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FT > 3.Urformen > Flashcards

3.Urformen Flashcards

1
Q

Einteilung der Fertigungsverfahren entsprechend der DIN 8580
—> siehe Folie 2

A

Ausgiebig in 1.VL

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2
Q

Das Urformen ist nach der Einteilung der Fertigungsverfahren entsprechend der DIN 8580 welche Hauptgruppe?

A

Hauptgruppe 1: Urformen (Formschaffen)

—> Zusammenhalt schaffen

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3
Q

Definition des Urformverfahrens nach DIN 8580: ??

A

Nach DIN 8580 ist Urformen das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch Schaffen des Zusammenhaltes; hierbei treten die Stoffeigenschaften des Werkstückes bestimmbar in Erscheinung.

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4
Q

Nach DIN 8580 ist ?? das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch Schaffen des Zusammenhaltes; hierbei treten die Stoffeigenschaften des Werkstückes bestimmbar in Erscheinung.

A

Urformen

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5
Q

Auswahl der Gusswerkstoffe ergibt sich aus den geforderten Eigenschaften der Fertigteile sowie aus den anwendbaren Gießverfahren

Auswahlkriterien sind: ?? (8)

A
  • Festigkeit
  • Dichte
  • elektrische Leitfähigkeit
  • thermische Leitfähigkeit
  • Zerspanungseigenschaften
  • Korrosionsverhalten
  • Verschweißverhalten
  • Herstellkosten
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6
Q

Bedeutung von Additiven Fertigungsverfahren (AM) wird immer größer.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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7
Q

Klassifizierung der Urformverfahren nach DIN 8580 in folgende Kategorien: ?? (4)

A
  • Urformen aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand
    —> Abschneiden aus der Dampfphase in einer Form
    (—> z.B. Bedampfen mit metallischen Partikeln)
  • Urformen aus dem flüssigen, breiigen oder pastösen Zustand
    —> Gießen
    —> Spritzgießen
  • Urformen aus dem ionisierten Zustand durch elektrolytisches Abschneiden
    —> Galvanoplastik
  • Urformen aus dem festen Zustand
    —> Pressen und Formen
    —> Pulvermetallurgie
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8
Q

Unter welche Kategorien nach der Klassifizierung der Urformverfahren nach DIN 8580 fallen additive Fertigungsverfahren (AM)? (2)

A
  • Urformen aus dem flüssigen, breiigen oder pastösen Zustand
  • Urformen aus dem festen Zustand
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9
Q

Was versteht man unter Urformen durch Additive Fertigungsverfahren (AM) ?

A

Automatisierten Prozess zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Werkstücken aus Inkrementen von Material direkt aus einem 3D-CAD-Datensatz ohne bauteilspezifische Werkzeuge

(Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing aus dem flüssigen oder dem festen Zustand)

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10
Q

Die allgemeine Technologie des Metall-Gießens lässt sich in 4 wesentliche Schritte aufteilen: ??

A
  • Auswahl der Formstoffe
    —> hier wird festgelegt, ob z.B. eine Metallform für Kokillenguss oder z.B. eine Sandform Verwendung findet
  • Auswahl des Formverfahrens
    —> Handformverfahren
    —> Maschinenverfahren
  • Auswahl der Gießform
  • Auswahl des Gießverfahrens
    —> statischer Guss
    —> dynamischer Guss

(Siehe Folie 5(4))

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11
Q

Was erfolgt nach dem Gießen?

A

Das Postprocessing:
—> Ausleeren, Putzen, Prüfen, Wärmebehandlung, Bearbeiten, Endkontrolle
—> Überführung zum Fertigteil

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12
Q

Nenne mind. 3 Vorteile des Metall-Gießens: ??

A

Vorteile:
- ermöglicht komplexe dreidimensionale Innenstrukturen

  • große Werkstoffvielfalt
  • geeignet für Einzelfertigung und Großserien
  • nahezu unbegrenzt anwendbar hinsichtlich Größe und Wanddicke
  • Werkstückeigenschaften unabhängig von Richtungstexturen
  • freie Gestaltungsmöglichkeiten mit funktional optimal ausgelegten Bauteilkonturen
  • Wirtschaftlichkeit ggü. anderen Fertigungsverfahren
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13
Q

Wie lassen sich Gießverfahren allgemein einteilen? (2)

A
  • Formguss
    —> Gießen in verlorenen Formen
    —> Gießen in Dauerformen ohne Modell
  • Halbzeugguss
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14
Q

Verfahrensvarianten des (Metall-)Gießens

Nenne mind. 3 Beispiele für den Halbzeugguss! (6)

A
  • Strangguss
  • Band- und Folienguss
  • Rheoguss
  • Kristallzüchtung
  • Sprühgießen
  • Schmelzverdüsung
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15
Q

Halbzeugguss

Bsp.: Strangguss
—> wird bspw. für die Herstellung von Schienen verwendet

—> hierbei wird flüssiges Metall in eine meist wassergekühlte ?(1)? gegossen
—> es erstarrt an der ?(2)? und kann als ?(3)? Strang kontinuierlich abgezogen werden

A

(1) Kokille
(2) Außenhaut
(3) endloser

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16
Q

Den Formguss können wir unterscheiden in? (2)

A
  • Gießen in verlorenen Formen

- Gießen in Dauerformen ohne Modell

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17
Q

Formguss

Nenne Beispiele für Gießen in verlorenen Formen! (5)

A
  • tongebundener Sand
  • physikalisch gebundener Sand
  • keramische Formen
  • organisch chemisch gebundener Sand
  • anorganisch chemisch gebundener Sand
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18
Q

Formguss

Nenne Beispiele für Gießen in Dauerformen ohne Modell! (4)

A
  • Schwerkraftkokillenguss
  • Niederdruckguss
  • Druckguss
  • Schleuderguss
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19
Q

Formen werden auch als ?? bezeichnet.

