Awiszus · Bast · Dürr · Matthes (Hrsg.)

Grundlagen der Fertigungs technik

Awiszus · B

ast

Dürr · Matthes

www.hanser-fachbuch.de

€ 29,90 [D] | € 30,80 [A]

ISBN 978-3-446-43251-2

Birgit AwiszusJürgen BastHolger DürrKlaus-Jürgen Matthes (Hrsg.)

Grundlagen der

Fertigungs -technik

5., aktualisierte Auflage

Grun

dlag

en d

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ertig

ungs

tech

nikDas vorliegende Lehrbuch vermittelt die wesentlichen Grundlagen moderner Verfahren und Prozesse der

Ferti gungstechnik zur Herstellung geometrisch bestimmter fester Körper aus verschiedenartigen Werkstoffen

bzw. Werkstoffkombinationen und mit unterschiedlicher Qualität.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Verfahrenshauptgruppen unter Einbeziehung der neuesten Erkenntnisse

in den einzelnen Gebieten. Es werden die technischen, technologischen, wirtschaftlichen und organisatorischen

Zusammenhänge, die Fertigungseinrichtungen sowie zugehörige Systembausteine dargestellt. Dadurch wird es

dem Leser ermöglicht, eigenständig eine Analyse fertigungstechnischer Sachverhalte vorzunehmen und moderne

Fertigungsprozesse zu bewerten und zu gestalten.

Weiterhin vermittelt das Buch, das auch als Nachschlagewerk verwendet werden kann, grundlegende

Fach kenntnisse zur Anwendung der Fertigungsverfahren in den verschiedenen Industriezweigen aus der

Sicht von Produktivität, Flexibilität, Automatisierung und Umweltverträglichkeit.

Viele praxisorientierte Beispiele sowie zahlreiche anschauliche Bilder und Tabellen präzisieren den Text,

wesent liche Definitionen und Merksätze sind optisch hervorgehoben.

Inhalt:• Urformen

• Umformen

• Trennen

• Fügen

Leserkreis:Studierende in den Fachrichtungen Maschinenbau, Produktionstechnik und Wirtschaftsingenieurwesen an

Universitäten, Hochschulen und Berufsakademien, Ingenieure im Beruf (Konstrukteure, Fertigungstechnologen,

Fertigungsplaner)

• Beschichten

• Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung

• Rapid Prototyping

• Leitlinien zur Gestaltung von Fertigungsprozessen

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Herausgeber:Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Birgit Awiszus, TU ChemnitzProf. Dr.-Ing. habil. Jürgen Bast, FreibergProf. Dr.-Ing. habil. Holger Dürr, ChemnitzProf. Dr.-Ing. habil. Klaus-Jürgen Matthes,

Autoren:Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Birgit Awiszus, TU ChemnitzProf. Dr.-Ing. habil. Jürgen Bast, FreibergProf. Dr.-Ing. habil. Holger Dürr, ChemnitzProf. Dr.-Ing. Ulrich Göpfert, Fachhochschule Vorarlberg DornbirnDr.-Ing. Günter Herold, ChemnitzDr.-Ing. Siegfried Herrbach, ChemnitzProf. Dr. rer. nat. Dr.-Ing. Horst Kleinert, TU DresdenProf. Dr.-Ing. habil. Klaus-Jürgen Matthes,Dr. rer. nat. Rolf Pilz, TU ChemnitzDr.-Ing. Frank Rommel, ChemnitzDr.-Ing. Werner Schneider,Prof. Dr.-Ing. Enrico Seliga,Dipl.-Ing. Ulrich Thieme, ChemnitzDr.-Ing. Werner Voigt, ChemnitzDr.-Ing. Karl-Heinz Weichbrodt, Chemnitz

Meerane

Meerane

ZwickauWests hsische Hochschuleäc Zwickau

Birgit Awiszus / Jürgen Bast /Holger Dürr / Klaus-Jürgen Matthes (Hrsg.)

Grundlagen derFertigungstechnikMit 347 Bildern und 55 Tabellen

aktualisierte Auflage

Fachbuchverlag Leipzigim Carl Hanser Verlag

5.,

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

DieDeutscheNationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in derDeutschen Nationalbiblio-grafie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

ISBN 978-3-446-43251-2

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesemWerk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solcheNamen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachtenwären und daher von jedermann benutzt werden dürften.

