Sonderprobleme LB2
blabla für Bine
blabla für Bine
Beschreiben Sie den Unterschied der Formfüllung in Abhängigkeit von der Viskosität von Druckguss und Thixomolding.
.
Nennen und beschreiben Sie die Erstarrungstypen von Aluminiumlegierungen.
- dendritisch ( ungeeignet ) : ungelichmäßg
- globulitisch ( geeignet) : homogen
Beschreiben Sie die Prozessfolge beim Thixoforming
- Vormaterialherstellung
- chemische Kornfeinung
- Elektromagnetisches Rühren
- Thermomechanische Route
- Erwärmung : induktive Bolzenerwärmung
- Formgebung
- Thixogießen
- Thixoschmieden
- Thixoquerfließpressen
- Thixostrangpressen
Beschreiben Sie den Prozess beim Thixocasting
- Erwärmen
- Transport/ Einlegen
- Giessen
- fertiges Bauteil
Beschreiben Sie die 4 Bereiche der Prozessketee Thixoforming.
- Vormaterialherstellung : Aufbereiten der Schmelze und Stranggießen mit kontrolliertem Wärmeentzug, globulitisches Gefüge
- Wiedererwärmung : induktives Erwärmen der stranggegossenen Bolzen auf die gewünschte Umformtemperatur und Handling des thixotropen Bolzens
- Eigentliches Thixoforming: Umformen ( Thixocasting, Thixoforging etc.)im halbflüssigen Bereich inkl. verfahrenssepzifischer Auslegung der Werkzeuge
- Qualitätskontrolle: Definition der Gütekriterien, Optimierungdes Gießprozesses etc.
Beschreiben Sie den Prozess von Thixoforging.
- Erwärmen
- Transport/ EInlegen
- Schmieden
- fertiges Bauteil
Nennen und beschreiben Sie Verfahrensvarianten zur Herstellung eines globulitischen Gefüges.
.
Beschreiben Sie die Strukturen von SSP und MHD Materialen im Guss- erwärmten und Formzustand.
.
Nennen Sie Vorteile und Probleme von Thixoforming und vergleichen Sie sie mit Gießen und Schmieden.
Vorteile:
- komplexe Massenverteilung
- filigrane Strukturen
- Hinterschneidungen
- Querbohrungen
- Wanddickensprünge
Probleme :
- in der Verfügbarkeit von kostengünstigen und qualitativ hochwertigem Vormaterial aus Guss und Knetlegierungen
- in der Kenntniss von verlässlichen Qualitäts- und Prozesskenndaten
Vergleich mit Gießen
- gerringere therm. Werkzeugbelastung
- verminderung von Gaseinschlüssen durch laminare Formfüllung
- Verminderung der Lunkerbildung
- ähnliche mechanische Eigenschaften wie Schmiedeprodukte
- Schweißbarkeit
- Druckdichtheit
- Wärmebehandelbarkeit
Vergleich mit Schmieden :
- geringerer Kraftbedarf
- besseres Formfüllungsvermögen
Unterteilen Sie das Trennen nach DIN 8580.
.
Definieren Sie das Sublimierschneiden und nennen Sie Vor- und Nachteile davon.
Laserstrahl erzeugt mit hoher Intensität Dampfkanal im Werkstück. Bewegen des Dampfkanals durch das Werkstück erzeugt Schnittfuge. Koaxialer inerter Schneidgasstrahl entfernt Werkstoffdampf und verhindert kondensierte Ablagerungen in der Schnittfuge. Zuführung der Laserleistung vorzugsweise im Pulsbetrieb. Bei CO2 Laser auch Superpulsbetrieb, um erforderliche Intensität zu erreichen.
Vorteil:
- Da hoher Temperaturgradient: Geringer Anteil flüssiger Phase, daher: geringe Rauigkeit an der Schnittfläche, kleine Wärmeeinflusszone, da nahezu wärmeleitungsverlustfreie Energieumsetzung
- Schnittfläche oxidfrei
Nachteile:
- Nur langsame Schneidgeschwindigkeit möglich, weil zugeführte Energie ausschließlich vom Laser stammt
- Aggregatszustandsänderung von fest-> flüssig-> dampfförmig
Definieren Sie das Schmelzschneiden und nennen Sie Vor- und Nachteile.