A

Kokillen

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20
Q

Einteilung der Fertigungseinrichtungen für den Metallguss erfolgt anhand der/des: ?? (3)

A
  • Formart
  • Formtyps
  • Modellart
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21
Q

Bei der Formart unterscheidet man: ?? (2)

A
  • verlorene Form

- Dauerform

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22
Q

Zwischen welchen Formtypen unterscheidet man? (3)

A
  • geteilte Form

- ungeteilte Form

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23
Q

Zwischen welchen Modellarten unterscheidet man? (3)

A
  • Dauermodelle
  • verlorene Modelle
  • ohne Modelle
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24
Q

Sandguss mit verlorener Form und Dauermodell
—> meist in der Einzelteilfertigung verwendet, aber auch in der Serienfertigung durch automatisierte Formherstellung möglich

—> SIEHE FOLIE 7(8)!!!

A

!!

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25
Q

Einteilung der Metall-Gusswerkstoffe

Wie lassen diese sich unterteilen? (3)

A 
- Eisen-Gusswerkstoffe 
—> Gusseisen 
—> Temperguss
—> Stahlguss
—> Sondergusseisen
  • Leichtmetall-Gusswerkstoffe
    —> Aluminium-Basis-Legierungen
    —> Magnesium-Basis-Legierungen
- Schwermetall-Gusswerkstoffe
—> Kupfer-Basis-Legierungen 
—> Zink-Basis-Legierungen 
—> Blei-Basis-Legierungen 
—> Zinn-Blei-Legierungen 
—> Nickel-Basis-Legierungen
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26
Q

Nenne typische Vertreter der Eisen-Gusswerkstoffe! (4)

A

—> Gusseisen
—> Temperguss
—> Stahlguss
—> Sondergusseisen

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27
Q

Die Leichtmetall-Gusswerkstoffe sind i.d.R.: ?? (2)

A
  • Aluminium-Basis-Legierungen

- Magnesium-Basis-Legierungen

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28
Q

Nenne die Schwermetall-Gusswerkstoffe! (5)

A 
—> Kupfer-Basis-Legierungen 
—> Zink-Basis-Legierungen 
—> Blei-Basis-Legierungen 
—> Zinn-Blei-Legierungen 
—> Nickel-Basis-Legierungen
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29
Q

(Nicht im VL-Video, aber auf Folien)

Eisen-Gusswerkstoffe: Gusseisen

Mit Lamellengraphit:

1) Nenne ein paar Eigenschaften!
2) findet Anwendung bei: ?? (3)

A

1) Eigenschaften:
- begrenzte Zugfestigkeit
- „fast“ keine Dehnbarkeit
- sehr gute Gießbarkeit
- gute Zerspanbarkeit
- hohes Dämpfungsvermögen
- korrosionsbeständig
- gute Wärmeleitfähigkeit

2)
- Zylinderblöcken
- Pumpen
- Lagerflansche

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30
Q

(Nicht im VL-Video, aber auf Folien)

Eisen-Gusswerkstoffe: Gusseisen

Mit Kugelgraphit:

1) Nenne ein paar Eigenschaften!
2) findet Anwendung bei: ?? (3)

A

1) Eigenschaften:
- höhere Festigkeit
- stahlähnliche Duktilität
- gute Gießbarkeit
- gute Zerspanbarkeit
- korrosionsbeständig

2)
- Kurbelwelle
- Lenkgehäuse
- Pressenständer

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31
Q

(Nicht im VL-Video, aber auf Folien)

Eisen-Gusswerkstoffe: Temperguss

1) Nenne ein paar Eigenschaften!
2) findet Anwendung bei: ?? (3)

A

1) Eigenschaften:
- gute Duktilität
- Werkstoffeigenschaften entsprechen im Wesentlichen denen von Gusseisen mit Kugelgraphit
- zum Schweißen aufgrund einer ferritischen Randschicht geeignet
- schlechtere Gießbarkeit im Vergleich zu Gusseisen

2)
- Pleuel
- Bremszangen
- Lagergehäuse

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32
Q

(Nicht im VL-Video, aber auf Folien)

Eisen-Gusswerkstoffe: Stahlguss

1) Nenne ein paar Eigenschaften!
2) findet Anwendung bei: ?? (3)

A

1) Eigenschaften:
- bessere armfestigkeits- und Zähigkeitseigenschaften im Vergleich zu Gusseisen
- zum Schweißen geeignet, je nach Kohlenstoffgehalt
- höherer Fertigungsaufwand durch schlechtere Gießeigenschaften
- höhere Mindestwanddicken als beim Gusseisen
- gute Legierbarkeit

2)
- Zahnräder
- Getriebegehäuse
- Bremsscheiben

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33
Q

Metall-Gießen mit verlorenen Formen

Verfahren können in welche Modelle wesentlich unterschieden werden? (2)

A
  • Verfahren mit verlorenen Modellen
    —> Feingießen
    —> Vollformgießen
- mit Dauermodellen 
—> Handformen 
—> Maschinenformen 
—> Maskenformen 
—> Shaw-Verfahren
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34
Q

Metall-Gießen mit verlorenen Formen

Nenne Verfahren mit verlorenen Formen und verlorenen Modellen! (2)

A
  • Feingießen

- Vollformgießen

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35
Q

Metall-Gießen mit verlorenen Formen

Nenne Verfahren mit verlorenen Formen und mit Dauermodellen! (4)

A

—> Handformen
—> Maschinenformen
—> Maskenformen
—> Shaw-Verfahren

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36
Q

Siehe dir Tabelle auf Folie 12(13) an!!

A

!

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37
Q

Beim Feinguss handelt es sich um ein Verfahren zur Serienfertigung von kleinsten Gussteilen.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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38
Q

Beim Feinguss handelt es sich um ein Verfahren zur Serienfertigung von kleinsten Gussteilen.

