Blechbearbeitung und Walzverfahren

Okay, hier sind detaillierte Lernzettel, die auf dem bereitgestellten Text basieren:

Blechbearbeitungsprozesskette

• Die Karosseriefertigung beginnt im Walzwerk, wo Brammen gewalzt und zu Coils geformt werden.
• Im Presswerk erfolgt das Tiefziehen und Schneiden der Coils sowie verschiedene Nachformoperationen.
• Die Rohbaukarosserie entsteht durch das Fügen der geformten Blechteile.

Walzverfahren

• Beim Längswalzen wird das Walzgut senkrecht zu den Walzachse ohne Drehung durch den Walzspalt bewegt.
• Es gibt Unterschiede bei den Walzverfahren wie Längswalzen, Querwalzen und Schrägwalzen.

Schneidverfahren

• Scherschneiden ist ein Trennverfahren, das zur Hauptgruppe "Trennen" nach DIN 8580 gehört.
• Beim Trennen wird die Form eines festen Körpers geändert, wobei der Zusammenhalt örtlich aufgehoben wird und die Endform im Ausgangsmaterial enthalten ist.
• Es existieren Verfahrensvarianten wie das Offenschneiden (vollkantig und kreuzend) und Geschlossenschneiden (vollkantig und kreuzend).

Widerstandsschweißen

• Zweiseitiges Punktschweißen ist eine Form des Widerstandsschweißens.
• Dabei wird Elektrodenkraft, Stoffwiderstände und ein Transformator eingesetzt.

Tiefschweißen

• Das Grundprinzip des Tiefschweißens findet hauptsächlich Anwendung in der Präzisionsteil- und Karosseriebau.
• Es wird vor allem bei Stählen und Leichtmetallen eingesetzt.
• Der Prozess nutzt einen Laserstrahl unter Schutzgasatmosphäre, wodurch Metalldampf/Plasma entsteht und eine Schweißnaht gebildet wird.

Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)

• Beim WIG-Schweißen wird unter Kühlwasserzufuhr und Schutzgas ein Zusatzwerkstoff und eine Wolfram-Elektrode verwendet.
• Das Verfahren erzeugt mit dem Wolfram eine Schmelzbad unter Argon-Schutzgas, um Schweißgut und Fügepartner zu verbinden.

Zusammenfassung Schweißen und Schneiden

• Scherschneiden ist ein Trennverfahren, bei dem ein Werkstoff durch zwei sich vorbeibewegende Schneiden getrennt wird (DIN 8580).
• Wesentliche Phasen beim Scherschneiden sind die elastische und plastische Verformung, Rissbildung und das Durchreißen.
• Zum stoffschlüssigen Verbinden von Halbzeugen gibt es diverse Schweißprozesse, deren Wahl von Werkstoff, Fertigung und Konstruktion abhängt.
• Im Karosseriebau sind Widerstands- und Laserschweißen wichtige Technologien.

Zusammensetzung von Beschichtungsstoffen

• Beschichtungsstoffen können in flüssiger (Klarlack, Buntlack) und fester Form (Pulver-Klarlack, Pulver-Buntlack) vorkommen.
• Flüssige Lacke enthalten Bindemittel, Filmbildner (Harze wie Acryl oder Epoxid), Hilfsstoffe (flüchtig und unflüchtig) und Lösemittel.
• Feste Lacke bestehen aus Polymeren, Pigmenten und Additiven.

Standardlackaufbau einer Karosserie

• Eine Standardlackschicht besteht aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Funktionen: Klarlack (Glanz, Kratzschutz), Basislack (Farbgebung), Füller (Steinschlagschutz), Grundierung (Rostschutz, Haftung) und Karosserieblech.
• Die Zink-Phosphatierung dient als Haftgrundierung auf dem Karosserieblech.

Bildung einer Lackschicht beim Spritzlackieren

• Durch den Prozess der Applikation, Verdunstung des Lösemittels und Trocknung wird eine Lackschicht gebildet.
• Lösemittel senken die Lackviskosität für eine bessere Verarbeitung und steuern die Aushärtung.

Verfahrensschritte bei der Karosserielackierung

• Der Lackiervorgang bei Porsche dauert 6-10h von Reinigung bis Oberflächenabnahme, der KTL-Prozess dauert 50min bei 175°C.

Hochrotationsglocke

• Die Glocke rotiert mit bis zu 80.000 U/min.

Elektrostatische Applikation

• Die Applikation nutzt ein elektrostatisches Verfahren, bei dem die Tröpfchen durch elektrische Felder zum Werkstück transportiert werden.