Keine Dampfbildung, keine chmeische Reaktion zwischen Werkstoff und inertem Arbeitsgas. Der Werkstoff wird nur in flüssige Phase überführt. Arbeitsgas treibt aufgeschmolzenen Fügewerkstoff aus Schnittspalt durch Impulsübertragung.
Vorteile:
- schnittfläche oxidfrei
Nachteile:
- Große Wäremeinflusszone duch Wärmeabgabe der Schmelzphase an den Grundwerkstoff
- realtiv geringe Schneidgeschwindigkeit
Definieren Sie Brennschneiden und nennen SIe Vor- und Nachteile.
Als reaktives Arbeitsgas wird meist O2, bei Titan auch N2 eingesetzt. Der Laserstrahl erwärmt den Werkstoff an Wirkstelle. Bei Stahl ergibt sich eine sehr gute Strahleinkopplung, da das Absorptionsvermögen der Eisenoxidschicht für CO2- Laserstrahlung bei 80-90% liegt. Bei Erreichen der Zündtemperatur( bei Stahl ca. 1200°C) setzt eine exotherme Verbrennungsreaktion ein. Hierdurch resultiert eine zusätzliche Einergiezufuhr von bis zu 70% der ingesamt zugeführten Prozesswärme
Vorteil:
- 4-6 mal höhere Schneidgeschwindigkeit als bei Schmelzschneiden
Nachteile:
- Oxidschicht auf Schnittfläche
- Riefenbildung u.a. durch hydrodynamische Instabilitäten beim Erstarren des Eisenoxids und des angeschmolzenen Grundwerkstoffs hinter dem Sauerstoffgasstrahl
Unterscheiden Sie die Arbeitsergebnisse beim Laserschneiden
.
Worauf muss man beim Laserstrahlschneiden achten ? ( Bauteil)
.
Vergleichen Sie Scher- und Laserschneiden .
.
Erklären Sie den Wasserstrahlschneidprozess und unterscheiden Sie die Vorschubgeschwindigkeit.
.
Wie ist der Einfluss der Schneidgeschwindigkeit bei verschiedenen Trennverfahren?
.
Vergleichen Sie verschiedene Trennverfahren bezüglich der maximalen Schnitttiefe.
.
Nenen Sie Vorteile des Wasserstrahlschneiden
( zu faul zum abtippen, es ist gleich 1 uhr ^^ )
Nennen Sie mögliche Einteilungskriterien für das Umformen.
- Temperatur : kaltumformen / halbwarmumformen / warmumformen
- Beanspruchungsart in der Umformzone : Druck / Zug-Druck / Zug / Biegung / Schub
- Umwandlung der Werkstückoberfläche bzw. Halbzeug : Mikroumformung / Blechumformung / Massivumformung
- Art der Krafteinwirkung : dirket / indirekt
- Art des Umformvorganges : stationäre / instationär
Zeichnen Sie die Unterteilung vom Umformen nach DIN 8582
- Blechumformung
- Massivumformung
- Druckumformung ( Druckwalzen)
- Zugdruckumformen ( Tiefziehen, Drücken, Kragenziehen)
- Zugumformen (Tiefen --> Streckziehen )
- Biegeumformung
- Schubumformung
Definieren Sie die Fließspannung
- Diejenige Spannung \(\sigma_1\), die bei einem einachsigenSpannungszustand an einem Vielkristall plastische Deformationen hervorruft, heißt Fließspannung \(k_f \)
- \(k_f= 2\cdot \tau_f\)
- Die Größe von \(k_f \) wird experimentell im einachsigen Spannungszustand bestimmt.
