Produktionstechnik FAU
Kurs Produktionstechnik, Maschinen und Vorgänge
Kurs Produktionstechnik, Maschinen und Vorgänge
110
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L. F.
L. F.
Diese Lernkarten decken fortgeschrittene Themen der Produktionstechnik auf Universitätsniveau ab. Sie behandeln verschiedene Verfahren wie Laserstrahlschneiden, Elektronenstrahlschweißen und Wasserstrahlschneiden, sowie Materialeigenschaften und Verfestigungsmechanismen. Die Karteikarten erklären Abläufe, Vor- und Nachteile verschiedener Techniken und deren Anwendung auf unterschiedliche Werkstoffe. Sie richten sich an Studierende und Fachleute, die ihr Wissen in der Produktionstechnik vertiefen möchten, insbesondere in Bereichen wie Werkstoffverarbeitung, Schweißtechniken und Oberflächenbehandlung.
Karten
110
Lernende
29
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
18.09.2016 / 01.08.2018
Ultraschallschweißen Schema
Vibrationsschweißen Phasen
- Feststoffreibung
- interstationäre Schmeltbildung
- quasistationäre Schmelzbildung
- Ausschwingen und Kühlen
Vibrationsschweißen Schema
Produktlebenszyklus
Verfestigungsmechanismen und Wirkungsweise (in allen Altklausuren)
- Verformungsverfestigung (Erhöhung der Versetzungsdichte)
- Feinkornhärtung (Erhöhung der Korngrenzenzahl)
- Mischkristallhärtung (Spannungsfelder um Legierungsatome)
- Ausscheidungshärtung (Gitterbereiche mit anderer Kirstallstruktur)
- Gefügeumwandlung (innere Verspannung des Kristallgitters)
Unterschied Dauerform und Verlorene Form (Altklausur!!)
- Verlorene Form:
- Zerstörung beim Entformen
- mineralischer, feuerfester Formstoff und Bindemittel
- Dauerformen
- wiederholt verwendbar
- Gießen von Nichteisenmetallwerkstoffen
Axialpressverfahren
- Einseitige Verdichtung
- ungleiche Dichteverteilung
- Zweiseitige Verdichtung
- überwiegend homogene Verdichtung
- feste Matritze, zwei bewegte Stempel
- Verdichtung mit schwebender Matrize
- fast homogene Verdichtung
- fester Unterstempel, bewegl. Matrize und Oberstempel
- Verdichtung mit gezogner Mtritze (Abziehverfahren)
- homogene Verdichtung
- kompliziert geformte Bauteile
- fester Unterstempel, bewegl Matrize und Oberstempel
- häufigstes
Schmieden
Werkstofffluss
Spannungszustände beim Massivunformen
(in Klausur gefragt nach Tiefziehen und Streckziehen)
Arten des Zusammenhalts
- Kraftschluss
- Formschluss
- Stoffschluss
Gitterfehler
- Punktförmige Fehler /0-dim: Leerstelle, Substitutionsatom
- Linienförmige Fehler/1-dim: Versetzungen
- Flächenhafte Fehler/2-dim: Korngrenzen, Phasengrenzen
- Volumenhafte Fehler/3-dim: Ausscheidungen, Poren
Bohren, Senken, Reiben Arten
- Bohren
- Bohren ins Volle
- Aufbohren
- Profilbohren
- Gewindebohren
- Senken
- Planansenken
- Planeinsenken
- Profilsenken
- Reiben
- Rundreiben
- Profilreiben
Warum braucht es Kühlschmiermittel?
