Oberflächenrauheit und Fertigungstechniken

Spanende Fertigungstechnologie I - Vorlesung 1

• Der Fertigungsprozess wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter Mensch, Umweltfaktoren, Steuerung/Regelung, Messtechnik/Sensorik und Betriebsmittel.
• Werkstück, Werkzeug, Maschine und Fertigungsverfahren spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.

Vorlesungszeitraum und -termin

• Der Vorlesungszeitraum umfasst den Zeitraum vom 18.10.2024 bis zum 31.01.2025.
• Die Vorlesungen finden freitags von 8:30 bis 10:00 Uhr im Hörsaal HGI HS6 (Campus Süd) statt.

Informationen und Materialien

• Vorlesungsunterlagen, Übungstermine und Klausurnoten werden über den Moodle-Raum bereitgestellt.
• Die Zugangsdaten für Moodle finden sich unter www.isf.de -> Lehre -> Spanende Fertigungstechnologie I oder über https://moodle.tu-dortmund.de/.
• Der Arbeitsraum für die Vorlesung Spanende Fertigungstechnologie 1 ist ebenfalls angegeben.
• Der Zugangsschlüssel lautet ISF_SFT1_WS2425.
• Aufzeichnungen sind nicht gestattet.

Vorlesung - Betreuung

• Der Dozent für die Vorlesung ist Jan Peters (Telefonnummer und Email-Adresse werden genannt).
• Der Dozent für die Betreuung ist Lukas Vogel (Telefonnummer und Email-Adresse werden genannt).

Übung und Klausur

• Die begleitende Übung findet donnerstags von 8:30 bis 10:00 Uhr im Hörsaal HGII HS 5 (Campus Nord) und online im Moodle-System statt.
• Der erste Übungstermin ist der 24.10.2024.
• Die Modalitäten der Übung werden in der ersten Übung bekannt gegeben.
• Die Klausur dauert 90 Minuten (Einzelklausur).
• Der voraussichtliche Klausurtermin ist der 10.02.2025.

Bruttowertschöpfung nach Wirtschaftsbereichen 2023

• Eine Grafik zeigt die Bruttowertschöpfung nach verschiedenen Wirtschaftsbereichen im Jahr 2023.
• Die einzelnen Sektoren und ihre jeweiligen Prozentanteile sind in der Grafik dargestellt.

Werkzeugmaschinenmarkt

• Die Grafiken illustrieren die Kapazitätsauslastung und Beschäftigung der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie.
• Die Werkzeugmaschinen-Produktion in Deutschland wird ebenfalls grafisch dargestellt.

Produktion spanender und umformender Werkzeugmaschinen in Deutschland

• Die Produktion von spanenden und umformenden Werkzeugmaschinen in Deutschland wird in einer Grafik übersichtlich dargestellt.
• Es wird die Entwicklung der wichtigsten 10 Absatzmärkte in Charts dargestellt.

Was ist Produktionstechnik?

• Produktionstechnik ist der Prozes des Schaffens von nutzbaren Gütern aus Rohstoffen.
• Dazu gehört die Herstellung, Entwicklung, Konstruktion, und Vertrieb von Produkten.

Was ist technologische Wettbewerbsfähigkeit?

• Technologische Wettbewerbsfähigkeit ist die Fähigkeit, technologische Innovationen zu entwickeln und diese in wirtschaftliche Vorteile umzusetzen.
• Dazu gehören Produkt- und Prozessinnovationen.
• Indikatoren für aufwand- und ausbringungsorientierte, sowie marktspezifische technologische Wettbewerbsfähigkeit sind genannt.

Produkteigenschaften in der Fertigungstechnik

• Produkteigenschaften wie Anmutung, Funktionalität, Preis, Herstellungskosten und Marktverfügbarkeit spielen eine Rolle.
• Diese Eigenschaften werden von Konstrukteuren, Marketing und Verfahren, Betriebsmittel und Organisation der Fertigungstechnik beeinflusst.

Was ist Fertigungstechnik?

• Fertigungstechnik befasst sich mit der Herstellung von Werkstücken aus Rohmaterialien unter Einhaltung bestimmter Toleranzen.
• Verschiedene Fertigungsverfahren (z.B. Urformen, Umformen, Trennen, Fügen) werden erläutert.

Was ist Spanende Fertigung?

• Spanende Fertigungsverfahren (z.B. Bohren, Drehen, Fräsen, Honen, Schleifen, Feilen und Sägen) sind aufgeführt.

Fertigungsverfahren Drehen

• Drehen ist ein Spanverfahren, bei dem meist eine kreisförmige Schnittbewegung mit beliebiger Vorschubbewegung quer zur Schnittrichtung stattfindet.
• Die Drehachse bleibt dabei konstant und ist am Werkstück befestigt.

Fertigungsverfahren Bohren

• Bohren ist ein Spanverfahren, bei dem eine kreisförmige Schnittbewegung mit einer identischen Drehachse zur zu produzierenden Innenfläche durchgeführt wird.
• Der Vorschub bewegt sich in Richtung dieser Achse.

