoffs

Dieses verfahren wird auch als Emaillieren bezeichnet
(Emaillieren ist das Aufbringen von nicht-metallischen
anorganisch-oxidischen Schichten wie glasssilikatische
Werkstoffe).
Dieses Pulver wird in einer FlÇ¬ssigkeit dispergiert und
durch Spritzen oder Tauchen auf die BauteiloberflÇÏche
appliziert

Aufbringen eines organischen Schichtwerkstoffs durch Spritzen oder
Tauchen

Spritzbare oder auftauchbare organische Schichtwerkstoffe werden als
Lacke bezeichnet.
Lackieren bezeichnet die Herstellung einer zusammenhÇÏngenden
Beschichtung (Lackfilm) mit einem Beschichtungsstoff (Lack) auf der
Basis organischer Bindemittel [DIN 55 945].

Jedes Lackmaterial besteht aus:

Bindemittel = Filmbildner (meist
Lackharze)
ƒ?½ Farbmittel (Pigmente, Farbstoffe,
FÇ¬llstoffe)
ƒ?½ Hilfsstoffe (Additive, flÇ¬chtig und nicht
flÇ¬chtig)
ƒ?½ LÇôsemittel (organisch und/oder Wasser)

Spritzlackierverfahren

Beim Spritzlackieren wird der Lack mit DruckluftBeim elektrostatischen Spritzlackieren liegt zwischen
dem Kopf der Spritzpistole und dem WerkstÇ¬ck eine
Hochspannung von etwa 100kV

Was ist FFF

FFF Fused Filament Fabrication

Was ist SLM

SLM Selektiv Laser Melting

Was ist EBM

EBM Electron Beam Melting

Prinzip der Schichtbelichtung beim SLM-Prozess

Schichtdicke und Eindringtiefe beim SLM

Prinzip der Schichtbelichtung beim FFF-Prozess

Generieren von Supportstrukturen

Pulverauftrag

SLM AtmosphÇÏre

Nachbehandlung nach SLM

Heat treatment SLM Process

Heissisostatisches Pressen 920 C1000bar in Argon SchutzgasatmosphÇÏre2 sek. freies AbkÇ¬hlen

Die 6 Fertigungsverfahren

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

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1.Urformen 2.Umformen 3.Trennen 4.FÇ¬gen 5.Beschichten 6.StoffeigenschaftÇÏndern

Vorteile Giessen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

leicht, schnell, preiswert, energiesparend, formgebungsfreundlich

Giessen mit verlorener Form

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Sandguss, Feinguss

Giessen mit Dauerform

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Kokillenguss, Druckguss, Strangguss

Aus was bestehen verlorene Formen beim giessen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

in der Regel aus Sand (SiO2), Der Sand wird mit einem Kleber vermischt, Der Kleber hÇÏrtet entweder durch Temperatur (Hot Box) oder durch chemische Reaktion (Cold Box)

Einsatz verlorene Form

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

ƒ?½Bei komplizierten Formen mit Hinterschneidungenƒ?½FÇ¬r Kerne, welche HohlrÇÏume im GussstÇ¬ck bildenƒ?½Bei hohen Schmelztemperaturen des Werkstoffs (Bsp. Stahl)ƒ?½Bei geringen StÇ¬ckzahlen, fÇ¬r die die Herstellung fÇ¬r Kokillen nicht wirtschaftlich ist

Vorteile verlorene Form

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

ƒ?½geringe Herstellkosten (Weniger Zerspanung)ƒ?½Komplizierte Teileƒ?½keine GrÇôssen-/GewichtsbeschrÇÏnkung

Nachteile verlorene Form

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

ƒ?½Verlorene Form (Sandguss)ƒ?½Grosse Toleranzen (1,5% -5%)ƒ?½nur kleine bis mittlere Serien

Vorteile Dauerform

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

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ƒ?½HÇôhere ArbeitsproduktivitÇÏt durch Entfall der Formherstellungƒ?½HÇôhere Ausbringung durch schnellere KÇ¬hlungƒ?½Geringerer Putzaufwandƒ?½Bessere OberflÇÏche der Gussteile

Nachteile Dauerform

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

ƒ?½Hoher Herstellungs-und Wartungsaufwandƒ?½HÇôhere Eigenspannung der Gussteile durch schnelle AbkÇ¬hlungƒ?½Gefahr von Giessfehlern durch schlechtere Entgasung der Form

