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FKPF > 05 Funktionsgerechte Prozessauswahl (Grobplanung) > Flashcards

05 Funktionsgerechte Prozessauswahl (Grobplanung) Flashcards

1
Q

Chancen durch eine gezielte Einstellung von Produkteigenschaften durch Fertigungstechnologien - Potenziale neuer/verbesserter Produkte und Kopierschutz (3)

A

o Erhöhung der Sicherheit technischer Systeme
o Erhöhter Kundennutzen (Alleinstellungsmerkmal)
o Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit

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2
Q

Chancen durch eine gezielte Einstellung von Produkteigenschaften durch Fertigungstechnologien - Potenziale von Energie- und Ressourceneffizienz in Produkt und Prozess (4)

A

o Erhöhung der Bauteilleistungsdichte / Materialreduktion
o Steigerung der Bauteillebensdauer
o Steigerung der Funktionsvielfalt der Bauteile
o Energie- und Ressourcenschonung durch intelligente Prozesse und Prozessketten

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3
Q

Funktionalität - Definition

A

Fähigkeit eines Bauteils zur sicheren Erfüllung der vorgesehenen Funktionen über einen definierten Zeitraum unter gegebenen Randbedingungen

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4
Q

Technologie - 3 Arten

A

Produkttechnologie
Technische Realisierung von Produktfunktionen

Materialtechnologie
Technische Eigenschaften von Materialien

Produktionstechnologie
Technische Realisierung von Prozessfunktionen

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5
Q

Technologieplanung

A

Strategische Technologieplanung
Potenziale schaffen, um Produkt- und Prozessinnovationen zu ermöglichen

Operative Technologieplanung
Technologien für konkrete Produktionsaufgabe festlegen

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6
Q

Technologieplanung - Planungshorizonte

A

Langfristiger Planungshorizont
Effektivität
- Vorgabe von Zielkosten, Materialarten, groben Dimensionen und Toleranzen des Produkts
- Am Markt verfügbare Technologien

Kurzfristiger Planungshorizont
Effizienz
- Detaillierte Kostenstruktur
- Definiertes Material und festgelegte Produktgeometrien
- Für das Unternehmen verfügbare Technologien

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7
Q

Phasen der Technologieplanung im Produktlebenszyklus (7)
(Phasen der operativen Technologieplanung fett)

A
  • Produktplanung
  • Entwicklung, Konstruktion
  • Arbeitsvorbereitung
  • Produktherstellung
  • Vertrieb Beratung, Verkauf
  • Gebrauch, Instandsetzung
  • Entsorgung, Recycling
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8
Q

Integrierte Technologieplanung - Produktanforderungen (4)

A
  1. Geometrie
  2. Werkstoff und Werkstoffeigenschaften
  3. Maß- und Formtoleranzen
  4. Oberflächenqualität
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9
Q

Technologieplanung - Grobplanung (3)

A
  1. Analyse der Produktfunktionalitäten und Bestimmung des Produktanforderungsprofils
  2. Funktionsgerechte Auswahl von Fertigungstechnologien
  3. Verkettung der einzelnen Fertigungstechnologien zu einer Technologiekette
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10
Q

Produktfunktionalitäten - Bauteilfunktionalitäten (6)

A

Mechanische Funktionalitäten
Leistungsfähigkeit bei mechanischer Beanspruchung

Thermische Funktionalitäten Warmfestigkeit oder Temperaturleitfähigkeit

Optische Funktionalitäten Reflexionseigenschaften, äußeres Erscheinungsbild

Biobasierte Funktionalitäten Funktionalitäten durch biobasierte Bausteine

Tribologische Funktionalitäten Interaktion der Oberfläche mit anderen Medien

Strömungstechnische Funktionalitäten Beeinflussung des Strömungsverhaltens

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11
Q

Tribologie

A

 Wissenschaft und Technik von aufeinander wirkenden Oberflächen in Relativbewegung
 Umfasst das Gesamtgebiet von Reibung und Verschleiß