- beim Einkristall (Korn) : Abhängigkeit der Normalspannung von der Gleitrichtung \(\sigma_1 =f(a)\) für \(\tau=\tau_f=const.\)
Definieren Sie die logharitmische Formänderung \(\varphi\)
- Die logharitmische Formänderung (Umformgrad) ist ein Maß zur Beschreibung der Größe bleibender (plastischer) Formänderungen
- \(\frac{l_1}{l_0}=(\varepsilon+1)\) mit \(\varepsilon_{plast}=\varepsilon_{ges}-\frac{\sigma}{E}\)
\(\varphi_f=ln(\varepsilon_{plastisch}+1)\)
Welche Datein werden bei einer Umformsimulation benötigt?
- Fließkurvenbestimmung
- E-Modul ( statisch und dynamisch)
- Anisotropie
- Reibwertermittlung
- Grenzformänderungskurve
- ( Verfestigungskoeffizient und -exponent )
Definieren Sie die verschiedenen Spannungen beim Zugversuch
- Fließspannung ( "wahre Spannung") \(k_f=\frac{F}{A}\)
- fiktive Spannung der Festigkeitslehre : \(\sigma=\frac{F}{A_0}\)
- Umrechnung zu \(k_f=\sigma\cdot(\varepsilon_{ges}+1)\)
Was kann man aus der Fließkurve über die Verfestigung herauslesen ?
Verfestigung :
- Erhöhung der Fließspannung mit zunehmender Verformung
- Ursache ist die Behinderung der Versetzungsbewegung im Metallgitter durch Schneiden von Gleitebenen verschiedener Richtungen --> Erhöhung der Versetzungsdichte
Verfestigungsexponent \(n=tan \ \alpha = \frac{\Delta log \ k_f}{\Delta log \ \varphi}\)
n ist nicht konstant über der Fließkurve
Was für Parameter werden bei Streckziehprozessen angestrebt ?
- hoher Verfestigungsexponent
- niedriges Streckziehverhältnis
Wo liegt der Umformbereich im Spannungs- Dehnungs- Diagramm ?
-> von Streckgrenze ( Übergang elastisch zu plastisch ) bis erreichen der Zugfestigkeit ( maximale Spannung)
Welche experimentellen Methoden zur Bestimmung der Fließkurve gibt es ? Welche Vor und Nachteile haben Sie?
- Zugversuch ( mit Feindehnungsmessung , Querkontraktionsmessung)
+ einfacher Versuch, einfache Berechnungen, bei Belastung bis zum Bruch können weitere Materialparameter bestimmt werden
- Aufnhame der Fließkurve ist nur im Bereich niedriger Umformgrade (bis Einschnürung) möglich, relativ aufwendige Probenherstellung ( Schulterstab)
- Torsionsversuch
+Aufnahme im Bereich hoher Umformgrade
-aufwändige Versuchseinrichtung, komplizierte Versuchsauswertung
- Flachstauchversuch
+Aufnahme im Bereich hoher Umformgrade, Zielgrößen sind einfach zu berechnen, geringer Einfluss der Reibung bei guter Schmierung ( im vgl Zylinderstauchversuch)
-genaue Führung der Stauchwerkzeuge erforderlich, hohe Anforderungen an Messtechnik ( kurze Versuchsdauer)
- Zylinderstauchversuch
+ gute Führung
-hoher Einfluss der Reibung
Was ist die Rückfederung ? Warum tritt Sie auf und wie kann man Sie berücksichtigen ?
- Zurückfedern des Materials nach dem Entformen
- elastischer Anteil der Umformung
- Abhängig von E-Modul , Streckgrenze und
- Kompensieren durch größere Umformung --> nach Rückfederung ist das Maß erreicht
Was ist der Bake- Hardening - Effekt ?
Streckgrenzenanstieg (40 MPa) des fertig umgeformten Bauteils nach dem Lackeinbrand durch Diffusion von Kohlenstoffatomen zwischen Kristallgitterpunkte in der Nähe von Versetzung
(Mindestformänderung erforderlich)
Wie ist der Bake-Hardening- Effekt nutzbar ?
bei Vordehnung gewährleisten Bake- Hardening Stähle eine Streckgrenzensteigerung nach dem Lackeinbrand
Von welchen Faktoren ist die Fließspannung abhängig ?
