Fertigungstechnik



Die Fertigungstechnik ist ein Verfahren, bei dem ein Stoff oder ein fester Körper durch schrittweises Verändern seiner Form oder seiner Eigenschaften von einem Rohzustand in einen Fertigzustand überführt wird.

Die Fertigungstechnik unterteilte man früher in die beiden Hauptgruppen spanlose Formgebung (Gießen, Walzen, Ziehen, Schmieden, Prägen usw.) und die spanende Formgebung (Drehen, Bohren, Fräsen, Hobeln, Reiben usw.). Anstelle dieser herkömmlichen Unterteilung, die sich in vielen Fällen als zu grob und zu wenig übersichtlich erwiesen hat, tritt heute die Aufspaltung der gesamten Fertigungstechnik in 6 Fertigungs-Hauptgruppen (DIN 8580). Unter die formgebende Fertigung sind die Hauptgruppen Urformen, Umformen, Trennen und Fügen zuzuorden. Des weiteren wird die Fertigung noch in die beschichtende Fertigung und der Hauptgruppe Stoffeigenschaftänderung eingeteilt.



Urformen

Beim Urformen wird Zusammenhalt zwischen den Stoffteilchen geschaffen. Urformen ist das Fertigen eines Werkstückes oder Halbzeuges aus formlosen Stoff durch Schaffen des Zusammenhaltes. Wichtige Urformverfahren sind das Gießen von Metallen und die Verarbeitung von Kunststoffpulvern und -granulaten zu Formteilen.



Umformen

Umformen ist das Fertigen eines Werkstückes oder Halbzeuges durch Ändern der Form unter Beibehaltung des Zusammenhaltes. Bekannte Umformverfahren sind beispielsweise Schmieden, Walzen, Biegen und Tiefziehen.



Trennen (Zerteilen, Spanen)

Trennen kann auf verschiedene Arten vorgenommen werden. Die Form des Fertigteiles ergibt sich je nach Art des Fertigungsverfahrens durch Abschneiden von Werrkstückbereichen oder dem Abtrennen von Stoffteilchen. Wichtige Untergruppen sind hierbei Zerteilen, Spanen und Abtragen. Beim Zerteilen werden Teile eines Werkstückes oder ganze Werkstücke voneinander abgetrennt. Zum Zerteilen gehören Scherschneiden und Keilschneiden. Unter Spanen versteht man das Abtragen von Stoffteilchen (Späne) auf mechanischem Wege durch Werkzeuge mit Schneiden, wobei die Form der Werkzeugschneiden geometrisch bestimmt (z. B. beim Meißeln, Sägen, Feilen, Drehen, Fräsen) oder geometrisch unbestimmt (z. B. beim Schleifen, Läppen, Honen) sein kann.



Fügen

Zur Hauptgruppe Fügen gehören Schweißen (Schutzgasschweißen, Lichtbogenschweißen und Autogenschweißen), Löten (Weich- und Hartlöten), und Kleben.

Beim Schutzgasschweißen entsteht zwischen den Elektroden bzw. zwischen Elektrode und Werkstück ein Lichtbogen. Dieser Lichtbogen, die Elektrode und die Schweißnaht werden durch ein aktives oder inertes Schutzgas abgeschirmt.

Beim Lichtbogenschweißen wird zwischen Werkstück und Metallelektrode ein Lichtbogen gezogen. Um den Lichtbogen zu stabilisieren und um als Schutzgasmantel zu dienen, sind die Elektroden umhüllt. Die Elektrodenumhüllung ist unbedingt erforderlich beim Wechselstromschweißen, damit der Lichtbogen bestehen bleibt. Schweißen mit Gleichstrom ist jedoch günstiger, da bei gleicher Spannung der Lichtbogen länger brennt.

Autogenschweißen ist ein Schweißverfahren mit Hilfe einer Gasflamme eines Injektor- oder Gleichdruckbrenners. Vorwiegend wird hierfür ein Acetylen-Sauerstoffgemisch im Mischungsverhältnis 1:1 bis 1:1,1 verwendet, aber auch andere Gase wie Propangas, Wasserstoff oder Methangas können eingesetzt werden.

Löten ist nach DIN 8505 ein Verfahren zum Verbinden metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalles (Lotes), gegebenenfalls unter Anwendung von Flussmitteln und/oder Löt-Schutzgasen. Die Schmelztemperatur des Lotes liegt unterhalb derjenigen der zu verbindenden Grundwerkstoffe. Diese werden benetzt ohne geschmolzen zu werden. Man unterscheidet zwei Verfahren: Weichlöten und Hartlöten. Sie unterscheiden sich durch Arbeitstemperatur, Lot und Flussmittel. Beim Weichlöten wird ein Zinn-Blei-Lot verwendet mit Schmelztemperaturen, je nach Zusammensetzung des Zinn- und Bleigehaltes, zwischen 182°C und 330°C. Beim Hartlöten werden höherschmelzende Lote verwendet. Die Arbeitstemperaturen liegen zwischen 500°C und 1000°C. Sie besitzen dafür eine höhere Festigkeit sowie eine höhere Hitzebeständigkeit aufgrund anderer Lotwerkstoffe. Hartlote sind Legierungen aus Kupfer und Zink (Kupferlot) oder Silber mit Kupfer und Zink (Silberlot) sowie dem Aluminiumhartlot, das in der Hauptsache aus Aluminium und dem Rest aus Silizium, Kupfer, Nickel, Zinn und Cadmium besteht.

Grundlage des Klebens sind die beiden Haftmechanismen Adhäsion (Oberflächenhaftung) und Kohäsion (innere Festigkeit). Das Kleben wird aufgeteilt auf die Klebverfahren Kontaktkleben (Kleben unter Druck nach kurzer Antrocknungszeit), Haftkleben (Klebstoff-Film haftet sofort unter leichtem Druck), Wärmeaktivierkleben (Klebfähigkeit wird durch Wärme erreicht), Naßkleben (Fügeschicht entsteht durch Verdampfung des Lösungsmittels) und dem Lösungsmittelaktivierkleben (Klebstofffilm wird durch organisches Lösungsmittel klebfähig gemacht).



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