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12
Q

Haptische Funktionalitäten

A

Oberfläche
 Kaufkriterium Nr. 1
 Symbiose aus Design und Funktionaliät

Trends
 Komplexe synthetische & natürliche Strukturen
 Hohe Ausbildungstreue
 Partiell angepasstes Design

Branchen
 Automobilbau
 Telekommunikation
 Konsumgüterindustrie
 Medizinische Hilfsmittel

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13
Q

Funktionsgerechte Auswahl von Fertigungsverfahren - Informationsquellen für die Technologiesuche (4)

A

o Normen
o Universitäten/Forschungsinstitute
o Industriepartner und Technologieanbieter
o Publikationen/Fachliteratur

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14
Q

Methodische Generierung von Technologieketten - Planung von Technologieketten

A

o Unternehmensneutrale Wertschöpfungsbetrachtung
o Produktionsmittelunabhängige Technologieanalyse

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15
Q

Methodische Generierung von Technologieketten - Planung von Fertigungsfolgen

A

o Berücksichtigung von unternehmensspezifischen Randbedingungen
o Betrachtung von konkreten Maschinen, Werkzeugen etc.

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16
Q

Aufbau einer konventionellen Technologiekette (4)

A

o Ausschließliche Betrachtung der wertschöpfenden Fertigungsschritte
o Grundsätzliche Eignung von Fertigungstechnologien
o Schwerpunkt auf Technologie und Produktfunktionalität
o Ohne Maschinen- und Unternehmensbindung

17
Q

Fertigungshistorie

A

o Der Fertigungsfortschritt erfolgt in einer Fertigungskette bzw. Technologiekette oder Fertigungsfolge
o Jeder Fertigungsschritt hinterlässt am Bauteil (Geometrie, Oberfläche, Randzone) charakteristische Veränderungen.

-> Es entsteht eine Fertigungshistorie

18
Q

Verkettung von Fertigungstechnologien

A

o Zur Ermittlung einer geeigneten Technologiekette müssen die Relationen zwischen den Technologien systematisch ermittelt werden.
o Hierzu werden die Technologien mit Hilfe einer Matrix durch Vorgänger- bzw. Nachfolgerrelationen verknüpft.
o Es ergeben sich Sequenzbeziehungen, die eine Generierung produktionstechnisch sinnvoller Technologieketten ermöglicht.

19
Q

Inkubator Technologiekette - Fokus

A

Vollständige datenbasierte Bewertung und Optimierung der Zielgrößen Wirtschaftlichkeit, ökologische Nachhaltigkeit und Qualität entlang einer Fertigungsprozesskette

20
Q

Inkubator Technologiekette - Entwicklung in übergeordneten Themenfeldern

A
  • Datengetriebene Optimierung
  • Ökologische Nachhaltigkeit
  • Digitaler Zwilling
21
Q

Inkubator Technologiekette - Datengetriebene Optimierung (2)

A

 Entwicklung von Methoden zur Optimierung von Prozessfolgen durch Nutzung von Fertigungsdaten
 Umgang mit umfangreichen, heterogenen Datensätzen

22
Q

Inkubator Technologiekette - Ökologische Nachhaltigkeit (3)

A

 Ökologische Fertigungsbewertung
 LCA-Prognosemodelle
 Verknüpfung mit weiteren Themen der Nachhaltigkeit, bspw. Circular Economy

23
Q

Digitaler Zwilling (4)

A

 Entwlickung einer bzw. Anbindung an eine digital Infrastruktur
 Forschungsdatenmanagement
 Konzepte zur digitalen Vernetzung
 Proof of Concept

24
Q

Verkettung von Fertigungstechnologien - Relations-Matrix

A
  • Verknüpft Technologien durch Vorgänger- bzw. Nachfogerrelationen
  • Es ergeben sich Sequenzbeziehungen, die eine
    Generierung produktionstechnisch sinnvoller
    Technologieketten ermöglicht    .
25
Q

Ergebnisse der Grobplanung (2)

A
  • Funktionsgerechte Auswahl alternativer Fertigungstechnologien (produktionsmittelunabhängig, ohne Berücksichtigung der unternehmensspezifischen Randbedingungen)
  • Die ausgewählten Technologien wurden zu alternativen
    Technologieketten     kombiniert.
26
Q

