Fertigungstechnik

Einteilung der Fertigungsverfahren

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Die Einteilung der Fertigungsverfahren kann auf verschiedene Art und Weise geschehen, beispielsweise nach Wirkungsprinzipien, wie etwa das Formen oder Trennen von Material, oder nach dem Bearbeitungsziel (Änderung der Grobgestalt oder Feingestalt eines Werkstücks).

Innerbetrieblich werden Fertigungsverfahren i. d. R. nach Produktionsstufe gegliedert, wie Fertigung (z. B. Formen und Trennen) -> Montage (z. B. Zusammenfügen durch Kleben) -> Funktionssicherung (z. B. Beschichten mit Korrosionsschutz).

Für die einheitliche Fertigung und der verständlichen Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen und gar Unternehmen und Behörden zu gewährleisten, wurden in ingenieurtechnischen Disziplinen Standardisierungen durch Normen eingeführt, die Begriffe, Bezeichnungen und Definitionen der einzelnen Fertigungsverfahren beinhalten.

Die Einteilung der Fertigungsverfahren ist in der DIN Norm 8580 festgelegt. Diese Einteilung gliedert sich in sechs Hauptgruppen mit jeweils eigenen Verfahrensgruppen und Verfahrensuntergruppen.

Die sechs Hauptgruppen nach DIN 8580:

    Schaffen der Form 

  1. Urformen (Zusammenhalt der Form schaffen)

    2. Ändern der Form

  2. Umformen (Zusammenhalt beibehalten)
  3. Trennen (Zusammenhalt vermindern)
  4. Fügen (Zusammenhalt vermehren)
  5. Beschichten (Zusammenhalt vermehren)

    6. Ändern der Stoffeigenschaften

  6. Stoffeigenschaftsänderung

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CNC

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CNC (Computerized Numerical Control, etwa: „computerisierte numerische Steuerung“) ist ein Verfahren zur elektronischen Steuerung und Regelung von Werkzeugmaschinen (CNC-Maschinen) über spezielle CNC-Steuereinheiten wie Controller und Computer. CNC ist ein komplexes Regelungssystem, die Steuerung erfolgt mit programmierbaren Mikroprozessoren.

Die Bearbeitungsabfolge und zugehörige Parameter werden in einem NC-Programm definiert, eine Dreh-/Fräsmaschine führt diese Bearbeitungsabfolge aus.

CNC ist die erweiterte, modernere Form des NC (Numerical Control). NC basierte noch weitgehend auf der Lochkarteneinlesung und konnte nur extern verändert werden, der Bediener kann das Programm also nur starten/beenden, aber (anders als bei CNC) nicht anpassen.

CNC spielt in der Produktion (speziell in der Prozessgestaltung und Fertigungsplanung) eine wichtige Rolle.

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Randschichthärten – Oberflächenhärtung von Stählen

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Randschichthärten (auch: Oberflächenhärten) behandelt Fertigungsverfahren der Wärmebehandlung (Stoffeigenschaftsänderung) zur Härtung der Randschicht (Oberfläche) von Werkstücken, welche in der Regel aus Vergütungsstählen bestehen. Ziel ist die Schaffung einer harten, verschleißfesten Oberfläche bei weichem, zähem Kern. Härten erfolgt nach dem Prinzip der Erhitzung und Abschreckung des Materials, wodurch die Bildung von Martensit angestrebt wird, der die Härte schafft.

Randschichthärten kann in Randschichthärtung mit und ohne Kohlenstoff/Stickstoff-Zuführung unterschieden werden.

  • Randschichthärtung durch Gefügeumwandlung mit ausreichend vorhandenem Kohlenstoff
  • Flammenhärten
  • Induktionshärten
  • Randschichthärten durch Gefügeumwandlung mit zugeführtem Kohlenstoff
    • Einsatzhärten
  • Randschichthärten mit zugeführtem Stickstoff
    • Nitrieren

    Typische Vergüten und Einsatzhärten sind zwei von mehreren Wärmebehandlungsverfahren zur Steigerung der Festigkeit in Kombination mit der Zähigkeit. Beide Verfahren sind selbst Kombinationen aus mehreren einzelnen Wärmebehandlungsverfahren.

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    Fertigungstechnik

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    Die Fertigung befasst sich mit der Herstellung und Anpassung von Werkstücken nach Vorgaben der Konstruktion in Eigenschaften, Funktion und Haltbarkeit.

    Werkstücke sind feste Körper und können Teil einer abgrenzbaren Baugruppe sein, welche richtig zusammengesetzt ein Endprodukt oder mehrere Endprodukte ergeben. Werkstücke sind selbst aus mindestens einem Teil bestehend, können aber auch, insbesondere bei geometrisch komplexeren Körpern, aus mehren Teilen bestehen.

    Die Fertigungsteams interagieren insbesondere mit der Konstruktion und der Qualitätssicherung. Ingenieure der Fertigungstechnik müssen mit den Konstruktionsingenieuren die Fertigungsprozesse planen, Konstruktionspläne verstehen und Konstruktionsfehler frühzeitig erkennen, Fertigungsverfahren nach technischen als auch wirtschaftlichen Aspekten bewerten und über fundierte Kenntnisse in der Qualitätssicherung verfügen.

    Der Fertigung stehen verschiedene Fertigungsverfahren zur Verfügung. Diese Fertigungsverfahren verändern sich mit technischem Fortschritt und naturwissenschaftlicher Forschung im Sinne der Qualität, Wirtschaftlichkeit, Ergonomie und Umwelt.

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