Die Gussstücke zeichnen sich aus durch: ?? (3)

—> oftmals kann eine ?? Bearbeitung eingespart werden

A
  • Detailstärke
  • Maßgenauigkeit
  • hohe Oberflächenquaität

___
—> oftmals kann eine SPANENDE Bearbeitung eingespart werden

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39
Q

Feinguss

Das Verfahren arbeitet mit einem verlorenen Modell und einer verlorenen Form.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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40
Q

Feinguss

Die wesentlichen Prozessschritte bestehen aus: ?? (1-9)

A
  1. Spritzen der Wachsmodelle
  2. Aufbau zu Gießtraube
  3. Tauchen in einer keramischen Schlickermasse
  4. Besanden mit feuerfestem Material
  5. Gießform mehrmals Schlickern und Besanden
  6. Ausschmelzen der Wachslinge und Brennen der Gießform
    7a. Offenes Abgießen der Form
    7b. Vakuumgießen
  7. Mechanische Zerstörung der Form
  8. Abtrennen der Gießteile

Bilder zu den einzelnen Prozessschritten siehe auf Folie 13(14)

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41
Q

Nenne Verfahren für das Metall-Gießen in Dauerform ohne Modell: ?? (4)

A
  • Kokillengießen
  • Druckgießen
  • Schleudergießen
  • Stranggießen
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42
Q

Verfahren für das Metall-Gießen in Dauerform ohne Modell:

SIEHE TABELLE FOLIE 14(15)

A

!!

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43
Q

Metall-Gießen in Dauerform ohne Modell

Schleudergießen
—> kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von ??

A

großen Hohlformen in Metall oder Kunststoff

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44
Q

Metall-Gießen in Dauerform ohne Modell

Ablauf Schleudergießen:

  1. Phase: Die Kokille ist drehbar gelagert und besitzt einen Ausstoßer.
  2. Phase: Die Schmelze wird in die rotierende Kokille mittels einer seitlichen Öffnung eingefüllt.
  3. Phase: Schmelze beginnt sich am Rand der rotierenden Kokille abzusetzen und langsam zu erstarren
  4. Phase: Schmelze Kühe weiter ab
  5. Phase: Am Ende des Prozesses wird das erstarrte rohrförmige/hohlförmige Gebilde mit dem Ausstoßer aus der Kokille rausgedrückt

—> siehe auch etwas anders beschrieben auf Folie 15(16) mit Abbildungen!

A

…

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45
Q

(Nicht in VL, aber in Folien)

Stranggießen

—> siehe Folie 16(17)!

A

…

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46
Q

Nenne Gestaltungsrichtlinien am Beispiel einer Gusskonstruktion: ?? (7)

Abb. mit richtig und falsch —> siehe Folie 17(18)!!

A
  • Zugspannungen verhindern
    —> stattdessen Druckspannungen provozieren
  • ungünstige Geometrie führt bei Werkstoffen mit höherer Druck- als Zugfestigkeit zu Zugspannungen
  • unnötige Materialanhäufung birgt Lunkergefahr
  • Werkzeugbearbeitungsgeometrie beachten
  • Sternverrippung führt zu unerwünschter Materialanhäufung
  • Beanspruchungsgerechte Lage von Versteifungsrippen berücksichtigen (Druckspannung!)
  • versetzte Verrippungen verhindern Materialanhäufungen
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47
Q

(Nicht in VL, aber in Folien)

Anwendung bei Hochleistungswerkstoffen

Wesentliche Vorteile je nach Legierung:
Chemische Beständigkeit, Warmfestigkeit, Hitzebeständigkeit und magnetische Eigenschaften

  • NiMo-,NiCr-Legierungen:
    —> erhöhte ?(1)? Eigenschaften
  • NiMo-, NiCu-Legierungen:
    —> gute ?(2)?
    —> verbesserte ?(3)?
    —> verbesserte ?(4)? bei tiefen Temperaturen
A

(1) magnetische
(2) Korrosionsbeständigkeit
(3) Warmfestigkeit
(4) Schlagzähigkeit

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48
Q

(Nicht in VL, aber in Folien)

Anwendung bei Hochleistungswerkstoffen

Magnesium hat die ?(1)? Dichte aller metallischen Werkstoffe bei mittleren ?(2)?
—> gute ?(3)?

—> Mg-Al-Zn-Legierungen:

  • Verbesserung der ?(4)?
  • Korrosionsbeständigkeit
  • ?(5)?empfindlichkeit

—> Mg-Legierungen mit Cr. bzw. Thorium und Zirkonium:
- Verbesserung der ?(6)?, insbesondere der ?(7)?

A

(1) geringste
(2) Festigkeitswerten
(3) Zerspanbarkeit
(4) Zähigkeit
(5) Kerbempfindlichkeit
(6) Festigkeit
(7) Warmfestigkeit

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49
Q

Einteilung der Kunststoffe (Polymere)

Welche Arten werden unterschieden?

A
  • Duroplaste
    —> Pheno-, Aminoplaste
    —> Epoxidharze (EP)
    —> ungesättigte Polyesterharze (UP)
- Thermoplaste 
—> Polystyrol (PS) 
—> Polyvinylchlorid (PVC) 
—> Polyamid (PA) 
—> Polyethylen (PE) 
—> Polycarbonat (PC) 
- Elastomere
—> Naturkautschuk, Polyisopren 
—> Siliconkautschuk 
—> Polyurethankautschuk
—> Styrol-Butadien-Kautschuk
—> Butylkautschuk
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50
Q

Nenne Duroplaste: ?? (3)

A

—> Pheno-, Aminoplaste
—> Epoxidharze (EP)
—> ungesättigte Polyesterharze (UP)

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51
Q

Nenne ein paar Thermoplaste: ?? (5)

A 
—> Polystyrol (PS) 
—> Polyvinylchlorid (PVC) 
—> Polyamid (PA) 
—> Polyethylen (PE) 
—> Polycarbonat (PC)
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52
Q

Nenne ein paar Elastomere: ?? (5)

A 
—> Naturkautschuk, Polyisopren 
—> Siliconkautschuk 
—> Polyurethankautschuk
—> Styrol-Butadien-Kautschuk
—> Butylkautschuk
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53
Q

Duroplaste sind Kunststoffe, welche während der Fertigung vernetzen

Sie können nur wie recycled werden?

