Fertigungstechnik Vorlesung
HAW - Fertigungstechnik - Professor Lange
HAW - Fertigungstechnik - Professor Lange
Kartei Details
| Karten | 164 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 22.12.2016 / 05.01.2017 |
| Weblink |
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Zu welchem gussverfahren gehört das Wachsausschmelzverfahren und wieso?
Feinguss
hohen erreichbaren Maßgenauigkeiten und der erzielbaren geringen Oberflächenrauheit
Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen Feingussverfahren und Maskenformverfahren?
- Feingießen erfolgt unter Einsatz keramischer Formen, das Maskenformverfahren nutz einen organischen Binder
- Form beim Feingießen einteilig, d.h. Gusstücke ohne Grat (Maskenformen zweiteilig, mit Grat)
- Maskenformen ermöglichen die Herstellung von Gussstücken mit größerer Stückmasse
Unter welchen Vorraussetzungen können Feingussteile wirtschaftlich hergestellt werden? Nennen Sie 3.
- es werden Stückzahlen benötigt, die einer Mittel- bis Großserienfertigung entsprechen
- die Notwendigkeit einer mechanischen Bearbeitung nach dem Gießen sollte möglichst entfallen bzw.
- die Bearbeitung der Gussteile ist aufgrund ihrer geringen Wandstärke und ggf. nichtebenen Funktionsflächen bzw. einer komplexen Gestalt deutlich erschwert
- es bestehen Forderungen nach engen Maßtoleranzen und einer hohen Oberflächengüte
- es kommen Legierungen mit besonderen Eigenschaften zum Einsatz
Nennen Sie 5 Vorteile für das Vollformgießens gegenüber dem Hohlformgießen
- keine Formteilung, kein Grat, kein ev. Versatz in der Teilungsebene
- Notwendigkeit der Formkastenbewegung entfällt ebenfalls (nur ein Kasten)
- Kerne entfallen (Hohlräume werden ggf. mit besonderem Formsand ausgefüllt)
- Hinterschneidungen sind einfacher zu fertigen als bei Verfahren mit Dauermodellen
- Ausformschrägen entfallen
- Speiser, Eingusstrichter und Anschnitte können direkt am Modell angebracht werden
- Stückmassen über 50 t sind herstellbar
- Wandstärken zwischen 4 mm und 1000 mm sind realisierbar
- das Modell entspricht in seinen Abmessungen und seiner Gestalt exakt dem Gussteil (abgesehen vom Schwindmaß)
- geringe Modellkosten
Wann windet das Vollformgießen anwendung und welche Materialien werden verwendet?
mittlere bis größere Gusstücke in der Einzelteilfertigung bzw. bei kleineren Serien
Gießwerkstoffe: Gusseisen und Stahlguss
Welche Formaufbauten sind zu sehen?
Welche Stoffe können bei der Additiven Fertigung verarbeitet werden?
Polymere, Wachs, Paper, Metalle, Minerale wie Glas Sand oder Keramik
Additive Fertigung
Was sind die unterschiede zwischen indirekten und direkten Verfahren?
- indirekte Verfahren, bei denen das formlose Baumaterial flächig aufgetragen und
anschließend selektiv verfestigt wird und
- direkte Verfahren, bei denen das Baumaterial nur an den vorgesehenen Stellen
aufgetragen und anschließend verfestigt wird
Additive Fertigung
Wie verarbeitet man Draht- oder strangförmiges Material?
Draht- oder strangförmiges Material besitzt meist eine polymere Basis und wird in erhitzten Düsen extrudiert und in (bei Bedarf) zeilenförmigen Bahnen Schicht für Schicht abgelegt
Metallische Drähte können durch formgebendes Auftragsschweißen verarbeitet werden
Additive Fertigung
Welche Materialien kommen bei Laminaten zum Einsatz?
Wie wird mit Laminaten gefertigt?
- Als Laminat (d.h. in Schichtform) verarbeitete Materialien kommen Kunststofffolien, Papier, metallische Bleche oder Kompositwerkstoffe in Frage
- Die einzelnen Schichten können verklebt oder bei Verwendung von Metallen verstiftet oder verschweißt (z.B. ultraschallgeschweißt) werden
- Der erforderliche Querschnitt wird als Kontur aus jeder Schicht einzeln ausgeschnitten
- Das überschüssige Material verbleibt zunächst am Werkstück und wird erst nach dem Bauprozess entfernt
Additive Fertigung
Was ist mein dem pulververarbeitenden Verfahren gemeint?