- Werkstoff
- Größe der vorausgegangenen Formänderung
- Umformgeschwindigkeit
- Umformtemperatur
Was ist die Umformgeschwindigkeit, wie ist sie definiert ?
Die Umformgeschwindigkeit ist die erste Ableitung des Umformgrades nach der Zeit. Sie ist die zeitliche Veränderung des Umformgrades.
Die Umformgeschwindigkeit steht mit der Werkzeuggeschwindigkeit in Beziehung.
Die Umformgeschwindigkeit entspricht der gemittelten Formänderungsgeschwindigkeit der Körperabmessungen
-> Entscheidender Einfluss auf das Werkstoffverhalten bei Warmumformung
Was ist die Fließbedingung?
Das Vorhandensein von Spannungen allein genügt nicht für eine Umformung. Damit eine Umformung möglich wird, müssen Spannungsunterschiede vorhanden sein; denn erst diese verursachen die zur Umformung erforderlichen Schubspannungen in den Gleitebenen.
Die Bedingung für den mehrachsigen Spannungszustand, bei dem Fließen des Werkstoffs eintritt, wird als Fließbedingung bezeichnet.
Beschreiben Sie den Einfluss der Umformtemperatur auf die Fließkurve.
-steigende Temperatur --> sinkende Fließspannung = Entfestigung
- bei krz (alu) :dynamische erholung :Abbau von Versetzungsaufstauungen -> keine Gefügeänderung
- bei kfz : dynamische Rekristallisationsvorgänge : Abbau der Versetzungsdichte --> Gefügeveränderung
Beschreiben Sie den Einfluss der Umformgeschwindigkeit auf die Fließkurve
- Zunahme der Fließspannung mit steigender Umformgeschwindigkeit infolge mangelnder Zeit für Entfestigungsvorgängen
- prinzipiell gleicher Einfluss bei allen Werkstoffen
- großer Einfluss bei warumumformung / bei kaltumformung geringer Einfluss
Welche 3 Faktoren sind am bedeutensten bei der Beschreibung von Fließkurven ?
- Umformtemperatur
- Umformgeschwindigkeit (nur bei Warmumformung)
- Umformgrad
Definieren Sie Anisotropie von Blechen und beschreiben Sie die Kennwerte.
- Richtungsabhängigkeit der Materialeigenschaften eines Bleches(bspw. k_f,n,r) durch Vorzugsorientierung der Kristallite (Textur) -> Entstehung u.a. durch Herstellungsprozess (bspw. Walzen)
- senkrechte Isotropie (r) : Verhältnis der Umformgrade in Breiten und Dickenrichtung einer im Flachzugversuch geprüften Zugprobe bei erin Dehnung von 20%
- mittlere Anisotropie (r_m): dient der Festlegung eines Anisotropiewertes
- eben Anisotropei : soll bei Tiefziehprozessen nahe Null sein wegen Zipfelbildung
Vor allem Tiefziehwerkstoffe sollten einen möglichst hohen senkrechten Anisotropiewert aufweisen um ausdünnung zu vermeiden.
-
- 1 / 63
-
Flashcards
Nennen Sie mögliche Einteilungskriterien für das Umformen.
- Temperatur : kaltumformen / halbwarmumformen / warmumformen
- Beanspruchungsart in der Umformzone : Druck / Zug-Druck / Zug / Biegung / Schub
- Umwandlung der Werkstückoberfläche bzw. Halbzeug : Mikroumformung / Blechumformung / Massivumformung
- Art der Krafteinwirkung : dirket / indirekt
- Art des Umformvorganges : stationäre / instationär
Zeichnen Sie die Unterteilung vom Umformen nach DIN 8582
- Blechumformung
- Massivumformung
- Druckumformung ( Druckwalzen)
- Zugdruckumformen ( Tiefziehen, Drücken, Kragenziehen)
- Zugumformen (Tiefen --> Streckziehen )
- Biegeumformung
- Schubumformung
Definieren Sie die Fließspannung
- Diejenige Spannung \(\sigma_1\), die bei einem einachsigenSpannungszustand an einem Vielkristall plastische Deformationen hervorruft, heißt Fließspannung \(k_f \)
- \(k_f= 2\cdot \tau_f\)
- Die Größe von \(k_f \) wird experimentell im einachsigen Spannungszustand bestimmt.