A

chemisch oder mechanisch

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54
Q

Thermoplaste sind schmelzfähige Materialien, die auch sehr gut wiederverwendbar oder recyclebar sind.

Wahr/Falsch?

A

WAHR

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55
Q

Elastomere sind entweder duromer oder plastomer verarbeitet.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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56
Q

Urformen durch Spritzgießen (Kunststoff): Technologie

Die Spritzgießmasse wird bei Thermoplasten in ein beheiztes Spritzgießwerkzeug mit hohem Druck eingespritzt und dort unter Druckeinwirkung in den festen Zustand überführt

Wahr/Falsch?

A

FALSCH

—> in ein gekühltes Spritzgießwerkzeug

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57
Q

Die Spritzgießmasse wird bei Duroplasten in ein beheiztes Spritzgießwerkzeug mit hohem Druck eingespritzt und dort unter Druckeinwirkung in den festen Zustand überführt

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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58
Q

Urformen durch Spritzgießen (Kunststoff): Technologie

Die Spritzgießmasse wird bei Thermoplasten in ein ?(1)?, bei Duroplasten in ein ?(2)? Spritzgießwerkzeug mit ?(3)? Druck eingespritzt und dort unter ?(4)? in den ?(5)? Zustand überführt

A

(1) gekühltes
(2) beheiztes
(3) hohem
(4) Druckeinwirkung
(5) festen

59
Q

Urformen durch Spritzgießen (Kunststoff): Technologie

Prozessablauf/Prozessaufbau:

Die Spritzgießeinheit ist aufgebaut aus einer
?(1)? und einem ?(2)?

Die Plastifizierungseinheit besteht aus einem ?(3)? und einer innenliegenden ?(4)?, welche ?(5)? und auch ?(6)? verschiebbar ist.

Der Prozess besteht aus dem ?(7)? des ?(8)? in der Plastifizierungseinheit.

Durch ?(9)? der Schnecke wird ?(10)? Material zur ?(11)? transportiert.
Hier entsteht ein ?(12)? und die Schnecke wandert axial nach ?(13)?.

Der Einspritzvorgang wird dadurch ausgelöst, dass die Schneckenrotation ?(14)? und die Schnecke als ?(15)? axial nach ?(16)? bewegt wird und somit flüssigen ?(17)? in das ?(18)? einspritzt.

Zum Schluss beginnt der Prozess von neuem

Siehe mit Abbildungen Folie 20(21)!!

A

(1) Plastifizierungseinheit
(2) Spritzgießwerkzeug
(3) Zylinder
(4) Schnecke
(5) rotiert
(6) axial
(7) Aufschmelzen
(8) Kunststoffgranulats
(9) Rotation
(10) flüssiges
(11) Einspritzdüse
(12) Gegendruck
(13) hinten
(14) stoppt
(15) Kolben
(16) vorne
(17) Kunststoff
(18) Werkzeug

60
Q

Urformen durch Spritzgießen (Kunststoff): Technologie

Das Spritzgießen ist was für ein Verfahren?

A

Ein diskontinuierliches Massenverfahren

61
Q

Anwendung des Spritzgießens:

Nenne Bsp. ((und welche Eigenschaften diese vorweisen))! (2)

A 
- bei Mikroplanetengetriebe
—>  Spielfreiheit bei miniaturisierter Baugröße 
—> exzellente Wiederholgenauigkeit 
—> extrem flache Bauweise 
—> geringes Eigengewicht
  • medizinische Instrumente
    —> Polyethylen: Sterilisationsbeständig, chemische Beständigkeit, thermische Beständigkeit, geringe Wärmedehnung, geringe Kriechneigung
62
Q

Anwendungen des Spritzgießens in der Medizintechnik hat welchen wesentlichen Vorteil?

A

Aufgrund der 100°C Verarbeitungstemperatur sind die Bauteile nach der Fertigung bereits steril!

63
Q

Nenne Vorteile des Spritzgießens: (5)

A
  • Eignung zur wirtschaftlichen Großserienfertigung
  • geringer Zeitaufwand
  • hohe Reproduziergenauigkeit
  • vollautomatische Produktion von Bauteilen komplizierter Geometrie
  • keine bzw. geringe Nacharbeit an Formteilen
64
Q

Nenne Verfahrensvarianten beim Spritzgießen: ?? (4)

A
  • Einkomponentenspritzgießen
  • Mehrkomponentenspritzgießen
  • Pulverspritzgießen
  • Reaktionsspritzgießen
65
Q

Fertigungseinrichtung und Werkzeuge: Spritzgießwerkzeug

Einfachwerkzeug
Mehrfachwerkzeug
—> siehe Folie 23(24)!!!
—> übe Beschriftung mit KT!

A

!

66
Q

Insbesondere in der ?(1)? kommt das Mehrkomponentenspritzgießen zur Anwendung.

Hierbei werden in einem Spritzgussvorgang ?(2)? in ein Werkzeug eingespritzt.

A

(1) Automobilindustrie

(2) verschiedene Fraktionen

67
Q

Extrudieren ist ein ?(1)?.

A

(1) Massenvertigungsverfahren

68
Q

Extrusion

Das Verfahren wird z.B. angewandt bei: (3)

A
  • der Fußbodenherstellung
  • der Folienproduktion (bspw. Müllbeutel)
  • Halbzeugen wie Fensterprofilen
69
Q

Durch was zeichnet sich das Extrusionsverfahren aus?

A

dadurch, dass kontinuierlich ein endloser Materialstrang erzeugt wird.