Den pulververarbeitenden Verfahren ist gemein, dass Pulver Schicht für Schicht aufgetragen und selektiv / örtlich verfestigt wird
Additive Fertigung
Welche Verfahren werden mit Laminaten durchgeführt?
Die Verfahren werden als LLM- (Layer Laminate Manufacturing-) Verfahren oder LOM- (Laminated Object Manufacturing-) Verfahren bezeichnet
Additive Fertigung
Welche Verfahren werden mit Polymere und mineralische Pulver durchgeführt?
3D Printing
Selektives Lasersintern (SLS)
Selektives Masken Sintern (SMS)
Additive Fertigung
Nennen Sie drei Besispiele für indirekte Verfahren
Stereolithographie
Micro Light Switching
Digital Light Processing
Additive Fertigung
Zwischen welchen verfahren wird bei gasförmigen Zuständen des Werkstoffes unterschieden?
chemisches Auftragen von Schichten
physikalisches Auftragen von Schichten
Was ist der Unterschied zwischen Umformen und Verformen?
Urformen: Ändern mit Beherrschen der Form
Verformen: Ändern ohne Beherrschung der Form
Nennen Sie drei Untergruppen zu der sechsten Hauptgruppe mit je einem Beispiel
Umlagern von Stoffteilchen - Vergüten
Auslagern von Stoffteilchen - Entkohlen
Einlagern von Stoffteilchen - Nitrieren
Worin unterscheiden sich Massivumformung und Blechumformung?
Massivumformen: Abmessung in 3 Dimensionen besitzt ähnliche Größenordnung
Blechumformen: Abmessung in 2 Dimensionen besitzen ähnliche Größenordnung, 3. Dimension liegt darunter
Nennen sie drei Vorteile von Umformverfahren gegenüber urformenden und spanenden Verfahren
- sehr kurze Bearbeitungszeit
- hohe Form- und Maßgenauigkeit
- oft positive Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften
- sehr hohe Werkstoffausnutzung
Nennen Sie zwei Nachteile von Umformverfahren gegenüber urformenden und spanenden Verfahren
- hohe Kräfte
- Wirtschaftlichkeit erst bei hohen Serien
- Notwendigkeit der Umformbarkeit der Werkstoffes
Wie verändert sich die Genauigkeit mit steigender IT Qualität?
schlechter
Was bedeutet die Terminologie "günstiger Faserverlauf"? Und wann ist diese umgelenkt oder unterbrochen?
Die in diesem Zusammenhang häufig genannte Terminologie „günstiger Faserverlauf“ bezieht sich auf das Vorhandensein von Ausscheidungen (meist MnS), die infolge einer vorangegangen Umformung bei der Halbzeugherstellung in zeiliger Form, d.h. gestreckt vorliegen und:
- beim Umformen nur umgelenkt werden, während sie
- beim Zerspanen unterbrochen werden, was mit einem Festigkeitsabfall des Bauteils quer zur Faserrichtung verbunden sein kann
Wie kann man den Faserverlauf in einem Bauteil sichtbar machen?
Herstellen eines Schliffs oder durch Ätzen
Wie wurden die nachfolgenden Bauteile bearbeitet?
Beim Umformen eines Werkstoffs, der z.B. in der urformtechnisch erzeugten Halbzeuggeometrie noch Gussporen oder Seigerungen (Korn- bzw. Blockseigerungen) aufweist, werden diese Fehler beseitigt, indem:
Beim Umformen eines Werkstoffs, der z.B. in der urformtechnisch erzeugten Halbzeuggeometrie noch Gussporen oder Seigerungen (Korn- bzw. Blockseigerungen) aufweist, werden diese Fehler beseitigt, indem:
- Gussporen geschlossen und
- die inhomogene Gefügestruktur aufgebrochen und dadurch Konzentrationsgradienten ausgeglichen werden
Welcher Effekt führt beim umformen zu deutlichen Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit gegenüber gießtechnisch hergestellten Werkstücken?