Arten der FormfÇ¬llung beim giessen

ƒ?½der Schwerkraft ƒ?½z.B. Sandgiessen
ƒ?½mit Druckgasbeaufschlagungƒ?½z.B. Niederdruckkokillengiessen
ƒ?½unter Zentrifugalkraftƒ?½z.B. Schleudergiessen
ƒ?½unter hydraulischer FÇôrderungƒ?½z.B. Druckgiessverfahren

Um Reaktionen der Schmelze mit der Umgebungsluft zu verhindern kann der Formhohlraum

ƒ?½mit einem Schutzgas gefÇ¬llt werdenƒ?½evakuiert werden (Vakuumguss)

Sandgiessverfahren

Sandgiessverfahren Merkmale

ƒ?½FÇ¬r fast alle Materialien geeignetƒ?½Teile aller GrÇôsse (von Kleinteilen bis Teilen mit 500t Gewicht)

Sandgiessverfahrenƒ??Werdegang eines Sandgussteils

Maskenformverfahren

Vorteile Maskenformverfahren

geringer Formsandverbrauch, hohe Masshaltigkeit, saubere, glatte OberflÇÏchen und unbegrenzte LagerfÇÏhigkeit der Masken.

Nachteile Maskenformverfahren

teure Modellherstellung (nur fÇ¬r Serienfertigung).

Magnetformverfahren

Vakuumformverfahren

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Die 6 Fertigungsverfahren

1.Urformen 2.Umformen 3.Trennen 4.FÇ¬gen 5.Beschichten 6.StoffeigenschaftÇÏndern

Vorteile Giessen

leicht, schnell, preiswert, energiesparend, formgebungsfreundlich

Giessen mit verlorener Form

Sandguss, Feinguss

Giessen mit Dauerform

Kokillenguss, Druckguss, Strangguss

Aus was bestehen verlorene Formen beim giessen

in der Regel aus Sand (SiO2), Der Sand wird mit einem Kleber vermischt, Der Kleber hÇÏrtet entweder durch Temperatur (Hot Box) oder durch chemische Reaktion (Cold Box)

Einsatz verlorene Form

Vorteile verlorene Form

ƒ?½geringe Herstellkosten (Weniger Zerspanung)ƒ?½Komplizierte Teileƒ?½keine GrÇôssen-/GewichtsbeschrÇÏnkung

Nachteile verlorene Form

ƒ?½Verlorene Form (Sandguss)ƒ?½Grosse Toleranzen (1,5% -5%)ƒ?½nur kleine bis mittlere Serien

Vorteile Dauerform

ƒ?½HÇôhere ArbeitsproduktivitÇÏt durch Entfall der Formherstellungƒ?½HÇôhere Ausbringung durch schnellere KÇ¬hlungƒ?½Geringerer Putzaufwandƒ?½Bessere OberflÇÏche der Gussteile

Nachteile Dauerform

ƒ?½Hoher Herstellungs-und Wartungsaufwandƒ?½HÇôhere Eigenspannung der Gussteile durch schnelle AbkÇ¬hlungƒ?½Gefahr von Giessfehlern durch schlechtere Entgasung der Form

Arten der FormfÇ¬llung beim giessen

Um Reaktionen der Schmelze mit der Umgebungsluft zu verhindern kann der Formhohlraum

ƒ?½mit einem Schutzgas gefÇ¬llt werdenƒ?½evakuiert werden (Vakuumguss)

Sandgiessverfahren

Sandgiessverfahren Merkmale

ƒ?½FÇ¬r fast alle Materialien geeignetƒ?½Teile aller GrÇôsse (von Kleinteilen bis Teilen mit 500t Gewicht)

Sandgiessverfahrenƒ??Werdegang eines Sandgussteils

Maskenformverfahren

Vorteile Maskenformverfahren

geringer Formsandverbrauch, hohe Masshaltigkeit, saubere, glatte OberflÇÏchen und unbegrenzte LagerfÇÏhigkeit der Masken.

Nachteile Maskenformverfahren

teure Modellherstellung (nur fÇ¬r Serienfertigung).