- Reibungsmidrung durch Schmierung
- Ábfuhr von Wärme durch Kühlung
- Abtransport von Spänen
- Erhöhung der Werkzeugstandzeit
- Verbesserung der Werkstückoberfläche
- Steigerung des Zeitspanunsvolumens
Wozu dient das Beschichten von Schneidwerkzeugen
- bessere Temperaturbeständigkeit
- bessere Verschleißfestigkeit
- Vermeidung von Oxidation und Diffusion
- Verhinderung von Aufbauschneidbildung
Verformungsverfestigung
Frank-Reed-Mechanismus
Ausscheidungshärtung-Arten
- Inkohärent
- Gleiche Kristallstruktur
- Geringe Abewichung der Strukturparameter
- Teilkohärent
- Geringe Fehlpassung
- Teilweise Bindung zur Matrix
- Leichte Gitterverspannung
- Inkohärent
- Große Fehlpassung
- Keine Bindung zur Matrix
- Starke Gitterverspannung
Drei-Zonen-Aufbau des Gussgefüges bei der Erstarrung
feinkörnige Randzone
- durch starke unterkühlung und erleichterte heterogene Keimbildung an der Formwand- viele Keime-rufen feinkörniges Gefüge hervor
- Transkristallisationszone
- weitere Abkühlung--entlang des Temperaturgradienten wachsen stengelförmige,gröbere Kristallite von außen nach innen
- globulitisches Gefüge im Gussstückinneren
- Verunreinigungen haben höhere Schmelztemperatur-- Lagern sich im noch schmelzflüssigen Kern ab --- Erhöhte Keimzahl
Zusatzstoffe
- Lösliche Zusatzstoffe
- chemisch wirkende Verarbeitungs- und Anwendungshilfe(z.B. Stabilisatoren)
- Physikalisch wirkende Verabeitungshilfen (z.B. Trennmittel)
- Weich machende Zusatzstoffe
- Färbende Zusatzstoffe
- Unlösliche Feststoffe
- Verstärkte ZS
- Versteifende ZS
Färbende ZS (Pigmente)
Zusatzstoffe vs Füllstoffe
- Zusatzstoffe: einige ppm bis 5% Vol.
- Gleitmittel
- Trennmittel
- Weichmacher
- Treibmittel
- Füllstoffe: 5-65%vol.
- Fasern (Kohlenstoff-, Polymer-, Natur-)
- magnetische FS
- elektrisch leitende FS
Wofür benutzt man Gleitmittel?
- Mischen
- Homogenisierung
- Dispergieren
- Verarbeitung
- Trennwirkung
- Viskositätserniedrigung
- Fertigteileigenschaften
- Bedruckbarkeit
- Glanz
- Transparent
- Weichmachen
- Glätte
Wie sind Gusswerkstoffe unterteilt
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- Eisengusswerkstoffe
- Gusseisenwerkstoffe (jeweils globuliert o. lamellar)
- weißes
- graues
- meliertes
- Stahlguss
- Gusseisenwerkstoffe (jeweils globuliert o. lamellar)
- Nichteisengusswerkstoffe
- Aluminium-GW
- Magnesium- GW
- Cobalt-Chrom-Basislegierungen
Faktoren für Auswahl des Gusswerkstoffes
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- Vergießbarkeit
- Schmelztemp
- Viskosität der Schmelze
- techn. Eigenschaften im festen Zustand
Unterteilung Stahl
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- unlegiert
- legiert
- nierdiglegiert
- hochlegiert
- Baustahl
- Automatenstahl, Einsatzstahl, Vergütungsstahl....