Pulverbeschichtung

• Die Pulverpartikel werden elektrostatisch aufgeladen und auf das geerdete Werkstück gesprüht.

Vor- und Nachteile der Pulverbeschichtung gegenüber Flüssiglack

• Vorteile: Lösemittelfrei, recyclingfähig, nicht toxisch, kurze Trocknungszeiten
• Nachteile: Keine niedrigen Schichtdicken, weniger Glanz, höhere Einbrenntemperaturen, aufwendigere Dosiertechnik, weniger Farbauswahl

Gliederung der Vorlesung

• Die Vorlesung behandelt die Prozesskette der Blechbearbeitung, Beschichtung, Nockenwelle, Schrauben und Schmiedeteile, Gussteile, Kunststoffe, Technische Keramiken, Leichtbau, Werkzeug- und Formenbau, Automation und Robotik, Elektronikproduktion sowie Nachhaltige Produktion und Kreislaufstrategien.

Eigenschaften metallischer Werkstoffe

• Thermische Eigenschaften: Wärmeleitung und Wärmeausdehnung (abhängig von der Amplitude der Atomschwingung).
• Elektrische Eigenschaften: Elektrische Leitfähigkeit (Leitfähigkeit Bindungselektronen), elektrischer Widerstand (Bewegungswiderstand der Leitungselektronen), Magnetismus (Bewegung elektrischer Ladungen der Atome).
• Chemische Eigenschaften: Korrosion (instabile metallische Bindungen).
• Optische Eigenschaften: Reflexion (Wechselwirkungen Außenelektronen mit Photonen).

Thermische Wärmebehandlungsverfahren

• Durch Härten kann die mechanische Widerstandsfähigkeit von Stahl erhöht werden.
• Härteverfahren sind Durchhärten, Oberflächenhärten und Einsatzhärten.
• Es gibt unterschiedliche Arten des Härterns wie gebrochenes Härten, Warmbadhärten, Zwischenstufenhärten, Patentieren und Austenitformhärten.

Temperaturbereiche verschiedener Glühverfahren

• Die gewünschten Werkstoffeigenschaften sind abhängig vom Glühverfahren.
• Verschiedene Glühverfahren sind Diffusionsglühen (Beseitigung Seigerungszonen), Grobkornglühen (Verbesserung Zerspanbarkeit weicher Stähle), Normalglühen (Beseitigung Grobkornbildung), Weichglühen (Verbesserung Bearbeitbarkeit C-Stählen), Spannungsarmglühen (Abbau innerer Spannungen), Rekristallisationsglühen (Glühen ohne Phasenänderung).

Gittertypen metallischer Werkstoffe

• Die häufigsten Gittertypen bei Metallen sind KFZ (kubisch flächenzentriert), KRZ (kubisch raumzentriert) und HDP (hexagonal dichteste Packung).
• Kubisch raumzentriert: 2 Gitteratome, 6 Gleitebenen, 2 Gleitrichtungen, 12 Gleitsysteme (α-Eisen, β-Titan, Chrom, Molybdän, Vanadium, Wolfram, Niob, Tantal).
• Kubisch flächenzentriert: 4 Gitteratome, 4 Gleitebenen, 3 Gleitrichtungen, 12 Gleitsysteme (γ-Eisen, Aluminium, Kupfer, Nickel, Silber, Gold, Platin, Blei, β-Kobalt).
• Hexagonal dichteste Packung: 6 Gitteratome, 1 Gleitebene, 3 Gleitrichtungen, 3 Gleitsysteme (α-Titan, Magnesium, Zink, α-Kobalt).

Eigenschaften von Stahl (1% C)

• Darstellung des qualitativen Einflusses auf Dehnung, Festigkeit, Härte und Korngröße in Abhängigkeit von der Temperatur.

Fertigungsverfahren Drehen

• Mögliche Prozessschritte beim Drehen: Querplandrehen, Querabstechen, Längs-Plandrehen, Gewindedrehen, Längs-Runddrehen, Längsprofilieren, Gewindewirbeln, Gewindeschneiden, Quer-Unrunddrehen, Quer-Profildrehen, Quer-Runddrehen, Wälzdrehen.

Spanarten beim Drehen

• Verschiedene Spanarten sind Bandspäne, Wirrspäne, Flachwendelspäne, Schrägwendelspäne, Lange zylindrische Wendelspäne, Kurze Zylindrische Wendelspäne, Spiralspäne und Spanlocken.