70
Q

Extrusion/Extrudieren
—> Aufbau und Prozessverlauf:

Die Plastifizierungseinheit ist aus einem ?(1)? und einer ?(2)? aufgebaut.
Die Schnecke ist hier jedoch nicht in der Lage ?(3)? zu verfahren, sondern transportiert aufgrund der Rotation ?(4)? schmelzflüssiges Material an die ?(5)?.
Um den Ausstoß von ?(6)? zu erhöhen werden sogenannte ?(7)? verwendet

A

(1) Zylinder
(2) Schnecke
(3) axial
(4) kontinuierlich
(5) Düse
(6) flüssigem Material
(7) Doppelschneckenextruder

71
Q
  • Aufbau Einschneckenextruder
  • Aufbau Doppelschnecke

—> siehe Folie 24(25)!!!

A

!

72
Q

Ein kreatives Spezialverfahren stellt welches Verfahren dar?

A

Tauchperformen

73
Q

Beim Tauchperformen werden ?(1)? Formen in ein ?(2)? mit flüssigem ?(3)? getaucht.
Nach dem herausziehen der Form wird das ?(3)? unter Wärme ?(4)?.
Die ?(5)? der Bauteile ist aufgrund der ?(6)? Eigenschaften möglich.

A

(1) erwärmte
(2) Tauchbecken
(3) PVC
(4) vernetzt
(5) Entformung
(6) elastischen

74
Q

Tauchperform

Welche Formteile werden hergestellt?

A
  • Herstellung nahtloser und auch mehrfarbiger Formteile
75
Q

Beim Tauchperformen werden kleine bis mittlere Serien hergestellt, die sich durch Spritzgießen nicht wirtschaftlich herstellen lassen.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

76
Q

Urformen durch Additive Fertigungsverfahren (AM)
(—> auch Rapid Prototyping oder 3D-Drucken)

Automatisierter Prozess zum ?

A

Schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Werkstücken aus Inkrementen von Material direkt aus einem 3D-CAD-Datensatz ohne bauteilspezifische Werkzeuge.

77
Q

Was versteht man unter Rapid Prototyping?

A

Prozesse, bei denen Prototypen und Modelle hergestellt werden

78
Q

Prozesse, bei denen Prototypen und Modelle hergestellt werden nennt man?

A

Rapid Prototyping

79
Q

Prozesse, bei denen Endprodukte hergestellt werden nennt man?

A

Rapid Manufacturing

80
Q

Was versteht man unter Rapid Manufacturing

A

Prozesse, bei denen Endprodukte hergestellt werden

81
Q

Urformen durch Additive Fertigungsverfahren

Eine anerkannte Einteilung der Additiven Fertigungsverfahren besteht in der anwendungsbezogenen Unterscheidung zwischen: ??

A

Rapid Prototyping
—> Prozesse, bei denen Prototypen und Modelle hergestellt werden

Rapid Manufacturing
—> Prozesse, bei denen Endprodukte hergestellt werden

82
Q

Entsprechend der Obereinteilung in Rapid-Prototyping und Rapid Manufacturing lassen sich weitere Begriffe definieren.

Dem Rapid-Prototyping lässt sich was zuordnen?

A
  • Solid Imaging
  • Concept Modeling
  • Funktional Prototyping
83
Q

Entsprechend der Obereinteilung in Rapid-Prototyping und Rapid Manufacturing lassen sich weitere Begriffe definieren.

Dem Rapid-Manufacturing lässt sich was zuordnen?

A
  • Direct Manufacturing/Tooling

- Rapid Tooling (bisschen auch Rapid Prototyping zuzuordnen)

84
Q

Was versteht man unter Solid Imaging?

A

Erzeugung einer 3D-Abbildung oder Skulptur

85
Q

Was versteht man unter Concept Modeling?

A

Erzeugung eines Konzeptmodells

86
Q

Was versteht man unter Functional Prototyping?

A

Erzeugung eines Funktionsmodells

87
Q

Was versteht man unter Direct Manufacturing / Tooling ?

A

Produkte, die direkt im AM-Prozess (Additiven Fertigungsprozess) erzeugt werden

88
Q

Was versteht man unter Rapid Tooling?

A

Erzeugung von Kernen, Kavitäten oder Einsätzen für Werkzeug-, Matrizen- und Formenbau.

89
Q

Rapid Prototyping

Mit Hilfe eines AM-Prozesses (Additiven Fertigungsprozesses) erzeugter ?(1)? eines späteren ?(2)?, jedoch nicht mit dessen ?(3)? (anderes Material und Herstellungsverfahren)

A

(1) Prototyp
(2) Serienbauteils
(3) Eigenschaften

90
Q

Rapid Prototyping - Prozesskette
—> siehe Folie 28(29) !!!!

Beschreibe die Prozesskette!

A
  1. Erstellung des 3D-CAD-Modell
    (Punkt-/Flächen-/Volumenmodell)

—> daraus wird ein STL-File (Flächenmodell) und ein CLI/SLI-File (Schichtenmodell) generiert

  1. Technologiedefinition
    —> der Bauprozess wird durchgeführt
    —> dann erfolgt eine Nachbearbeitung hin zum Fertigteil
91
Q

Werkstoffe für Additive Fertigungsverfahren können wie eingeteilt werden? (3)

A
  • fest
    —> Pulver
    —> Folie
    —> Draht
  • flüssig
    —> Polymerisation
  • gasförmig
    —> Chemische Reaktion

(Gesamtüberblick siehe Folie 29(30))

92
Q

Werkstoffauswahl im Bereich der Additiven Fertigung beschränkt sich längst nicht mehr auf die Kunststoffprodukte. In der Zwischenzeit finden wir in der Serie auch Stahlanwendungen.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

Siehe Folie 30(31)

93
Q

Nenne Vorteile der additiven Fertigungsverfahren (allgemein): ?? (7)

A
  • lokale Schaffung von Werkstoffzusammenhalt
  • direkte Schichtengenerierung aus rechnerinterner Darstellung
  • keine NC-Programmierung notwendig
  • keine Kollision von Werkzeugen möglich
  • große Werkstoffvielfalt
  • Geometrien beliebiger Komplexität sind prinzipiell herstellbar
  • Werkstückeigenschaften unabhängig von Richtungstexturen
94
Q

Additive Fertigungsverfahren

Selektives Laser Sintern (SLS)
(Rapid Prototyping bzw. Manufacturing)

Wodurch ist dieses Verfahren gekennzeichnet?