- beim Einkristall (Korn) : Abhängigkeit der Normalspannung von der Gleitrichtung \(\sigma_1 =f(a)\) für \(\tau=\tau_f=const.\)
Definieren Sie die logharitmische Formänderung \(\varphi\)
- Die logharitmische Formänderung (Umformgrad) ist ein Maß zur Beschreibung der Größe bleibender (plastischer) Formänderungen
- \(\frac{l_1}{l_0}=(\varepsilon+1)\) mit \(\varepsilon_{plast}=\varepsilon_{ges}-\frac{\sigma}{E}\)
\(\varphi_f=ln(\varepsilon_{plastisch}+1)\)
Welche Datein werden bei einer Umformsimulation benötigt?
- Fließkurvenbestimmung
- E-Modul ( statisch und dynamisch)
- Anisotropie
- Reibwertermittlung
- Grenzformänderungskurve
- ( Verfestigungskoeffizient und -exponent )
Definieren Sie die verschiedenen Spannungen beim Zugversuch
- Fließspannung ( "wahre Spannung") \(k_f=\frac{F}{A}\)
- fiktive Spannung der Festigkeitslehre : \(\sigma=\frac{F}{A_0}\)
- Umrechnung zu \(k_f=\sigma\cdot(\varepsilon_{ges}+1)\)
Was kann man aus der Fließkurve über die Verfestigung herauslesen ?
Verfestigung :
- Erhöhung der Fließspannung mit zunehmender Verformung
- Ursache ist die Behinderung der Versetzungsbewegung im Metallgitter durch Schneiden von Gleitebenen verschiedener Richtungen --> Erhöhung der Versetzungsdichte
Verfestigungsexponent \(n=tan \ \alpha = \frac{\Delta log \ k_f}{\Delta log \ \varphi}\)
n ist nicht konstant über der Fließkurve
Was für Parameter werden bei Streckziehprozessen angestrebt ?
- hoher Verfestigungsexponent
- niedriges Streckziehverhältnis
Wo liegt der Umformbereich im Spannungs- Dehnungs- Diagramm ?
-> von Streckgrenze ( Übergang elastisch zu plastisch ) bis erreichen der Zugfestigkeit ( maximale Spannung)
Welche experimentellen Methoden zur Bestimmung der Fließkurve gibt es ? Welche Vor und Nachteile haben Sie?
- Zugversuch ( mit Feindehnungsmessung , Querkontraktionsmessung)
+ einfacher Versuch, einfache Berechnungen, bei Belastung bis zum Bruch können weitere Materialparameter bestimmt werden
- Aufnhame der Fließkurve ist nur im Bereich niedriger Umformgrade (bis Einschnürung) möglich, relativ aufwendige Probenherstellung ( Schulterstab)
- Torsionsversuch
+Aufnahme im Bereich hoher Umformgrade
-aufwändige Versuchseinrichtung, komplizierte Versuchsauswertung
- Flachstauchversuch
+Aufnahme im Bereich hoher Umformgrade, Zielgrößen sind einfach zu berechnen, geringer Einfluss der Reibung bei guter Schmierung ( im vgl Zylinderstauchversuch)
-genaue Führung der Stauchwerkzeuge erforderlich, hohe Anforderungen an Messtechnik ( kurze Versuchsdauer)
- Zylinderstauchversuch
+ gute Führung
-hoher Einfluss der Reibung
Was ist die Rückfederung ? Warum tritt Sie auf und wie kann man Sie berücksichtigen ?