Geometrie am Schneidkeil eines Drehwerkzeuges

• Wichtige Winkel sind Freiwinkel (α), Spanwinkel (γ), Eckenwinkel (ε), Keilwinkel (β) und Eilwinkel (κ), die sich auf den Schneidekeil des Drehmeißels beziehen.

Kräfte und Geschwindigkeitsvektoren beim Drehen

• Es gibt eine Schnittgeschwindigkeit (vc), Vorschubgeschwindigkeit (vf) und Wirkgeschwindigkeit (ve) beim Drehen.
• Die resultierenden Prozesskräfte sind Schnittkraft(Fc), Vorschubkraft(Ff), Aktivkraft (Fa) und Passivkraft (Fp).

Werkzeugverschleißformen

• Werkzeugverschleißformen sind Preßschweißungen, Kolkverschleiß, Zunderung, Freiflächenverschleiß und Kammrisse.

Schneidstoffe für die Zerspanung

• Verschleißfestigkeit, Warmfestigkeit(Schnittgeschwindigkeit) und Zähigkeit und Biegefestigkeit (Vorschub) sind wichtige Größen in der Zerspanung.

Prozesskette zur Herstellung von Schmiedeteilen

• Die Prozesskette umfasst Erwärmen (750-1250 °C), Vorformen, Fertigschmieden (endgültige Formgebung), Abgraten und Lochen sowie kontrolliertes Abkühlen.
• Je nach Notwendigkeit folgen eine Wärmebehandlung und spanende Bearbeitung.

Hauptverfahren der Schmiedetechnik

• Zu den Hauptverfahren zählen Gesenkschmieden und Stauchen.
• Beim Gesenkschmieden presst ein Ober- und Untergesenk ein Werkstück in die gewünschte Form.
• Beim Stauchen wird das Werkstück durch Klemmbacken und einen Stauchstempel verformt.

Gesenkformen mit Grat

• Beim Gesenkschmieden mit Grat wird das Material durch Ober- und Untergesenk in die gewünschte Endform gebracht.

Überwachung von Schmiedewerkzeugen

• Condition Monitoring: Manuelle oder automatische Messung der Merkmale und Parameter des Ist-Zustands einer Einheit in bestimmten Zeitabständen.
• Predictive Maintenance: Instandhaltung basierend auf Vorhersagen, Analyse bekannter Eigenschaften und Bestimmung wichtiger Parameter.

Beispiele für geschmiedete Werkstücke

• Geschmiedete Bauteile zeichnen sich durch hohe Festigkeit und geringe Rissneigung aus.
• Einsatzgebiete sind sicherheitsrelevante Bauteile im Automobil-, Bau- und Eisenbahnbau (Querlenker, Nockenwellen, Zahnstangen).

Produkt Schraube

• Die Sechskantschraube mit Schaft nach ISO 4014 hat ein metrisches Gewinde (z.B. M10) und eine definierte Zugfestigkeit.

Zusammenfassung Fertigung Block II/II

• Honen ermöglicht präzise Passungen mit hoher Oberflächenqualität. Die Normung ist Voraussetzung für Massenproduktion. Toleranzen definieren die erlaubten Abmaße. Stichproben können sehr genau im Messraum vermessen werden. Die Inline Messung ist schneller und preiswerter aber ungenauer als die im Messraum. Mensch, Messobjekt, Methode, Umwelt, die Methode und das Messmittel können das Messergebnis beeinflussen. Mittels Fähigkeitskennzahlen können Fertigungsprozesse und Messmittel bewertet werden.

Inlineüberwachung

• Kriterien sind, ob sehr genaue Messungen, hohe Messgeschwindigkeit oder 100% nötig sind.

Gusswerkstoffe

• Gusswerkstoffe werden in Eisengusswerkstoffe (Stahlguss, Gusseisenwerkstoffe) und Nichteisenmetallgusswerkstoffe (Leichtmetalllegierungen, Schwermetalllegierungen) unterteilt.

Verfahren des Urformens aus flüssigem Zustand

• Gießen mit verlorener Form: Feingießen (Modellausschmelzverfahren).
• Druckguss: Warmkammer-Druckgießen (Gießkammer mit beheiztem Metallbad, vertikale Anordnung, für Metalle mit niedrigen Schmelzpunkten.)
• Wichtige Konstruktionsrichtlinien für Gussteile sind Materialanhäufung vermeiden, Spannungsübertragung verbessern usw..

