Fertigungstechnik an der Fachhochschule Dortmund

1. Umformen 

2. Urformen 

3. Trennen 

4. Fügen 

5. Beschichten 

6. Stoffeigenschaft änder

Urformen -> Zusammenhalt schaffen

Umformen -> Zusammenhalt beibehalten

Trennen -> Zusammenhalt vermeiden

Fügen -> Zusammenhalt vermehren

Beschichten -> Zusammenhalt vermehren 

Stoffeigenschaft ändern -> Stoffeigenschaft ändern 

Die Abbott-Kurve ist die graphische Auftragung des Materialanteils über die Höhe des Profils. Der Materialanteil gibt an, welchen Anteil in Prozent die summierte, im Material verlaufende Strecke relativ zur Gesamtmessstrecke einnimmt.

1. Bereitstellung oder Herstellung des Ausgangsmaterials als        formlosen Stoff (Schrott, Legierungselemente) 

2.Herstellung eines urformfähigen Werkstoffzustandes (Schmelze, Pulver,…) und einer Negativform 

3.Füllung eines Urformwerkzeugs (Negativform) mit Werkstoff im urformfähigen Zustand 

4.Übergang des Werkstoffs vom urformfähigen in der festen Zustand im Urformwerkzeug 

5.Entnahme der urgeformten Erzeugnisse aus dem Urformwerkzeug 

• Freie Gestaltungsmöglichkeiten mit funktional optimal ausgelegten Bauteilkomponenten 
• ermöglicht komplexe Innenstrukturen
• nahezu unbegrenzt anwendbar hinsichtlich Größe und Wanddicke
• große Werkstoffvielfalt
• Werkstückeigenschaften unabhängig von Richtungstexturen
• hohe Wirtschaftlichkeit gegenüber anderen Fertigungsverfahren 
• geeignet für Einzelfertigung (Großteil) und Großserien 

a) Dauermodell - verlorene Form : 

1.z.B. Metall, Holz, Kunststoff, Hand-, Maschinenformverfahren 

b)Dauerform - verlorener Kern :z.B. Metall, Keramik, Sandkern 

c)verlorenes Modell - verlorene Form : z.B. Wachs, Schaum,Hand-, Maschinenformverfahren

• Weil die Gussstücke bei Abkühlung schrumpfen, müssen die Modellmaße um das Schwindmaß größer sein als die Maße der fertigen Gussstücke.
• Eng tolerierte Funktionsflächen erfordern eine Maßvergrößerung am Modell ( Aufmaß ) zur weiteren Fertigbearbeitung.
• Hohlräume und Wandungen in Gussstücken werden durch in die Form eingelegte Kerne realisiert.

Kerne formen Bauteil-Innenkonturen, die nicht durch die Formhälften dargestellt werden können. 

Maßgenauigkeit und Temperaturbeständigkeit 

Widerstand gegen Erosion durch die Schmelze  

Formbeständigkeit gegen den Gießdruck 

Entfernbarkeit (Kernzerfall) nach Gießprozess

Dauerkern (Stahl, mehrfachverw.)

Verlorener Sandkern (zerstörende Entformung) 

Verfahren arbeiten zumeist mit organischen Bindern -

 Kernsand (meist Quarzsand) wird mit Binder und Härter vermischt - Je nach Verfahren heiß oder kalt ausgehärtet 

Varianten : 

Heißhärtend Hot-Box, Warm-Box, Maskenformen 

 Kalthärtend Cold-Box, Betaset, SO2 , Kaltharz 

 Sonderformen Bentonit-Sand, Ölsand, CO2-Sand, anorgan. Binder

 a) Modellversatz : Versetzter Guss entsteht, wenn beim Gießen die ausgeformten Hohlräume von Ober- und Unterkaten wegen schlechter Formkastenführung gegeneinander verschoben werden. 

 b) Lunker : Lunker sind Schwindungshohlräume, die beim Abkühlen dann entstehen, wenn beim Speiser durch das Erstarren des dazwischen liegenden Werkstoffes kein flüssiges Metall nachfließen kann.  Innenlunker / Außenlunker 

 c) Risse : Verzug und Risse entstehen durch unterschiedliche Wanddicken und scharfkantige Übergänge sowie durch Konstruktionen, welche Schwindung behindern und sich somit Spannungen ergeben.  Verzug, Erstarrungsrisse, Warmrisse

 Zugspannungen verhindern und stattdessen durch kontrollierte Erstarrung Druckspannungen „provozieren“ 

 Unnötige Materialanhäufung birgt Lunkergefahr 

 Werkzeugbearbeitungsgeometrie beachten 

 Sternverrippung führt zu unerwünschter Materialanhäufung 

 Beanspruchungsgerechte Lage von Versteifungsrippen berücksichtigen (Druckspannung) 

 Versetzte Verrippungen verhindern Materialanhäufungen 

 Ungünstige Geometrie führt bei Werkstoffen mit höherer Druck- als Zugfestigkeit zu Zugspannungen

Herstellung komplexer Bauteile 

+ in wenigen Arbeitsschritten 

+ bei kurzen Taktzeiten 

+ mit optimaler Rohstoffausnutzung 

+ mit geringem Energieverbrauch 

+ (near)-net-shape Urformverfahren 

+ Porösität der Bauteile 

+ Gewichtsvorteil 

+ Schwingungsdämpfung 

+ Homogenes Gefüge 

+ mit isotropen Werkstoffeigenschaften 

 Eingeschränkte Gestaltungsmöglichkeiten bzgl. Hinterschnitten und Bohrungen (Entformbarkeit) 

 Grenzen der Bauteilgröße (Pressen/Sintern) 

 Festigkeit abhängig von der Dichte