Magnetformverfahren

Vakuumformverfahren

Schwerkraftkokillengiessen

ƒ?½Giessen mit Dauerformen aus Metall
ƒ?½Kokillen sind horizontal oder vertikal geteilt
ƒ?½Einsatz von Kernen mÇôglich

Niederdruckkokillengiessen

ƒ?½Giessen mit Dauerform
ƒ?½Vor allem fÇ¬r Aluminiumlegierungen eingesetzt

Schleudergiessen

ƒ?½Giessen mit rotierender, meist zylindrische Dauerform
ƒ?½Erstarrung bei bis zu 120-facher Erdbeschleunigung
ƒ?½dadurch sehr reines und hochverdichtetes GefÇ¬ge

Vorteile Schleudergiessen

ƒ?½hÇôhere Festigkeit
ƒ?½grÇôssereStÇ¬ckzahlen
ƒ?½kleineres Gewicht
ƒ?½keine Kerne notwendig
ƒ?½hÇôhere GefÇ¬gedichteund Festigkeit als bei Schwerkraftguss
ƒ?½geringe FehleranfÇÏlligkeit

Feingiessen Vorteile

ƒ?½grosser Konstruktionsspielraum
ƒ?½hohe Massgenauigkeit (endkonturnah)
ƒ?½hohe OberflÇÏchengÇ¬te
ƒ?½kleine bis grosse Serien
ƒ?½Rapid PrototypingmÇôglich

Feingiessen

Druckgiessen

ƒ?½Druckgiessmaschinen bestehen aus:
ƒ?½Schliesseinheit
ƒ?½Giesseinheit
ƒ?½Auswerfereinheit
ƒ?½Kernzugeinheit

Druckgiessen
ƒ?½Es werden verschiedene Maschinentypen unterschieden:

ƒ?½Warmkammerdruckgiessmaschinen (WKM)
ƒ?½Kaltkammerdruckgiessmaschinen (KKM)

Der Druckgiessprozess

ƒ?½VorfÇ¬llphase
FÇôrdern des flÇ¬ssigen Metalls bis zum Anschnitt

ƒ?½FormfÇ¬llphase
FÇ¬llen des Formhohlraums mit grosser Geschwindigkeit
ƒ?½Nachdruckphase
Nachspeisen des Schwindungsvolumens
Komprimieren der eingeschlossenen Luft

Druckgiessen Vorteile

ƒ?½saubere, glatte OberflÇÏchen,
ƒ?½hohe Massgenauigkeit,
ƒ?½geringe Wanddicken und
ƒ?½hohe Mengenleistung

Nachteile Druckgiessen

ƒ?½porÇôses GefÇ¬ge durch LufteinschlÇ¬sse (niedrige Festigkeit),
ƒ?½unwirtschaftlich fÇ¬r kleine LosgrÇôssen
ƒ?½hohe thermische und mechanische Belastung der teuren Formen.

Stranggiessen

FormschrÇÏgen beim Giessen

Dadurch weniger Reibung beim Entformen und weniger Gefahr einer FormbeschÇÏdigung

KernstÇ¬tzung beim Giessen

Um eine vollstÇÏndige FÇ¬llung des Gussteils zu garantieren muss:

1) genug Schmelze Vorhanden
2) die FormfÇ¬llzeit tGviel kleiner als die Erstarrungszeit TEder Schmelze sein (tG< 0.1 TE).

Was ist eine Kaltfliessstelle beim Giessen

ƒ?½Kaltfliessstelle (Schmelz wÇÏhrend der FormfÇ¬llung erstarrt)‹Ÿÿschwierig beim Kokillenguss und insbesondere beim Druckguss‹ŸÿBei Druckgiessteile nicht immer erkennbar
ƒ?½Kaltfliessstelle ‹ŸÿOberflÇÏchen Fehler
ƒ?½Kaltfliessstellen kÇônnen die mechanischen Eigenschaften stark beeintrÇÏchtigen

Was ist Schwindung beim Giessen

ƒ?½Verringerung des Gussvolumens wÇÏhrend dem AbkÇ¬hlen des Gusswerkstoffs

Was kann man gegen Schwindung machen

Schwindung fÇ¬hrt zu Spannungen, FormverÇÏnderungen und manchmal auch zu Rissenƒ?½Durch ein Giessgerechte Konstruktion mit gleichmÇÏssigen WandstÇÏrken kÇônnen die Auswirkungen der Schwindung reduziert werden

Was sind Lunker beim Giessen

ƒ?½Entstehen durch unzureichende Nachspeisung des schwingungsbedingten Anteils der Schmelze oder beim Ç?bergang flÇ¬ssig/ fest
ƒ?½Innen raue OberflÇÏche ‹Ÿÿhohe Kerbwirkung (Schwachstelle bei schwingend Belasteten Teilen

Was sind Poren beim Giessen

ƒ?½Entstehen durch EinschlÇ¬sse von Luft und Gasen, vor allem wenn bei der FormfÇ¬llung turbulente StrÇômungen auftreten
ƒ?½Innen glatte OberflÇÏche ‹Ÿÿrelativ kleine Kerbwirkung

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