- Zurückfedern des Materials nach dem Entformen
- elastischer Anteil der Umformung
- Abhängig von E-Modul , Streckgrenze und
- Kompensieren durch größere Umformung --> nach Rückfederung ist das Maß erreicht
Was ist der Bake- Hardening - Effekt ?
Streckgrenzenanstieg (40 MPa) des fertig umgeformten Bauteils nach dem Lackeinbrand durch Diffusion von Kohlenstoffatomen zwischen Kristallgitterpunkte in der Nähe von Versetzung
(Mindestformänderung erforderlich)
Wie ist der Bake-Hardening- Effekt nutzbar ?
bei Vordehnung gewährleisten Bake- Hardening Stähle eine Streckgrenzensteigerung nach dem Lackeinbrand
Von welchen Faktoren ist die Fließspannung abhängig ?
- Werkstoff
- Größe der vorausgegangenen Formänderung
- Umformgeschwindigkeit
- Umformtemperatur
Was ist die Umformgeschwindigkeit, wie ist sie definiert ?
Die Umformgeschwindigkeit ist die erste Ableitung des Umformgrades nach der Zeit. Sie ist die zeitliche Veränderung des Umformgrades.
Die Umformgeschwindigkeit steht mit der Werkzeuggeschwindigkeit in Beziehung.
Die Umformgeschwindigkeit entspricht der gemittelten Formänderungsgeschwindigkeit der Körperabmessungen
-> Entscheidender Einfluss auf das Werkstoffverhalten bei Warmumformung
Was ist die Fließbedingung?
Das Vorhandensein von Spannungen allein genügt nicht für eine Umformung. Damit eine Umformung möglich wird, müssen Spannungsunterschiede vorhanden sein; denn erst diese verursachen die zur Umformung erforderlichen Schubspannungen in den Gleitebenen.
Die Bedingung für den mehrachsigen Spannungszustand, bei dem Fließen des Werkstoffs eintritt, wird als Fließbedingung bezeichnet.
Beschreiben Sie den Einfluss der Umformtemperatur auf die Fließkurve.
-steigende Temperatur --> sinkende Fließspannung = Entfestigung
- bei krz (alu) :dynamische erholung :Abbau von Versetzungsaufstauungen -> keine Gefügeänderung
- bei kfz : dynamische Rekristallisationsvorgänge : Abbau der Versetzungsdichte --> Gefügeveränderung
Beschreiben Sie den Einfluss der Umformgeschwindigkeit auf die Fließkurve
- Zunahme der Fließspannung mit steigender Umformgeschwindigkeit infolge mangelnder Zeit für Entfestigungsvorgängen
- prinzipiell gleicher Einfluss bei allen Werkstoffen
- großer Einfluss bei warumumformung / bei kaltumformung geringer Einfluss
Welche 3 Faktoren sind am bedeutensten bei der Beschreibung von Fließkurven ?
- Umformtemperatur
- Umformgeschwindigkeit (nur bei Warmumformung)
- Umformgrad
Definieren Sie Anisotropie von Blechen und beschreiben Sie die Kennwerte.
- Richtungsabhängigkeit der Materialeigenschaften eines Bleches(bspw. k_f,n,r) durch Vorzugsorientierung der Kristallite (Textur) -> Entstehung u.a. durch Herstellungsprozess (bspw. Walzen)
- senkrechte Isotropie (r) : Verhältnis der Umformgrade in Breiten und Dickenrichtung einer im Flachzugversuch geprüften Zugprobe bei erin Dehnung von 20%
- mittlere Anisotropie (r_m): dient der Festlegung eines Anisotropiewertes
- eben Anisotropei : soll bei Tiefziehprozessen nahe Null sein wegen Zipfelbildung
Vor allem Tiefziehwerkstoffe sollten einen möglichst hohen senkrechten Anisotropiewert aufweisen um ausdünnung zu vermeiden.
Was ist das Grenzformänderungsdiagramm ?
