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Fertigungsverfahren HS20

276

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A. T.

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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:

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

Vorteile Giessen

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leicht, schnell, preiswert, energiesparend, formgebungsfreundlich

Giessen mit verlorener Form

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Sandguss, Feinguss

Giessen mit Dauerform

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Kokillenguss, Druckguss, Strangguss

Aus was bestehen verlorene Formen beim giessen

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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

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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

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

Nachteile verlorene Form

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

Vorteile Dauerform

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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

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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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Cartes-fiches

GrundsÇÏtze fÇ¬r die konstruktive Gestaltung einer
LÇôtverbindung

LÇôtverbindungen sollten mÇôglichst auf Scherung
beansprucht werden
ƒ?½
LÇôtspaltbreite sollte gering sein
ƒ?½
FÇ¬geflÇÏchenÇ¬berdeckung sollte gross sein

Wie werden die verschiedenen LÇôtverfahren unterteilt?

ƒ?½
Solidustemperatur Ç¬ber 900 C ‹Ÿÿ HochtemperaturlÇôten
ƒ?½
Solidustemperatur Ç¬ber 450 C ‹Ÿÿ Hartlot
ƒ?½
Solidustemperatur unter 450 C ‹Ÿÿ Weichlot

AdhÇÏsion

verbindung zwischen klebstoff und Bauteil

Cohesion

Verbindung im Klebstoff selber

FÇ¬r welche Klebstoffe ist eine AushÇÏrtung im Ofen nÇôtig?

polyaddition und Polykondensation als Einkomponentenkleber

Die OberflÇÏchenmodifikation von Bauteilen kann in

ƒ?½ Vorbehandlung
ƒ?½ OberflÇÏchenmodifikation
ƒ?½ Nachbehandlung
eingeteilt werden

problematik in
der Beschichtungstechnik

Im untenstehenden Bild sind die zur VerfÇ¬gung stehenden
OberflÇÏchenmodifikationsverfahren dargestellt

PVD (Physical Vapor Deposition),

Beschichtung erfolgt durch
Verdampfung (Sublimation) eines festen Werkstoffes und anschliessende
Kondensation auf dem WerkstÇ¬ck.

CVD (Chemical Vapor Deposition)

WerkstÇ¬ck wird Metallhalogenid oder
anderen Gasen ausgesetzt . Die Schicht bildet sich durch eine chemische
Reaktion auf der OberflÇÏche des WerkstÇ¬ckes.

Physical Vapor Deposition (PVD) Prozess

Chemical Vapor Deposition (CVD) Prozess

Vorteile PVD (Physical Vapor Deposition)

Vorteile:
ƒ?½ Niedrige Abscheidetemperaturen (< 100 - 500 ¶øC)
ƒ?½ Druckeigenspannungen in den Schichten (kein Rissfortschritt)
ƒ?½ Grosse Auswahl an Substrat- und Schichtwerkstoffen

Nachteile Vorteile: PVD (Physical Vapor Deposition)

ƒ?½ Schlechte Schichtausbildung in KavitÇÏten
ƒ?½ Innenbeschichtung nur mit speziellen Verfahren
ƒ?½ Im Vergleich zu CVD teurere Anlagentechnik

Vorteile CVD (Chemical Vapor Deposition)

‹?ð erzielbare Schichtdicke
‹?ð FeinkÇôrnigkeit bei Mehrlagen
‹?ð allseitige Beschichtung
‹?ð KombinationsmÇôglichkeiten

Nachteile CVD (Chemical Vapor Deposition)

‹?ð Halogenideinbau in die Schicht
‹?ð Çôkologisch und toxisch bedenkliche
Reaktionspartner und -produkte
‹?ð hohe Temperaturen

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

Aufbringen eines organischen Schichtwerkstoffs durch Spritzen oder
Tauchen

Jedes Lackmaterial besteht aus:

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

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