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt.Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdrucks und der Vervielfältigung des Buchesoder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigungdes Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren), auchnicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, reproduziert oder unter Verwendung elektroni-scher Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag© 20 rl Hanser Verlag Münchenwww.hanser.deProjektleitung: Jochen HornHerstellung: Katrin WulstSatz: Monique Brucke, ChemnitzZeichnungen: Brigitte Schmiedel, ChemnitzDruck und Bindung: Pustet KG, RegensburgPrinted in Germany

Einbandbild: Bosch (Simulierter Fräsprozess)

12 Ca

E-Book-ISBN 978-3-446-43396-0

Vorwort

Dieses Buch entstand aus der Vorlesungsreihe „Fertigungslehre“ an der Technischen UniversitätChemnitz, die gemeinsam durch die Lehrstühle „Fertigungslehre“, „Fertigungstechnik / Umform-verfahren“ und „Schweißtechnik“ der TU Chemnitz sowie durch den Lehrstuhl „Hütten-, Gießerei-und Urformmaschinen“ der Technischen Universität Bergakademie Freiberg getragen wird.

Hauptanliegen der Herausgeber ist es, den Studentinnen und Studenten im Grundstudium derFachrichtungen Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen sowie der integralen Studiengän-ge solides Basiswissen der Teilefertigung in der Einheit von Theorie der Fertigungsverfahren undFertigungsprozessgestaltung zu vermitteln.

Das Lehrbuch behandelt die wesentlichen Grundlagen der Verfahrenshauptklassen Urformen, Um-formen, Trennen, Fügen und Beschichten und schließt mit einem Leitfaden zur Fertigungsprozess-gestaltung ab. Die Behandlung aller Verfahrensmodifikationen ist nicht Gegenstand dieses Lehr-buches.

Die Autoren haben sich bemüht, sich auf solche Wissensfelder zu beschränken, die bei der stän-digen Weiterentwicklung der Fertigungsverfahren und Fertigungsmethoden als wissenschaftlicheGrundlage längerfristig Bestand haben.

Die Autoren danken besonders Herrn Jochen Horn vom Carl Hanser Verlag für die Anregungenund kooperative Zusammenarbeit.

Birgit AwiszusJürgen Bast

Holger DürrKlaus-Jürgen Matthes

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 15

2 Urformen 172.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik . . . . . . . . . . . . 172.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . 172.1.3 Blockgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.4 Stranggießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.5 Formgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.1.6 Gussabnehmer und statistische Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2 Verfahrensprinzipien beim Urformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.2 Gieß- bzw. Formverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.3 Gussteilherstellung in Formen für den einmaligen Gebrauch . . . . . . . . 22

2.2.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2.3.2 Handformerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.3.3 Maschinenformerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.3.4 Spezialformverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2.4 Gussteilherstellung in Formen für den mehrmaligen Gebrauch (Dauerfor-men) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.4.2 Schwerkraftkokillengießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.4.3 Druckgießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.4.4 Arten von Druckgießmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.2.4.5 Verfahrensablauf beim Druckgießen . . . . . . . . . . . . . . . 352.2.4.6 Thixogießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.4.7 Niederdruckgießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.4.8 Schleudergießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3 Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.3.2 Kennzeichnende Kenngrößen der Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . 39

2.3.2.1 Niedrige Gießtemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3.2.2 Fließ- und Formfüllungsvermögen . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3.2.3 Volumenänderung beim Schmelzen und Erstarren . . . . . . . . 42

2.3.3 Arten von Gusswerkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.3.3.1 Gusseisenwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.3.3.2 Stahlguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.3.3 Aluminium- und Magnesiumgusswerkstoffe . . . . . . . . . . . 442.3.3.4 Kupfergusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.3.5 Mechanische Kennwerte wichtiger Gusswerkstoffe . . . . . . . 44