A

Kunststoffpartikel werden durch sintern miteinander verbunden
—> siehe Folie 32

95
Q

Additive Fertigungsverfahren

Selektives Laser Melting (SLM)
(Direct Tooling oder Manufacturing)

Wo findet dieses Verfahren Anwendung?

A

Bei der Bearbeitung von Metallpulvern

96
Q

Additive Fertigungsverfahren

Selektives Laser Melting (SLM)
(Direct Tooling oder Manufacturing)

Es entstehen ?(1)? Verbindungen.
Aufgrund hoher thermischer ?(2)? sind die SLM-Bauteile i.d.R. einer ?(3)? zu unterziehen.

A

(1) schmelzflüssige
(2) Eigenspannungen
(3) Wärmebehandlung

—> siehe genauer auf Folie 33(34)!!!

97
Q

Additive Fertigungsverfahren

3D-Drucken (3DP)
(i. d. R. Concept Modeling oder Functional Prototyping)

Das 3D-Drucken ist durch einen sehr einfachen ?(1)? Maschinenaufbau gekennzeichnet.

Über einen ?(2)? wird der flüssige ?(3)? aufgetragen und somit örtlich vernetzt.

—> siehe Folie 34(35) genauer!

A

(1) kinematischen
(2) Druckkopf
(3) Binder

98
Q

Additive Fertigungsverfahren

Stereolithographie (SL)
(i.d.R. Concept Modeling)

Es liegt ein flüssiger Ausgangsstoff vor.

Wie wird dieser dieser flüssige Kunststoff örtlich vernetzt?

A

Mithilfe von Licht

—> genauer siehe Folie 35(36)

99
Q

Vergleich der Additiven Fertigungsverfahren

—> Überblick: Folie 36(37)

A

…

100
Q

Beim Selective Laser Melting ist die Verwendung von Metallpulvern möglich.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

101
Q

Die Stereo Lithographie ist ein Verfahren, welches sehr kleine Aufbauraten generiert, jedoch höchste Genauigkeit.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

102
Q
  • viele unterschiedliche Werkstoffe einsetzbar
  • Herstellung von Konzeptmodellen und Funktionsprototypen
  • kein Folgeprozess bei Kunststoffen notwendig
  • Recycling des nicht verhinderten Pulvers
  • keine Stützkonstruktionen notwendig

Eigenschaften von welchem Additiven Fertigungsverfahren?

A

Selective Laser Sintering

103
Q

Nenne Eigenschaften des 3D-Printing! (6)

A
  • hohe Baugeschwindigkeit
  • farbige Modelle möglich
  • sehr einfache Bedienung
  • keine Stützkonstruktionen notwendig
  • sehr kostengünstiges Verfahren
  • teilweise Nachbearbeitung nötig
104
Q
  • hohe Baugeschwindigkeit
  • farbige Modelle möglich
  • sehr einfache Bedienung
  • keine Stützkonstruktionen notwendig
  • sehr kostengünstiges Verfahren
  • teilweise Nachbearbeitung nötig

Eigenschaften von welchem additiven Fertigungsverfahren?

A

3D-Printing

105
Q

Eigenschaften von welchem additiven Fertigungsverfahren?

  • Hohe Oberflächenqualität
  • geeignet für komplizierte und filigrane
    Strukturen
  • hohe Genauigkeit
  • breites Spektrum an Metallen vorhanden
  • sehr dünne Wanddicken möglich
    (- Verwendung von Metallpulvern möglich)

Eigenschaften von welchem additiven Fertigungsverfahren?

A

Selective Laser Melting

106
Q

Nenne Eigenschaften des Selective-Laser-Melting (SLM)! (6)

A
  • Hohe Oberflächenqualität
  • geeignet für komplizierte und filigrane
    Strukturen
  • hohe Genauigkeit
  • breites Spektrum an Metallen vorhanden
  • sehr dünne Wanddicken möglich
    (- Verwendung von Metallpulvern möglich)
107
Q

Nenne Eigenschaften von Stereo Lithographie! (6)

A
  • hohe Genauigkeiten der Werkstücke (bis zu 0,05 mm)
  • Herstellung filigraner Strukturen möglich
  • hohe Kantenschärfe
  • transparente Modelle sind möglich
  • hohe Oberflächengüte
  • Stützgeometrien und Nacharbeit nötig

(- generiert sehr kleine Aufbauraten, jedoch höchste Genauigkeit)

108
Q
  • Herstellung filigraner Strukturen möglich
  • hohe Kantenschärfe
  • transparente Modelle sind möglich
  • hohe Oberflächengüte
  • Stützgeometrien und Nacharbeit nötig
    (- generiert sehr kleine Aufbauraten, jedoch höchste Genauigkeit)

Eigenschaften von welchem additiven Fertigungsverfahren?

A

Stereo Lithographie

109
Q

In der Übersicht der Anwendungen additiver Fertigungsverfahren

—> siehe Folie 37(38)!!!

A

!!

110
Q

Dreidimensionale Gitterstrukturen aus Metall lassen sich wirtschaftlich nur mit welchem Fertigungsverfahren fertigen?

A

Selective Laser Melting (SLM)j

111
Q

Urformen durch Galvanoformung

Was versteht man unter Galvanoformen?

A

Galvanoformen ist das Urformen aus dem ionisierten Zustand, wobei Metall elektrolytisch aus einem wässrigen Salzbad abgeschieden wird.

(Es dient hauptsächlich zur Erzeugung metallischer Beschichtungen oder zur Herstellung selbsttragender metallischer Werkstücke.)

112
Q

Wozu dient Galvanoformen hauptsächlich?

A

Zur Erzeugung metallischer Beschichtungen oder zur Herstellung selbsttragender metallischer Werkstücke

113
Q

?? ist das Urformen aus dem ionisierten Zustand, wobei Metall elektrolytisch aus einem wässrigen Salzbad abgeschieden wird.