- Werkzeugstahl
Dampfphasenlöten Schema
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Dampfphasenlöten Vorteile
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- keine Überhitzung der Bauelemente
- gleichmäßige Temperaturverteilung
- keine Abschattungseffekte durch Bauteilkörper
- 100% Schutzgasatmosphäre durch inerten Dampf
- exakt reproduzierbare Prozessbedingungen
- beliebig dicht bestückte Leiterplatten lötbar
- geringer Energieverbrauch der Anlage
- einfache Entfernung von Flussmittelrückständen,
- da kein Einbrennen
- keine Entwicklung aggressiver Lötdämpfe
Dampfphasenlöten Nachteile
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- Verbrauch an Medium durch Schleppverluste
- aufwendiger Temperaturwechsel
- hoher Aufheizgradient, Ausgleich über
- Vorheizung; spezielle Kühlmodule erforderlich
- keine unterschiedlichen Temperaturen auf LPOber-
- und Unterseite realisierbar, bei
- beidseitig SMD-bestückten LP nochmaliges
- Aufschmelzen
Dampfphasenlöten Prinzip
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- Freiwerdende Verdampfungswärme erwärmt Lötgut bis auf Siedetemperatur des Fluids
- Wärmeeinbringung unabhängig von Oberflächeneigenschaften des Lötgutes
- Die verwendeten Fluide (Medium) sind inert (Schutzgasatmosphäre)
- Überhitzung der Bauelemente ausgeschlossen, da sich Fluide bei Umgebungsdruck nicht über ihre
- Siedetemperatur erhitzen lassen
- Löttemperatur ist von der Wahl des Mediums abhängig
Aerosol-Jetprinting-Verfahren
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Trägergas in mit Leitfähriger Tinte gefüllten Behälter - Aerosolerzeugung
Aerosol-Jetprinting-Verfahren Vorteile
Tastatur-Befehle:
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= vor-/rückwärts,
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- geringe Kosten
- hohe Ausbeute
- Hochfrequenztauglich
- geringe mechan. Empfindlichkeit
Überprüfung verdeckter Lötstellen- Röntgeninspektion
Vor- und Nachteile
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- Vorteile:
- Hohe Genauigkeit
- Mehrfachschichtmessung
- Nachteile:
- hohe Investitionskosten
- Sicherheitsvorschriften
- hohe Messzeiten
Überprüfung verdeckter Lötstellen- Röntgeninspektion
Anwendung
- Inspektion
- Schichtdickenmessung
- Schichtanalyse
- Einschlüsse in Lotstellen
Folienschaltungsträger
Vorteile:
- Gewichtreduktioon
- Planare Verarbeitung
- Hoher durchsatz
Herausforderungen:
- Biegebelastung
- geringe Formstabilität
- Wärmeausdehnung des Substrates
Spritzteil
Vorteile:
- Räumliche Gestaltungsfreiheit
- Verkürzte Prozessketten
- Umweltverträgichkeiten
Herausforderungen:
- Spezifische Werkzuege nötig
- Metallisirungshaftung
- Wärmeausdehnung des Substrats
Herstellung eines Stators
- Blechpaketherstellung
- Nutgrundisolation
- Bewickeln Stators
- Richten&Vorpressen, Dekcscheiben einbringen
- Verschalten und Bandagieren
- Fertigpressen
- Prüfen
- Imprägnieren
Bandagieren
=fixieren einer Spule
- manuelle Bandagierung (mit (Rohr-)Bandagiernadel
- automatische Bandagierung
Verfestigung und Verbackung
Aufgabe:
- Steigerung der Widerstandsfähigkeit der Wicklung
- Schutz gege Feuchtigkeit, Staub, Chem. Stoffe usw
- Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit
- Tränken (eintauchen in Imprägnierlack)
- Träufeln(Eintäufeln von Polyestermidharz)
- Backlack (Kupfrlackdraht mit zweiter Lackschicht)
Wicklungen in Kurzschlussläufern
- Blechpaket
- Kurzschlusskäfig durchgießen / Welle fertigen
- Welle&Blechpaket verpressen
- Welle richten
- Lagersitz schleifen
- Wuchten
Warum Integrierte Lösungen
- Reduktion der komplexität in der Endmontage
- Keine Redundanzen
- Reduktion der Systemkosten
- Kapselung der Anbauteile
- Verlagerung der Anbauteile