8 Inhaltsverzeichnis

2.4 Gussteilgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3 Umformen 493.1 Begriffe, Ordnungsgesichtspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.1.1 Definitionen und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.1.2 Einordnungsgesichtspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.2 Stellung und Bedeutung der Umformverfahren im Rahmen der Fertigungstechnik . 513.2.1 Historische Entwicklung der Metallerzeugung und der mechanischen Me-

tallbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.2.2 Vergleich der Umformverfahren mit anderen „mechanischen Formge-

bungsverfahren“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.2.3 Typische Einsatzgebiete der Umform- und Zerteiltechnik . . . . . . . . . . 533.2.4 Besonderheiten und Entwicklungstrends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.3 Ausgewählte Grundlagen der Umformtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.4 Typische Prozesse und Verfahren der umformenden Halbzeugfertigung . . . . . . . 68

3.4.1 Wichtige Prozessketten der Halbzeugfertigung . . . . . . . . . . . . . . . 683.4.2 Ausgewählte Umformverfahren zur Halbzeugfertigung . . . . . . . . . . . 70

3.4.2.1 Verfahrensübersicht Walzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.4.2.2 Verfahrensübersicht Freiformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.4.2.3 Verfahrensübersicht Durchdrücken – Strangpressen . . . . . . . 743.4.2.4 Verfahrensübersicht Durchziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.4.2.5 Verfahrensübersicht Biegeumformen . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.5 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Massivumformung . . . . . . . . . . . . 783.5.1 Stauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.5.1.1 Verfahrensübersicht Stauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.5.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Stauchens . . . . . . . . . . 79

3.5.2 Freiformschmieden und Rundkneten (Feinschmieden, Rundhämmern) . . . 813.5.2.1 Verfahrensübersicht Freiformschmieden . . . . . . . . . . . . . 813.5.2.2 Bedeutung und Besonderheiten des Freiformschmiedens . . . . . 823.5.2.3 Verfahrensübersicht Rundkneten . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.5.2.4 Bedeutung und Besonderheiten des Rundknetens . . . . . . . . . 83

3.5.3 Gesenkschmieden und Warmpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.5.3.1 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen mit Grat 843.5.3.2 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen ohne

Grat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.3.3 Verfahrensübersicht zur Herstellung der Anfangsformen und

Massenverteilungs-Zwischenformen für das Gesenkschmiedenund Warmpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

3.5.3.4 Bedeutung und Besonderheiten des Gesenkschmiedens undWarmpressens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.5.4 Kaltfließpressen und Kaltschmieden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.5.4.1 Verfahrensübersicht Kaltfließpressen und Kaltschmieden . . . . 933.5.4.2 Bedeutung und Besonderheiten des Kaltfließpressens und Kalt-

schmiedens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.5.5 Walzverfahren der Teilefertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.5.5.1 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung bzw. Verän-derung von Werkstückgrundformen . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Inhaltsverzeichnis 9

3.5.5.2 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung von Neben-formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.5.5.3 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Feinbearbeitung vonOberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.6 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Blechumformung . . . . . . . . . . . . 1063.6.1 Verfahren zur Herstellung ebener Blechformteile durch Trennverfahren . . 106

3.6.1.1 Verfahrensübersicht Zerteilverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 1063.6.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Scherschneidens . . . . . . . 108

3.6.2 Verfahren zur Herstellung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . . 1103.6.2.1 Verfahrensübersicht Zug-Druck-Umformverfahren zur Erzeu-

gung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . 1103.6.2.2 Verfahrensübersicht Druck-Umformverfahren zur Erzeugung

bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . 1133.6.2.3 Verfahrensübersicht Zug-Umformverfahren zur Erzeugung bzw.

Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . . . 1143.6.2.4 Verfahrensübersicht Biege-Umformverfahren zur Erzeugung

bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . 1153.6.3 Technologischer Ablauf bei der Herstellung von Blechformteilen . . . . . 117

3.7 Werkzeuge der Umform- und Schneidtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.8 Einflussfaktoren auf die Fertigungsgenauigkeit von Umformteilen . . . . . . . . . 120

4 Trennen 1234.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.2 Trennen durch Spanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanab-

nahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.2.2.4 Hilfsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.2.2.5 Flächen und Vorschubgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.2.2.6 Eingriffsgrößen des Werkzeuges . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.2.2.7 Spanungsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.2.2.8 Werkzeuggeometrie für das Spanen mit geometrisch bestimmter

Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.2.2.9 Werkzeugverschleiß / Standbegriffe und Spanbildung . . . . . . 1374.2.2.10 Schneidstoffe (geometrisch bestimmte Schneide) . . . . . . . . . 1404.2.2.11 Kühlschmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434.2.2.12 Schnittkraftberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.3 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1 Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.3.1.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1.2 Drehverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1.3 Drehwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.3.1.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