über dynamische Rekristallisationsprozesse wird ein feineres Gefüge erzeugt
Auf welchen mechanismus bezieht sich das plastische Verformen?
Das plastische Umformen vollzieht sich durch Gleiten von Versetzungen auf definierten Gleitebenen in zur Beanspruchung günstig orientierten Gleitrichtungen
Für die Beschreibung von Umformprozessen wird von Volumenkonstanz während der Umformung ausgegangen. Unter welchen Bedingungen ist diese Idealisierung gerechtfertigt? Erläutern Sie Ihre Antwort.
Die "Volumenkonstanz" bezieht sich auf plastische Prozesse.
Dagegen findet im Bereich der elastischen Formänderung durchaus eine Volumenänderung statt, die durch die werkstoffspezifische Querkontraktionszahl beschrieben wird
Da bei einer plastischen Verformung metallischer Werkstoffen die Versetzungsdichte zunimmt, dürfte allerdings auch bei plastischen Prozessen absolute Volumenkonstanz nicht gegeben sein!
Auf welche Weise können Formänderungen quantifiziert werden und was bedeuten diese?
Unter der absoluten Formänderung wird die Differenz der geometrischen Abmessungen vor und nach der Umformung verstanden
Bei der bezogenen Formänderung („Dehnung“) wird die absolute Formänderung auf die Ausgangsabmessungen normiert (+Längung -Stauchung)
Was beschreibt das Formänderungsverhältnis?
Das Formänderungsverhältnis ist das Verhältnis der geometrischen Abmessungen nach und vor dem Umformen (Stauchgrad, Breitungsgrad, Streckgrad)
Wie ist der Umformgrad definiert?
Der Umformgrad ist definiert als der natürliche Lagarithmus der Formänderungsverhältnisses
Was wird unter der absoluten Formänderung verstanden?
Differenz der geometrischen Abmessungen vor und nach der Umformung
Was wird unter der bezogenen Formänderung verstanden?
"Dehnung"
die absolute Formänderung normiert auf die Ausgangsmessungen
positives Vorzeichen bei Längung
negatives Vorzeichen bei Stauchung
Was zeigt das Spannungs-Dehnungs Diagramm an?
Das im Zugversuch ermittelte Spannungs-Dehnungs-Diagramm (SDD) stellt den Verlauf der Nennspannung als Quotient aus Prüfkraft F und Ausgangsquerschnittsfläche A0 der Probe über der bezogenen Formänderung (Nenndehnung) in Längsrichtung dar
Wovon hängt die Fließspannung bzw. Formänderungsfestigkeit ab?
Die Fließspannung, auch Formänderungsfestigkeit genannt, hängt primär vom Werkstoff sowie von dessen Vorgeschichte, ferner aber auch vom Umformverfahren sowie dessen Parametern (Umformgrad, -temperatur, -geschwindigkeit etc.) ab
Wozu dient die Fließspannung?
Zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens im plastischen Zustand
Wieso kann man das Spannungs-Dehnungs-Diagramm nicht zur exakten Bestimmung der Fließspannung benutzen?
- bezieht sich auf den Ausgangsquerschnitt, nicht auf den aktuellen
- bezieht sich auf die Ausgangslänge, nicht auf die tatsächliche Länge
Was ist die so genannte "wahre Spannung"?
Prüfkraft wird auf den tatsächlichen Probenquerschnitt bezogen
Was bezeichnet die so genannte "wahre Dehnung"?
Um diesen rechnerisch aus den geometrischen Verhältnissen nach und vor der Umformung zu ermitteln, betrachtet man die Gesamtformänderung als Summe infinitesimal kleiner Formänderungen (z.B. dh), bezogen auf die jeweils aktuelle Probenabmessung (z.B. h)
Wie sind die Berechnungsschritte:
Welche Verlängerung müsste eine Zugprobe der Ausgangslänge l0 = 100 mm erfahren,
damit ein Umformgrad = 100 % vorliegt?
Welche Verkürzung müsste eine Druckprobe mit h0 = 100 mm für den betragsmäßig
gleich hohen Umformgrad erfahren?
Umformgrad = 100% = 1 = ln(l1/l0)
e1 * 100 = l1
delta l = l1 - l0
Umformgrad=-100%=-1=ln(h1/h0)
e-1 * 100 = h1
delta h = h1 - h0