Einflussfaktoren des Fertigungsprozesses

• Diverse Faktoren, wie Mensch, Umweltfaktoren, Steuerung, Regelung, Messtechnik und Betriebsmittel haben einen Einfluss auf den Fertigungsprozess.

Umsatz von Stoff, Energie und Information nach Menge (M), Qualität (Q) und Kosten (K) in einem Fertigungsprozess

• Die Werkzeugmaschine transformiert Stoff, Energie und Information in einer Fertigung nach Menge, Qualität und Kosten.

Der Fertigungsprozess in BUS-Darstellung

• Ein Flussdiagramm zeigt die Einflussfaktoren auf den Fertigungsprozess.
• Prozessparameter, Werkstoffe, Zustand, und Ergebnis sind genannt und illustriert.

Frässimulationssystem NCChip

• Das Simulationssystem NCChip ermöglicht die Modellierung und Simulation von Fräsverfahren.
• Das Diagramm zeigt die verschiedenen Schritte der Simulation.

Simulation der NC-Fräsbearbeitung

• Verschiedene Schritte und Visualisierung der Simulation sind dargestellt.
• Simulationsergebnisse und die relevanten Parameter sind aufgeführt.

Hochleistungszerspanung von Integralbauteilen

• Beschreibung des Prozesses zur Hochleistungszerspanung eines Titan-Türrahmens, mit den jeweiligen Prozess-Schritten.
• Ein Diagramm zeigt den Ablauf des Prozesses mit Rohteil- und Fertigteilgewicht.

Simulationsgestützte Prozessanalyse

• Die Analyse eines Impeller-Bearbeitungsprozesses mit geometrisch-physikalischer Prozesssimulation ist dargelegt.

Digital Twins for Cutting Processes

• Ein Diagramm visualisiert die Entwicklung und die Implementierung von Digital Twins in Fertigungsprozessen.
• Die Grafik unterstreicht die Vernetzung und Automatisierung in der Fertigung.

The Core Aspects of Digital Twins for Cutting Processes

• Wichtige Aspekte von digitalen Zwillingen in Zerspanungsprozessen, wie Objekt-zentrierte Sicht, Verbindung von Daten und Modellen, sowie Unsicherheiten und Anwendungsfälle.

Digital Twins for Cutting Processes: What is already possible?

• Es werden Beispiele für die in der Praxis bereits realisierte Datenerfassung mittels digitaler Zwillinge in Zerspanungsprozessen gezeigt.
• Beispiele beinhalten Maschinendaten, Prozessdaten und Produktdaten.

Einbindung eines Einzelprozesses in den Fertigungsfluss

• Ein Flussdiagramm zeigt die Einbindung eines einzelnen Fertigungsprozesses in den Gesamtfluss.
• Eingangs- und Ausgangsbedingungen sind dargestellt.

Geometrische Fertigungsfehler und deren Definition

• Definitionen und Beispiele von geometrischen Fertigungsfehlern wie Formfehlern, Maßfehlern, Lagefehlern und Rauheit werden erklärt und visualisiert.

ISO-Passsystem-Einheitsbohrung

• Ein Diagramm visualisiert den Standard ISO-Passsystem für Einheitsbohrungen.
• Die relevanten Abmessungen und Toleranzen werden dargestellt.

Gestaltabweichungen

• Beschreibung und Beispiele von Gestaltabweichungen und ihre Ursachen.

Formmessgerät Jenoptik Hommel Etamic F455

• Beschreibung des Formmessgeräts Jenoptik Hommel Etamic F455 mit seinen technischen Spezifikationen.

Rundheit bei instabilem und stabilem Prozess

• Diagramme zeigen die Rundheitsmessung bei instabilen und stabilen Fertigungsprozessen.
• Die Auswirkung von Prozessstabilität auf das Ergebnis wird anhand von Messwerten dargestellt.

Analyse der Oberflächenfeingestalt – Taktile Messung

• Beschreibung der taktilen Messung der Oberflächenfeingestalt und der relevanten Messverfahren.

Gegenüberstellung der Oberflächengestalt unter-schiedlich bearbeiteter Werkstücke

• Vergleich verschiedener Bearbeitungsverfahren anhand von Profilkurven und Topographie.
• Unterschiede in den Oberflächenstrukturen und Rauheiten verschiedener Bearbeitungsprozesse sind visualisiert.

Bewertung funktioneller Oberflächen

• Bewertung von funktionellen Oberflächeneigenschaften anhand von quantitativen Kennwerten.
• Visualisierung mittels Profilkurven, 3D-Oberflächen und Materialanteilen.

Randzoneneigenschaften

• Beschreibung der Randzoneneigenschaften einer bearbeiteten Oberfläche (z.B. Risse, Härte, Textur) unter verschiedenen Wärmebehandlungszuständen.
• Eine Mikrograph zeigt die Merkmale der Randzone in einem bestimmten Wärmebehandlungszustand.

Fragestellungen zur Vorlesung 1

• Liste der offenen Fragen, die im Kurs noch geklärt oder besprochen werden sollen.