- Verlagerung der wertschöpfenden Montagevorgängen
Prozesskette der Elektronikproduktion
- Qualifizierung der Komponenten
- Auftrag von Veränderungsmedien
- Optimierte Bestückungstechnologien
- Neue Technologien zur Nacharbeit
- Prozessbegleitende Qualitätssicherung
- Neue Technologien zur Nacharbeit
Dickschichttechnologie Schema
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Lernkarten
Elektronenstrahltiefschweißen
- Aufschmelzen des Materials und schnelles Verdampfen im Zentrum des Strahls
- Überhitzung und Ausbreitung des Dampfes
- Wechselwirkung zwischen Dampfdruck und geschmolzenem WS
- Elektronenstrahl dringt tiefer in das Material ein
- Bildung einer Dampfkapillare mit einer dünnen Schmelzbeschichtung
- bei ausrecihender Energiezufuhr: Durchdringung des ganzen Werkstücks durch die Kapillare - Tiefschweißeffekt
Elektronenstrahlschweißen Pro/contra
Vorteile:
- Sehr schlanke Schweißnähte
- Schmale Wärmeeinflusszone
- Minimaler Verzug
- Schweißen im Vakuum
- Korrosionsschutz
- Hohe Schweißgeschwindigkeiten < 60 m/min
- Schweißen kritischer oder/und artverschiedener Werkstoffe
- Schweißtiefen von etwa 0,03 mm bis 300 mm
- Schweißbarkeit komplexer Werkstückgeometrien mit unterschiedlichen Wandstärken
- Hohe Leistungsdichte > 105 W/cm²
Nachteile:
- Spaltfreie Aufspanung u. Reinigung der Fügepartner
- Elektrisch leitfähige Werkstoffe
- Strahlungsdichte Verkleidung
- Anpassung der Arbeitskamer und des Manipulators abhängig von der Schweißaufgabe
- Investitionskosten
Laserstrahltiefschweißen
- Absorption der Laserstrahlung und Wärmeleitung in das Material
- Aufschmelzen und Verdampfen des WS (Vordringen des Laserstrahls ins Innere)
- Ausbildung einer Dampfkapillare (Keyhole)
- Anstieg der Absorption durch Vielfachreflexion in der Kapillare
Spritzgießzyklus
- Werkzeug geschlossen, Schnecke spritzt ein
- Nachdrücken und erstarren (Druckgeregelte Schnecke)
- Plastifizieren (Schnecke durch Rotation gegen Staudruck zurück)
- Restkühlzeit, Werkzeug öffnen, Formteil auswerfen
bzw
- Werkzeug schließen
- Düse anlegen
- Einspritzen
- Nachdruck
- Düse wegfahren
- Dosiervorgang
- Werkzeug öffnen
Spritzprägen
- Schießen des Werkzeugs bis Prägespalt
- Einspritzen der Schmelze in vergrößerte Kavität
- Verpressen des Materials über komplettes Schließen
Unterschied Spritzprägen und Spritzgießen
Heizelementschweißen
- Angleichen (der Fügeteile an das Heizelement unter Durck)
- Erwärmen
- Umstellen (Entfernen des Heizelements)
- Fügen (Druck)
- Kühlen
Infrarotschweißen
- Betrahlen (Erwärmen)
- Umstellen (Entfernen des IR-Strahlers)
- Fügen
- Kühlen
Laserdurchstrahlschweißen
- Laserstrahl durchdringt transparenten Fügepartner, Absorption des 2. Partners
- Wärmeleitung in tiefere Schichten und in transparenten Fügepartner
- FP werden lokal aufgeschmolzen und verschweißt
Ultraschallschweißen
- Generator erzeugt elektrische Schwingungen
- Transformation in mechanische Schwingungen (Konverter)
- Umwandlung der Schwingungen in Reibung (innere und Grenflächenreibung)
- Aufschmelzen des Werkstoffs
Ultraschallschweißen Schema
Vibrationsschweißen Phasen
- Feststoffreibung
- interstationäre Schmeltbildung
- quasistationäre Schmelzbildung
- Ausschwingen und Kühlen
Vibrationsschweißen Schema
Produktlebenszyklus
Verfestigungsmechanismen und Wirkungsweise (in allen Altklausuren)
- Verformungsverfestigung (Erhöhung der Versetzungsdichte)
- Feinkornhärtung (Erhöhung der Korngrenzenzahl)
- Mischkristallhärtung (Spannungsfelder um Legierungsatome)
- Ausscheidungshärtung (Gitterbereiche mit anderer Kirstallstruktur)
- Gefügeumwandlung (innere Verspannung des Kristallgitters)
Unterschied Dauerform und Verlorene Form (Altklausur!!)