- dient dem Erkennen des Werkstoffversagens von Ziehteilen auf Grundlage der Formänderungsanalyse
- bietet möglichkeit der Optimierung von Zielprozessen hinsichtlich Werkstoff, Platinenform, Schmierung
- stark abhängig von Versuchsbedingungen
- Annahme: Versagen durch ebenen Spannungszustand, konstantes Spannungsverhältnis
- hydraulischer Tiefungsversuch
- Zugversuch von Kerbproben
- Tiefungsversuch mit versch. Stempelformen
- Tiefungsversuch mit strifenförmigen Platinen und halbkugelförmiger Stempel
genereller Ablauf :
- Aufbringen eines stochastischen Musters aus das unverformte Bauteil ( Graphit)
- Erfassen der Lage und Form der einzelnen Punkte vor und nach der Umformung
- Visoplastische Ermittlung der logharithmischen Hauptformänderungen
- Eintragen der Wertepaare in das Grenzformänderungsdiagramm
Welche Messrasterverfahren gibt es ? Wie werden die Raster hergestellt ?
- Form der Liniennetzelemente : Kreis oder Quaderelemente
- Auftragung : Gravieren, photochemische Verfahren oder elektrochmeische Verfahren
- Auswertung : Messlupe, Messmikroskop, biegsamer Messstreifen, optische Auswertung
Zeigen Sie den Unterschied von Streckziehen und Tiefziehen mit Hilfe eines Grenzformänderungsdiagramms auf.
Tiefziehen : \(\varphi_1=-\varphi_2\)
Streckziehen : \(\varphi_1=\varphi_2\)
Was ist der Unterschied zwischen Streckziehen und Tiefziehen.
- Streckziehen: eingespanntes Blech , welches auf den Stempel gezogen wird
- billig , schnell
- kleine bis mittlere Stückzahlen
- geringe Ziehhöhe
- Tiefziehen : Stempel drückt Blech in Form, welches über Niederhlater gehalten wird
- gut automatisierbar
- für große Stückzahlen
Definieren Sie Innenhochdruck-Umformen.
Innenhochdruck-Umformen ist ein wirkmedienunterstütztesUmformverfahren, bei dem Hohlprofile oder ebene Doppelplatinen mit Hilfe eines hydrostatischen Druckes und gegebenfalls zusätzlicher äußerer mechanischer Lasten umgeformt werden.
- Halbzeuge :Hohlprofile (Rohre) , Bleche, Strangpressprofile
- Prozessparameter : Werkstoff, Geometrie, Innendruck, Axial, Radialkräfte, Reibung
Vergleichen Sie verschieden Tiefziehverfahren.
.
Vergleichen Sie verschiedene Druckumformverfahren mit Blechen.
.
Vergleichen Sie verschiedene Innenhochdruckverfahren.
.
Welche drei Berechnungsmethoden gibt es bei der Umformsimulation?
- implizit ( quasistatisch)
- explizit (dynamisch)
- Einschrittverfahren ( in explizitem Programm enthalten)
Wie können Reibwerte beim Tiefziehen ermittelt werden ?
- Streifenziehanlage
- Flächenpressung beim Teifziehen ( Druckmessfolie)
Was ist das Pulverspritzgießen und wie kann es unterteilt werden ?
- Verfahren zur Herstellung von Bauteilen komplexer Geometrie für hohe Stückzahlen bei vollautomatisierter Fertigung
- Umformverfahren, bei dem anorganische Pulver unter Verwendung thermoplastischer Binder in einer Kunststoffspritzgießmaschine zu Bauteilen verarbeitet werden
- Metal Injection Molding: Herstellung metallischer Bauteile (z.B. Hartmetalle und Superlegierungen)
- Ceramic Injection Molding : Herstellung keramischer Bauteile
- Hartmetallspritzgießen
- Pulver für metallische Werkstoffe : bis \(20 \ \mu m\)
- Binder kritisch , duroplastische und wasserlösliche Systeme , wiederverwertbar
Beschreiben Sie den Verfahrensablauf des Pulverspritzgießens.
- Pulver + Binder
- Mischen --> Granulat
- Spritzgießen --> "Grünes Teil "
- Entbindern --> Braunes Teil
- Sintern
Was ist ein Feedstock ?
