FT at Hochschule Mannheim

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c) Wie wird die Produkteigenschaft Toleranz und Oberfläche durch das FV bestimmt?
(Verständnis)

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a) Unterformen des Urformens (Wissen)

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c) Abschätzen ob Konstruktionen gussgerecht gestaltet sind (Anwendung)

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b) Beschreiben der prinzipiellen Verfahrensabläufe beim

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d) Nennen der Einzelschritte beim pulvermetallurgischen Sintern (Wissen)


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e) Erläutern der Ziele beim Pressen und der vorherrschenden Temperaturen bei
Wärmebehandlung (Verständnis)

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f) Vorteile des Sinterns

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a) Wiedergeben des allgemeinen Verfahrensablaufs additiver FV (Wissen)

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a) Erläutern der Vorteile umformender Verfahren und der Konsequenzen für die Praxis
(Verständnis)

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b) Erläutern des Funktionsprinzips des Strangpressverfahrens sowie des Vorwärts- und Rückwärtsstrangpressens (Verständnis)

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b) Begründen, warum Armierungen benötigt werden und was sie bewirken
(Verständnis)

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a) Erläutern der Grundlagen und des Ablaufs beim Tiefziehen (Verständnis)

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FT

c) Wie wird die Produkteigenschaft Toleranz und Oberfläche durch das FV bestimmt?
(Verständnis)

Ursachen von Maß-, Form- und Lageabweichungen:
• Ungeeignetes Fertigungsverfahren
• Schlechte Ausrichtung
• Werkzeugverschleiß
• Thermische Einflüsse
• Hohe Spannkräfte
• Hohe Arbeitskräfte (Durchbiegung Werkzeug oder Werkstück)
Die Gesamtheit aller Abweichungen bestimmt ob Funktion von Bauteilen gewährleistet ist

FT

a) Unterformen des Urformens (Wissen)

o „Urformen ist das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch
Schaffen des Zusammenhalts.“
o Aus Flüssig/breiig/pastenförmig z.B. Gießen
o Aus fest/körnig/pulvrig z.B. Pressen, Sandformen, Sintern
o Aus gasförmig
o Aus ionisiertem Zustand z.B. Galvanisieren

FT

c) Abschätzen ob Konstruktionen gussgerecht gestaltet sind (Anwendung)

1. Materialanhäufung vermeiden:
2. Aushebeschrägen
3. Vermeidung von schroffen Übergängen
4. Reduzierung von Kerb- und Gussspannungen
5. Druckfestigkeit statt Zugfestigkeit

FT

b) Beschreiben der prinzipiellen Verfahrensabläufe beim

Schwerkraftkokillenguss,
- Normal von oben einfüllen
Niederdruckguss,
-Langsames, stetiges Einfüllen von unten
- Gute Gussqualität
- Geringe Energiekosten
Druckguss
- Hoher Druck, hohe Geschw., von der Seite „einschießen“
- Hohe Maßgenauigkeit
-Keine Kerne
Schleuderguss
- Formfüllung durch Zentrifugalkraft
- Hohe Qualität, keine Gasblasen
- Hohlräume ohne Kerne

FT

d) Nennen der Einzelschritte beim pulvermetallurgischen Sintern (Wissen)


Schritt 1: Pulverherstellung und Mischen
Schritt 2: Formgebung durch Verdichtung des Pulvers
Schritt 3: Wärmebehandlung unterhalb der Schmelztemperatur -> chemische Verbindung


Mischen-Pressen-Sintern

FT

e) Erläutern der Ziele beim Pressen und der vorherrschenden Temperaturen bei
Wärmebehandlung (Verständnis)

Ziele: Form erreichen durch Verdichtung, Volumen reduzieren

FT

f) Vorteile des Sinterns

• Hohe Genauigkeit auch bei komplizierten Geometrien
-> oft keine weitere Nachbearbeitung nötig (near-net-shape-Produktion)
• Herstellung von Werkstücken aus harten oder spröden Werkstoffen
• Herstellung von Werkstoffen aus nicht legierbaren Elementen (z.B. wg. unterschiedlicher Schmelzpunkte)
• „Einstellbare“ Porosität mit hohen realisierbaren Dichten
• Werkstücke mit integrierten Schmierstoffen (z.B. Gleitlagerschalen mit Selbstschmierung)
• Hohe Festigkeiten (Zahnräder)