A

Galvanoformen

114
Q

Beim Galvanoformen wandern ?(1)? von der Anode(+) hin zur Kathode(-) und setzten sich dort ab, wodurch ?(2)? generiert werden.

A

(1) Metallionen

(2) Werkstücke

115
Q
  • hohe Abbildungsgenauigkeit
  • geringe oder keine Nachbehandlung der Werkstücke
  • hohe Nachformgenauigkeit der Mikrogeometrie mit Rautiefen bis zu Rt = 0,05 μm
  • einfache Wiederholbarkeit bei der Herstellung gleicher Teile
  • einfache Herstellung komplizierter Raumformen
  • Herstellung dünner Wände

Vorteile von?

A

Galvanoformen

116
Q

1) Mit dem Galvanoformen lassen sich allg. was für Bauteile herstellen?
2) Ein breites Anwendungsgebiet besteht aber auch bei der?

A

1) Bauteile höchster Qualität

2) Aufbringung hochfester Schichten

117
Q

Galvanoformen - Werkstückbeispiele

—> Nenne ein paar Beispiele
—> siehe Folie 41

A
  • Lenkradform
  • Elektoden für Zahnformen
  • Lackierschablone für Radkappen
118
Q

Urformen durch Pulvermetallurgie

Es werden ?(1)? oder auch ?(2)? Ausgangsmaterialien ?(3)? zusammengemischt, gepresst und anschließend einer Wärmebehandlung (dem sogenannten ?(4)?) unterzogen.

Die Erzeugung sogenannter ?(5)? (Werkstoffverbunde die schmelztechnisch nicht realisierbar sind) ist so möglich.

Es können somit Bauteile hoher ?(6)? hergestellt werden, die darüber hinaus über Eigenschaften verfügen, die mit anderen Verfahren nicht zu erreichen sind
—> z.B. Einstellung einer Porosität für Filtermaterialien

Die Prozesskette siehe Folie 42(43)!!!!!!

A

(1) keramische
(2) metallische
(3) pulverförmig
(4) Sintern
(5) Pseudolegierungen
(6) Genauigkeit

119
Q

Einstellung einer Porosität für Filtermaterialien

Diese Eigenschaft lässt sich nur mit welchem Verfahren realisieren?

A

Urformen durch Pulvermetallurgie

120
Q

Mit Urformen durch Pulvermetallurgie ist die Erzeugung sogenannter Pseudolegierungen möglich.

Was versteht man darunter?

A

Werkstoffverbunde die schmelztechnisch nicht realisierbar sind.

121
Q

Werkstoffe für Pulvermetallurgie

Überblick über die Werkstoffe und Sintertemperaturen gibt Foie 43 (44) !!!

A

!

122
Q

Nenne 3 Werkstoffe für die Pulvermetallurgie, welche für die Fertigungstechnik u.a. von Bedeutung sind!

A
  • Wolfram-Legierung
  • Hartmetall
  • Keramik
123
Q

Nenne Vorteile der Pulvermetallurgie: ?? (6)

A
  • Herstellung von sog. “Pseudolegierungen” aus Pulvergemischen, deren Komponenten im flüssigen Zustand schlecht mischbar sind
  • Verarbeitung hochschmelzender Metalle
  • Ausnutzung besonderer pulvermetallurgischer Eigenschaften wie
    die Porosität
  • Hohe Maßhaltigkeit und Fertigformnähe
  • Hohe Wirtschaftlichkeit bei hohen Stückzahlen, Energie- und Materialeinsparung gegenüber alternativen Verfahren
124
Q
  • Herstellung von sog. “Pseudolegierungen” aus Pulvergemischen, deren Komponenten im flüssigen Zustand schlecht mischbar sind
  • Verarbeitung hochschmelzender Metalle
  • Ausnutzung besonderer pulvermetallurgischer Eigenschaften wie
    die Porosität
  • Hohe Maßhaltigkeit und Fertigformnähe
  • Hohe Wirtschaftlichkeit bei hohen Stückzahlen, Energie- und Materialeinsparung gegenüber alternativen Verfahren

Vorteile von welchem Verfahren?

A

Pulvermetallurgie

125
Q

Verfahrensvarianten der Pulvermetallurgie

In welche 2 Verfahrensarten kann bei der Formgebung der Rohteile unterschieden werden wird grundsätzlich unterschieden?

A
  • Kalt-Urformgebungsverfahren
  • Heiß-Urformgebungsverfahren

—> beiden Verfahren folgt immer das Sintern

126
Q

Verfahrensvarianten der Pulvermetallurgie (bzgl. Formgebung der Rohteile)

Heiß-Umgebungsverfahren werden bei was eingesetzt?

A

Bei besonders feinen, hochverdichteten Pulvern

—> beim Sintern entsteht so ein sehr feinkörniges Gefüge

127
Q

Verfahrensvarianten der Pulvermetallurgie (bzgl. Formgebung der Rohteile)

Wie können Kalt-Urformgebungsverfahren unterteilt werden? (3)

A
  • Gießformgebung
    —> Schlickergießen
    —> Foliengießen
  • Plastische Formgebung
    —> Extrudieren
    —> Spritzgießen
  • Pressformgebung
    —> Trockenpressen
    —> isostatisches Kaltpressen
128
Q

Verfahrensvarianten der Pulvermetallurgie (bzgl. Formgebung der Rohteile)

Nenne Heiß-Urformgebungsverfahren: ?? (3)

A
  • Heißpressen
  • isostatisches Heißpressen
  • Plasmaspritzen
129
Q

Pulvermetallurgie - Spritzgießen

Beschreibe die Herstellung von einem keramischen Produkt in ingesamt 4 Schritten: ??