Aktuelle Defizite in der Betrachtung von Prozessketten (3)

A
  • Fehlende Datendurchgängigkeit und Vernetzung, heterogene Daten
  • Datenbasierte ökonomische und ökologische Bewertung von Bauteilen entlang der gesamten Prozesskette
  • Korrelationsanalysen innerhalb der Prozesskette und über den Lebenszyklus
27
Q

Einsatzstahl

A
  • Unlegierte Buastähle, Qualitäts- und Edelstähle sowie legierte Edelstähle
  • Kohlenstoffgehalt überschreitet die 0,2% Grenze nicht wesentlich
  • Fast ausschließlich spanabhebend bearbeitet
  • Verschleißangriff auf das Werkzeug gering
  • Eignen sich für Anwendung mit hoher dynamischer Beanspruchung (harte Oberfläche, zäher Kern)
28
Q

Einsatzhärten - 2 Prozessschritte

A

Austenitisieren und Aufholen
Anreichern der Oberfläche mit Kohlenstoff

Abeschrecken
Martensitisieren

–> Batchprozess (Mehrere Fertigungsschritte hintereinander) –> Verlängerte DLZ

29
Q

Aufkohlen

A

– Heranbringen des Aufkohlungsmittels an die Werkstückoberfläche
– Kohlenstoff wird von der Oberfläche adsorbiert und im Gitter gelöst
– Kohlenstoffatome wandern im Eisen, bevorzugt an Korngrenzen, in das Werkstückinnere

30
Q

Randschichthärten

A

Gefügeumwandelndes Wärmebehandlungsverfahren
Die chemische Zusammensetzung des zu härtenden Werkstoffes wird dabei nicht verändert

31
Q

Randschichthärteverfahren (3)

A
  • Flammhärten
  • Induktionshärten
  • Laserhärten

->Nicht möglich für Einsatzstahl!
-> Möglich für Vergütungsstahl, Wälzlagerstahl

32
Q

Technologiealternativen zur Fertigung der Grundform einer Tellerfeder (5)

A
  • Laserstrahlschneiden
  • Feinschneiden
  • Stanzen
  • Plasmaschneiden
  • Wasserstrahlschneiden
33
Q

Technologiealternativen zur Bearbeitung der Kantenradien

A
  • Drehen
  • Gleitschleifen
  • Schleifen
34
Q

Technologiealternativen für die Biegung

A
  • Kaltumformung
  • Warmumformung
35
Q

Technologiealternativen für die Wärmebehandlung

A
  • Härten & Anlassen (Marterst)
  • Zwischenstufenvergüten (Beint)
36
Q

Technologiealternativen für oberflächennahe Druckeigenspannung (4)

A
  • Festwalzen
  • Wasserstrahlen
  • Kugelstrahlen
  • Laserschockverfestigen
37
Q

Kugelstrahlen

A
  • Durch das Kugelstrahlen werden hohe lokale Druckeigenspannungen in der Bauteilrandzone nahe der Oberfläche erzeugt
  • Oberflächenrauheit ist im Gegensatz zum Festwalzen und Laserschockverfestigen nach dem Kugelstrahlen höher
  • Wesentliche Einflussfaktoren auf die Oberflächenrauheit:
    -> Werkstückhärte
    -> Strahlgutdurchmesser
    -> Strahldruck
38
Q

Laserschockverfestigung

A
  • Durch explosionsartige Verdampfung des Wassers oder durch Umwandlung der Oberfläche in Plasma hoher Temperatur entsteht eine Druckwelle
  • Durch die Druckwelle werden Versetzungswanderungen ausgelöst, die uniaxiale Dehnungen erzeugen
  • Diese Dehnungen erzeugen Druckeigenspannungen und Kaltverfestigung in der Bauteilrandzone
39
Q

Festwalzen

A

Erzeugt hohe und tiefreichende Druckeigenspannungen in der Bauteilrandzone

FKPF (11 decks)

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