- Verlorene Form:
- Zerstörung beim Entformen
- mineralischer, feuerfester Formstoff und Bindemittel
- Dauerformen
- wiederholt verwendbar
- Gießen von Nichteisenmetallwerkstoffen
Axialpressverfahren
- Einseitige Verdichtung
- ungleiche Dichteverteilung
- Zweiseitige Verdichtung
- überwiegend homogene Verdichtung
- feste Matritze, zwei bewegte Stempel
- Verdichtung mit schwebender Matrize
- fast homogene Verdichtung
- fester Unterstempel, bewegl. Matrize und Oberstempel
- Verdichtung mit gezogner Mtritze (Abziehverfahren)
- homogene Verdichtung
- kompliziert geformte Bauteile
- fester Unterstempel, bewegl Matrize und Oberstempel
- häufigstes
Schmieden
Werkstofffluss
Spannungszustände beim Massivunformen
(in Klausur gefragt nach Tiefziehen und Streckziehen)
Arten des Zusammenhalts
- Kraftschluss
- Formschluss
- Stoffschluss
Gitterfehler
- Punktförmige Fehler /0-dim: Leerstelle, Substitutionsatom
- Linienförmige Fehler/1-dim: Versetzungen
- Flächenhafte Fehler/2-dim: Korngrenzen, Phasengrenzen
- Volumenhafte Fehler/3-dim: Ausscheidungen, Poren
Bohren, Senken, Reiben Arten
- Bohren
- Bohren ins Volle
- Aufbohren
- Profilbohren
- Gewindebohren
- Senken
- Planansenken
- Planeinsenken
- Profilsenken
- Reiben
- Rundreiben
- Profilreiben
Warum braucht es Kühlschmiermittel?
- Reibungsmidrung durch Schmierung
- Ábfuhr von Wärme durch Kühlung
- Abtransport von Spänen
- Erhöhung der Werkzeugstandzeit
- Verbesserung der Werkstückoberfläche
- Steigerung des Zeitspanunsvolumens
Wozu dient das Beschichten von Schneidwerkzeugen
- bessere Temperaturbeständigkeit
- bessere Verschleißfestigkeit
- Vermeidung von Oxidation und Diffusion
- Verhinderung von Aufbauschneidbildung
Verformungsverfestigung
Frank-Reed-Mechanismus
Ausscheidungshärtung-Arten
- Inkohärent
- Gleiche Kristallstruktur
- Geringe Abewichung der Strukturparameter
- Teilkohärent
- Geringe Fehlpassung
- Teilweise Bindung zur Matrix
- Leichte Gitterverspannung
- Inkohärent
- Große Fehlpassung
- Keine Bindung zur Matrix
- Starke Gitterverspannung
Drei-Zonen-Aufbau des Gussgefüges bei der Erstarrung
feinkörnige Randzone
- durch starke unterkühlung und erleichterte heterogene Keimbildung an der Formwand- viele Keime-rufen feinkörniges Gefüge hervor
- Transkristallisationszone
- weitere Abkühlung--entlang des Temperaturgradienten wachsen stengelförmige,gröbere Kristallite von außen nach innen
- globulitisches Gefüge im Gussstückinneren
- Verunreinigungen haben höhere Schmelztemperatur-- Lagern sich im noch schmelzflüssigen Kern ab --- Erhöhte Keimzahl
Zusatzstoffe
- Lösliche Zusatzstoffe
- chemisch wirkende Verarbeitungs- und Anwendungshilfe(z.B. Stabilisatoren)
- Physikalisch wirkende Verabeitungshilfen (z.B. Trennmittel)
- Weich machende Zusatzstoffe
- Färbende Zusatzstoffe
- Unlösliche Feststoffe
- Verstärkte ZS
- Versteifende ZS
Färbende ZS (Pigmente)
Zusatzstoffe vs Füllstoffe
- Zusatzstoffe: einige ppm bis 5% Vol.
- Gleitmittel
- Trennmittel
- Weichmacher
- Treibmittel
- Füllstoffe: 5-65%vol.
- Fasern (Kohlenstoff-, Polymer-, Natur-)
- magnetische FS
- elektrisch leitende FS
Wofür benutzt man Gleitmittel?
- Mischen
- Homogenisierung
- Dispergieren
- Verarbeitung
- Trennwirkung
- Viskositätserniedrigung
- Fertigteileigenschaften
- Bedruckbarkeit
- Glanz
- Transparent
- Weichmachen
- Glätte