Bearbeitung durch Fräsen

• Fräsen (DIN 8589) ist ein Spanen mit kreisförmigem, mehrzahnigem Werkzeug und Vorschubbewegung.
• Fräsverfahren: Planfräsen, Rundfräsen, Schraubfräsen, Wälzfräsen, Profilfräsen, Formfräsen.

Galvanisieren

• Beschichten aus dem ionisierten Zustand (DIN 8580).
• Wichtige Parameter sind elektrochemische Parameter, Elektrolytzusammensetzung, Reaktionen, Stromfluss, elektisches Feld, Elektrolytbewegung, Badgeometrie, Bauteilhalterung.

Galvanisieranlage

• Die Galvanisieranlage besteht aus Vorbehandlung, Beschichtung, Nachhandlung und Trocknung.

Thermisches Spritzen

• Lichtbogenspritzen mit Zerstäubergas, Spritzdraht und Lichtbogen.

Kunststoffunterteilungen

• Thermoplaste: Lineare Makromoleküle, werden durch Wärme verflüssigt oder erweicht.
• Duromere: Stark verzweigte Makromoleküle.
• Elastomere: Leicht verzweigte Makromoleküle.

Spritzguss

• Heizbänder, Düse,Platten, Schnecke, sind Baugruppen einer Spritzgussmaschine.
• In der Universalschnecke wir die Formmasse geformt.

Digitalisierung in der Kunststoffindustrie

• Industrial Internet of Things (IIoT)Vernetzung durch Sensoren, Echtzeit, Effizient.

Kunststoffschäumen

• Physikalisches Schäumen: Fluide werden zugegeben.
• Chemisches Schäumen: Zugabe von Substanzen, die sich bei Erwärmung zersetzen Dabei Treibgase absondern.

Extrusion

• Prinzipien:Folien-, Rohrextrusion, Profilextrusion.
• Einsatzbereiche: Verpackung, Auto-, Bauindustrie.

Schweißen von Kunststoffen

• Schweißen von Kunststoffen:Ultraschall-, Reib-, Rotationsreib-, Heizstrahler-, Lichtstrahl-, Warmgasschweißen.

Grundlagen der Keramik

• Silikatkeramik: Isolatoren.
• Oxidkeramik: Hochtemperaturwerkstoffe, Implantate
• Nictoxidkeramik: Heizleiter
• Fertigungsablauf: Rohstoffaufbereitung, Formgebung, Weichbearbeitung, Hartbearbeitung.

Formgebung Kermamik

• Extrudieren, Gießen und Foliengießen.
• Schlickergießen durch Zusätze.

Grünbearbeitung

• Rohformen werden bearbeitet.

Thermische Prozesse

• Sinterstadien, porosität wird abgenommen.

Zusammenfassung Keramik

• Bearbeitung der Urformen durch Grünbearbeitung.
• Teilebearbeitung durch Weichbearbeitung.
• Beim Sintern kommt es zur Verfestigung Der keramische Produkt erzielt typisches Gefüge und Eigenschaften.

Gründe für Leichtbau

• Begrenzter Leichtbau, die Kosten sind der Schlüssel.
• Mehrkosten sind begrenzt.
• Konzepte sind Konstruktion, Fertigung und Werkstoffe.

Leichtbau Eigenschaften

• Hohe Steifigkeit, Festigkeit Medenbeständigkeit.
• Anistropie, Werkstoffe sind auf Bauteil abgestimmt.

Faserverbindung

• Kosten sind zu hoch um FVK flächendeckend einzusetzen.

Nachhaltigkeitziel beim CFK Einsatz

• Wiederverwendung durch Pyrolyse.

Werkzeug- und Formerbau

• Werkzeugkosten betragen nur die Hälfte der Gesamtkosten.

Additive Fertigung

• 3D-Druck ist gelaufig und synonym.
• Additive Fertigung wird häufiger als 3D Druck bezeichnet
• Es handelt sich hierbei um ein additives Verfahren.

Additive Fertigungstechnologie

• AM ist ein AdditivesVerfahren und AM ist digital, was ein manuellen Eingreifen benötigt.

Überblick Anwendungen

• Für Betriebsmittel und Ersatzteile mit geringen Konzentrationen können die AM Verfahren angewendet werden.

AM Prozessprinzipien

• Elekronenstrahl in Metallische Werkstoffe für Flugzeugbau.
• Phototopolymere in Flüssige Werkstoffe.

Additive Fertigungstechnologie

• Die Wirtschaftlichkeit richtet sich nach Losgröße und Baugruppe.