A
  1. Ausgangswerkstoff und der Binder werden in einem Extruder gemischt und homogenisiert
    —> Ergebnis: Spritzfähiges Granulat
  2. Spritzgießen des Granulats in eine Form
    —> Ergebnis: Grünlinge
  3. Thermisches und katalytisches Entbindern der Grünlinge
    —> Ergebnis: Braunlinge
  4. Sintern der Braunlinge
    —> Ergebnis: keramische Produkt
130
Q

Die Formgebung der Rohteile erfolgt immer unter welcher Prämisse?

A

Gefüge sollen immer möglichst homogen zusammengepresst werden.

131
Q

Pulvermetallurgie - Pressen

Warum entsteht beim einseitigen Pressen ein sehr inhomogenes Dichtegefüge?

A

Aufgrund der Wandreibung

132
Q

Pulvermetallurgie - Pressen

Insbesondere beim einseitigen Pressen entsteht aufgrund der Wandreibung ein sehr inhomogenes Dichtegefüge.

Wie wird dieser Problematik begegnet?

A

Damit, dass man eine zweiseitige Wirkung erzeugt (zweiseitiges Pressen)

133
Q

Pulvermetallurgie - Pressen

Insbesondere beim einseitigen Pressen entsteht aufgrund der Wandreibung ein sehr inhomogenes Dichtegefüge.

Dieser Problematik wird damit begegnet, dass man eine zweiseitige Wirkung erzeugt.

Welches Pressverfahren zeigt die besten Ergebnisse und ist aber in der Durchführung sehr aufwändig?

A

Isostatisches Pressen

134
Q

Pulvermetallurgie - Pressen

—> Übersicht mit Abbildungen auf Folie 47(48)!

A

!

135
Q

Was versteht man unter Sintern?

A

Sintern ist Verdichten pulverförmiger oder feinkörniger Stoffe durch Druck und Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes, wobei sich die Oberflächen der einzelnen Körner miteinander verbinden.

136
Q

?? ist Verdichten pulverförmiger oder feinkörniger Stoffe durch Druck und Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes, wobei sich die Oberflächen der einzelnen Körner miteinander verbinden.

A

Sintern

137
Q

Wie kann Sintern unterteilt werden? (2)

A
  • ohne Flüssigphase
    —> einphasig (z.B. MgO)
    —> mehrphasig (z.B. Al2O3 + MgO-Zusatz)
  • mit Flüssigphase
    —> ohne Reaktionen (z.B. Hartmetalle)
    —> mit Reaktionen (z.B. Porzellan)
138
Q

Pulvermetallurgie - Sintern

Unter hohem Druck und hoher Temperatur kommt es zu ?(1)? in den Randbereichen der einzelnen Körner, sodass immer größere ?(2)? entstehen.

A

(1) Diffusionsvorgängen

(2) Kristalle

139
Q
  • Halswachstum
  • Verdichtung/Umordnungsprozesse
- Transportmechanismen
—> viskoses Fließen 
—> Volumendiffusion 
—> Oberflächendiffusion 
—> Verdampfung, Kondensation

Welche Phase des Sinterprozesses hier beschrieben?

A

Frühbereich

140
Q
  • Kristallwachstum
  • Porenschrumpfung

Welche Phase des Sinterprozesses hier beschrieben?

A

Hauptbereich

141
Q
  • Riesenkornwachstum
  • Gaseinschlüsse
  • parasitäres Porenwachstum

Welche Phase des Sinterprozesses hier beschrieben?

A

Spätbereich

142
Q

Aufgrund der hochflexiblen und nahezu unbegrenzten Möglichkeit der Einstellung der Eigenschaften fertiger Sinterbauteile finden wir diese in allen Bereichen der Technik wieder.

Die moderne Zerspanungstechnik kommt ohne pulvermetallurgisch hergestellte Werkzeuge nicht mehr aus.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

143
Q

Zusammenfassung - Urformen

  • Nach DIN 8580 ist Urformen das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch Schaffen des Zusammenhaltes; hierbei treten die Stoffeigenschaften des Werkstückes bestimmbar in Erscheinung.
  • Optimierte Bauteile durch Kombination von Werkstoffeigenschaften und Gestalt
  • Große Werkstoffvielfalt
  • Nahezu unbegrenzt anwendbar hinsichtlich Größe und Wanddicke
  • Wirtschaftlichkeit gegenüber anderen Fertigungsverfahren
  • Geeignet für Einzelfertigung und Großserien
A

(…)

144
Q

Studierende können…

  • die Untergruppen der Hauptgruppe Urformen benennen und für Sie jeweils ein Verfahrensbeispiel angeben
  • die ersten 4 allgemeinen Prozessschritte beim Metall-Gießen benennen und erläutern
  • 5 Vorteile des Metall-Gießens nennen
  • die Verfahrensvarianten des Metall-Gießens und jeweils ein Verfahrensbeispiel benennen
  • die Einteilung der Metall-Gusswerkstoffe und jeweils ein Werkstoffbeispiel benennen
  • die Verfahrensschritte beim Feingießen benennen und das Verfahren hinsichtlich des Modells und der Gießform einordnen
  • mind. 5 Gestaltungsrichtlinien am Beispiel einer Gusskonstruktion brennen
  • die Einteilung der Kunststoffe und dazu jeweils ein Werkstoffbeispiel benennen
  • die 3 Prozessschritte beim Spritzgießen benennen
  • die wesentlichen Unterschiede der Verfahren Spritzgießen und Extrudieren benennen
  • Rapid Protoyping definieren und die allgemeine Technologie (Prozesskette) brennen
  • 3 Verfahren des Rapid Prototypings brennen
  • die allgemeine Technologie (Prozesskette) der Pulvermetallurgie benennen und für jeden Schritt ein Beispiel angeben
  • 3 Vorteile der Pulvermetallurgie benennen und den Begriff „Pseudolegierung“ erläutern
  • die Prozessschritte beim Sintern benennen
  • besondere Eigenschaften und Beispiele von Sinterteilen benennen
  • erläutern, wovon die Dichte eines nach dem Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellten Teiles wesentlich abhängt
A

…

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