FT

a) Wiedergeben des allgemeinen Verfahrensablaufs additiver FV (Wissen)

1. Werkstück als 3D CAD-Volumenmodell
2. Ggf. Stützstrukturen hinzufügen
3. 3D Volumenmodell wird in Schichten (Layer) geschnitten (Slicen)
-> Daraus entstehen pro Schicht Kurvenzüge (=Höhenlinien)
4. Schichtdaten werden an die Anlage übertragen
5. Werkstück wird Schicht für Schicht aufgebaut (Verfestigung des Kurvenzugs in jeder Schicht)
6. Entnahme des Werkstücks und Nachbearbeitung (Abtrennen von Bauplattform, Reinigen, Oberfläche)

FT

a) Erläutern der Vorteile umformender Verfahren und der Konsequenzen für die Praxis
(Verständnis)

Vorteile:
- Hohe Werkstoffausnutzung / geringer Materialeinsatz
- Hohe Mengenleistung mit kürzesten Stückzeiten / hohe Produktivität -> Hubzahlen zwischen
50 und 200 Stück/Minute sind üblich
- Einsatz preiswerter Rohmaterialien, z.B. preiswerte Stähle mit geringen Festigkeitswerten
für Kaltumformung (mit Verfestigung)
- Gute Qualität der Werkstücke
- ununterbrochener Materialfaserverlauf,
- hohe Oberflächengüte und
- nicht auftretenden Poren und Lunker (wie beim Gießen).
- Günstige mechanische Werkstoffeigenschaften, besonders mit hoher Dauerfestigkeit bei
dynamischer Beanspruchung der Bauteile



Konsequenzen für die Praxis:
- Umformen ist für Werkstücke mit hohen Stückzahlen geeignet, z.B.:
o Halbzeuge (z.B. Profile oder Bleche walzen),
o Hochwertige Konsumgüter (z.B. Fahrzeugtüren tiefziehen),
o Normteile (z.B. Schrauben stauchen und Gewinde walzen),
o Konsumgüter (z.B. Spraydosen fliesspressen).


- Umformbetriebe sind typische Zulieferbetriebe,
o da hohe Fixkostenbelastung und damit
o Auslastungsrisiko im eigenen Betrieb besteht.
o Dieses Risiko kann durch Auslastung mit Kundenaufträgen aus verschiedenen
Branchen beherrscht werden.

FT

b) Erläutern des Funktionsprinzips des Strangpressverfahrens sowie des Vorwärts- und Rückwärtsstrangpressens (Verständnis)

o Vollständiges Durchdrücken eines aufgeheizten Werkstoffblockes mittels Stempel durch eine Matrize
o Werkstoff wird durch radiale und axiale Druckspannungen zum Fließen gebracht

- Vorwärtsstrangpressen (direktes Strangpressen)
o Werkstoff bewegt sich in derselben Richtung wie der Pressstempel
- Rückwärtsstrangpressen (indirektes Strangpressen)
o Werkstoff fließt entgegengesetzt zum Pressenstempel
o Es wird die erhebliche Reibung zwischen Gussblock und Zylinderwandung vermieden.
- Hydrostatisches Strangpressen (flüssiges Druckmedium)
o Reibung wird durch flüssige Druckmedium verringert

FT

b) Begründen, warum Armierungen benötigt werden und was sie bewirken
(Verständnis)

- Matrizen durch sehr hohe Innendrücke beansprucht -> einteilige Matrizen versagen schnell
- Durch Vorspannen der Matrize mit einem oder mehreren Armierungsringen werden die
hohen Spannungen an der Pressbüchseninnnenwand stark reduziert

FT

a) Erläutern der Grundlagen und des Ablaufs beim Tiefziehen (Verständnis)

- Einleitung der Umformung über Stempel, Ziehring / Matrize und Niederhalter
- Umformung durch
o Stauchen in der Randzone
o Strecken im zylindrischen Bereich
- Axiale Zugspannungen dürfen die Reißfestigkeit des Werkstücks nicht überschreiten.

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