AM Prozessprinzipien für Polymere

• Für eine hohe Detailgenauigkeit ist ein genaues Verfahren nötig.

Maschinensteuerungsebene

• Die Maschine muss so steuerbar damit diese sich auf den 3 Achsen gleichzeitig bewegen kann-

EffektenGreifer

• Die Greifer sind dasjenige Subsystem eines Industrieroboters
• Eine begrenzte Anzahl geometrischer Werkstücke für den bestimmten Zeitraum.

Automatisierte Logistik

• Mittels FTF- Mobiler - Navigation.

Automatisierte Schweißprozesse

• Robotzerschweißzellen im Kerngerüst mit punktdrehverfahren.

Automatisierung- Automobil

• Die Automobil- Montage ist schwer zu automatisieren.

IntegrierteSchaltkreise

• Prozesse:Waferherstellung,Vereinzelung,Kapselung.

Schaltungsherstellung im Reinraum

• Fotolithografie
• Es wird be- und entlichtet.

Halbleiter Herstellung

• Hohe Präzision ist erforderlich.

Eigenschaften Metall

• Grosse Steifigkeit.

Thermische Wärmebehandlungsverfahren

• Einsatzhärtung.

###Glühverfahren

• Dient den Werkstoffen.

Gitterttypen

• Kristallsysteme dienen der Gitterunterscheidung.

Eigenschaften Stahl

• Qualitativer Verlauf durch Härtung.

Gussbauteile

• Geordnete Prozeskette zur Herstellung.

Werkzeugmesserschleifen

• Definition Winkel an einem Drehwerkzeug.

Zusammenfassung

• Hohe Qualität Die Produktionsanlagen können mit Hilfe von Wasserauszug gesteuert werden.

Fabrikorganisation

• Das Fabrikmanagement bestimmt die Leistungsrechnung,Innovation und die Supply Chain. ####Unternehmen und Rechtsformen
• Haushalte vs. Betriebe

Unternehmen und Wertschöpfung

• Modell der betrieblichen Wertschöpfungsprozesse.

Unternehmunsg Aufgaben und Zweck

• gesellschaftlicher und unternehmerischer Zweck.

Unternehmen als Stakeholder System

• Es ist Wichtig wettberwerbsfähigkeit zu haben.

####Transaktionale- Transformationsführun

• Es wird zwischen den zwei Führungen unterschieden.

Wertstromdesign

• Dient der Materialflussoptimierung.

Vorgehensweise

• Projecktstart als real Konzept.

Gestaltung der Fabrik

• Hierachirsch.

Planungsebenen

• Planungseben werden von Groben zum Feinen erstellt.

Verkehr

• Automatisierte Führung für ein besseres Management.

M-Logistik

• Logistik und Auswertung von Produktionsoptimierung.

Bullwhip-Effekt Gegenmaßnahmen

• Bestandsregelungen tragen vermindert zum Effekt bei.

SCM (Supply Chain Management)

• Das Lieferanten Verhältnis wird hier gesteuert.

####SCM (Definition)

• Plan und steuert die betroffenen Material.
• Informations und Werteflüsse.

Ziele der SCM

• Geringen kosten und besser Versorgung.

Produktionsplanung

• Kunden erwarteten Lieferzusagen und Kapazitäten werden festgelegt.

Zielsysteme

• H-P Zielsystem: Außensicht, Innensicht (Logistikkosten und Logistikleistung).

####Bevorratungsstrategien

• Strategiere in jedem Unternehmen

IT-Landschaften

• ERP und SCM Systeme.

Einführung

• Der begriff Lean wurde von der Industrie geprägt.

Arbeitslosen Quote

• Verschendung wenn die Produktmehrwertsteiergunng nicht da ist.

TPP

• Prozesse für die TPP werden weiter optimiert.

Wertstromdesign

• Wertesrom Design.

Ziele der Effizienzsteigerung

• Die Effizienz gesteigert und ein Fehler Kosten sind reduziert.

One-pieced Flow

• Reduzierung von Rüstzeiten.

synchrone Produktion

• Synchrone Produktion orientiert sich an v-ier prinzipen.

Arbeitssicherheit

• Arbeitsicherheit und Arbeitstandards.

Das Kanban Prinzip

• Ressource zuordnen.

Wertschöpfenden Fluss

• Ablabge verbessern.

Verschwendung

• Die 7 Arten der Verschwendung sollten vermieden werden.

Autonitome Instandhaltung

• Wartezeiten verringern.