- Einsatzmaterial für Pulverspritzgießen
- Mischung aus Pulver und Binder (Pulverzusammensetzung, Partikelcharakteristik, Binderzusammensetzung, Mischverfahren und das Mischungsverhältnis Pulver/Binder)
Nennen Sie Merkmale des Pulverspritzgießens und Vergleichen Sie es mit herkömmlichem Spritzgießen.
- schonendes Aufschmelzen (Plastifizieren) des Thermoplastes (-190°C)
- Einspritzen des Schmelze in ein Formwerkzeug durch Vorfahren der als Kolben wirkenden Schnecke, mech. EG (Zerbrechlichkeit ) richtet sich nach dem verwendeten Bindersystem
- Unterscheidung der Formmassen gegenüber Kunststoff :
- höhere Dichte
- höhere Wärmeleitfähigkeit
- höhere Viskosität
- größerer Abrasiver Verschleiß
Erklären Sie das Schema eines Spezialofens zum katalytischen Entbindern.
- N2 --> 140°C
- Katalysator HNO3 --> Dosierpumpe
- --> Grünteile bwi 100-150°C mit Ventilator im Ofen
- --> N2/NOx/CH2O
- Fackel (zweistufig)
Nennen Sie Merkmale und Vorteile der katalytischen Entbinderung
- verkürzte Entbinderungszeiten: 1-2 mm/Stunde (ca. 10 mal schneller als thermisches Entbindern)
- kontinuirlicher Entbinderungsprozess von außen nach innen -> kein Aufbau von Innendruck
- Verwendung eines Spezialbinders auf der Basis von Polyacetal , einem teilkristallinen Kunststoff
- keine Umweltbelastung durch Lösungsmittel und keine Brandgefahr
- leichte Trennung von CO2 und Extrakt sowie deren Wiederverwendung
- verminderte Blasen- und Rissbildung in den Bauteilen und verbesserte Oberflächenqualität
- Beschleunigung bzw. teilweise Einsparung der Pyrolyse des noch verbleibenden Binders durch erzielte Porosität
Nennen Sie Merkmale des Sintern beim Pulverspritzgießen.
- letzter Verfahrenschritt in der Prozesskette des Pulverspritzgießens
- thermisch aktivierter Materialtransport, Abnahme der spezifischen Pulverteilchenfläche
- Entstehehn des eigentlichen Werkstofgefüges, Schrumpfen des Formteiles um Bindervolumenanteil
- Ofentemperatur 1200 -1800 °C
- Sintern von metallischen Werkstoffen unter Schutzgaßatmosphäre ( auch Vakuum) : Verhindern von Metalloxidation bzw. Rduzierung eventueller bestehender Oxide
- Sintern in Wasserstoff : Edelstahl, kohlenstofffreier Stahl
- Sintern in Stickstoff : kohlenstoffhaltige, niedriglegierte Stähle
- Sintern in Vakuum : Edelstähle , Hartmetalle
- Sintern von keramischen Werkstoffen unter Luft ( kostengünstig)
- drucklos : H2 - Versprödung / Oxidation --> vermeiden
Was für zusätzliche Ausrüstung wird für den Pulverspritzgießprozess benötigt ?
- spezielle Schneckengeometrie
- Einsatz von verschleißfesten Konstruktionswerkstoffen für Zylinder und Schnecke
- Reaisieren von sehr hohen Einspritzgeschwindigkeiten füre genauseste Geometrieabmessung
- temperierte Einzugszone
- Spezialtrichter
Von welchen Faktoren ist die Qualität der Formteile abhängig, was soll vermieden werden ? (PIM)
- vermieden : scharfkantige Übergänge, große Angusskanäle, Entlüftung am Flieswegende
- Temperaturen ( Masse- und Werkzeugtemperatur)
- Zeiten ( Einspritz, Nachdruck und Kühlzeit)
- Drücke ( Einspritz- , Nach- und Staudrücke)
- Geschwindigkeit , Schneckendrehzahl