4.3.2 Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

10 Inhaltsverzeichnis

4.3.2.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.3.2.2 Fräsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.3.2.3 Fräswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.3.2.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

4.3.3 Bohren, Senken, Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.3.3.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.3.3.2 Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.3.3.3 Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.3.3.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

4.3.4 Hobeln und Stoßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.3.5 Räumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

4.3.5.1 Räumverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.3.5.2 Räumwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.3.5.3 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

4.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.4.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.4.2 Schleifverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.4.3 Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

4.4.3.1 Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.4.3.2 Form der Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.4.3.3 Zusammensetzung der Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . 169

4.4.4 Schleifscheibenvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.4.4.1 Auswuchten der Schleifscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.4.4.2 Abrichten der Schleifscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

4.4.5 Kenngrößen des Schleifprozesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.4.5.1 Außenrund-Einstechschleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.4.5.2 Geschwindigkeitsquotient q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.5.3 Verschleißquotient G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

4.4.6 Honen und Läppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.6.1 Honen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.6.2 Läppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

4.5 Trennen durch Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.5.1 Funkenerosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.5.1.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.5.1.2 Anlagentechnik zum funkenerosiven Schneiden . . . . . . . . . 1854.5.1.3 Anlagentechnik zum funkenerosiven Senken . . . . . . . . . . . 186

4.5.2 Wasserstrahltechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.5.2.1 Verfahrensgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1934.5.2.2 Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.5.2.3 Verfahrensmerkmale (Kerbtiefe, Schnittfläche, Schnittfuge) . . . 1994.5.2.4 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1994.5.2.5 Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Verfahrens . . . . 200

4.5.3 Laserstrahltechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.5.3.1 Grundlagen zum Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.5.3.2 Entstehung und Besonderheiten von Laserlicht . . . . . . . . . . 2014.5.3.3 Lasertypen zur Materialbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . 2024.5.3.4 Nd:YAG-Festkörperlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Inhaltsverzeichnis 11

4.5.3.5 CO2-Gaslaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2044.5.3.6 Diodenlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2054.5.3.7 Excimerlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2064.5.3.8 Vorteile des Werkzeuges Laserstrahl . . . . . . . . . . . . . . . 2064.5.3.9 Verfahren der Lasermaterialbearbeitung . . . . . . . . . . . . . 207

5 Fügen 2115.1 Einführung in die Fügetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

5.1.1 Einteilung der Fügeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2115.1.1.1 Schweißbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

5.2 Schweißen mit Lichtbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.1 Grundlagen der Lichtbogentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.2 Lichtbogenhandschweißen (E-Hand) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

5.2.2.1 Prinzipskizze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.2.3 Schutzgasschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

5.2.3.1 Übersicht und Gemeinsamkeiten der Verfahren . . . . . . . . . . 2295.2.3.2 Metall-Schutzgasschweißen (MSG) . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.2.3.3 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) . . . . . . . . . . . . . . . 2345.2.3.4 Plasmaschweißen (WPL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

5.2.4 Unterpulverschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2385.2.4.1 Verfahrensprinzip und Schweißausrüstung . . . . . . . . . . . . 2385.2.4.2 Anwendung des UP-Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

5.3 Widerstandspressschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.3.1 Physikalische Grundlagen des Widerstandspressschweißens . . . . . . . . 2395.3.2 Punktschweißen (RP-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

5.3.2.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.3.2.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.4 Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.5 Schweißpunkteinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.3.2.6 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

5.3.3 Rollennahtschweißen (RR-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2465.3.3.4 Einrichtungen zum Rollennahtschweißen . . . . . . . . . . . . . 2465.3.3.5 Schweißstromart und Stromtaktprogramme . . . . . . . . . . . . 2475.3.3.6 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

5.3.4 Buckelschweißen (RB-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.3.4.4 Elektroden zum Buckelschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.3.4.5 Buckel zum Widerstandsschweißen (auszugsweise) . . . . . . . 2505.3.4.6 Einrichtungen zum Buckelschweißen . . . . . . . . . . . . . . . 2505.3.4.7 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

5.3.5 Abbrennstumpfschweißen (RA-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

12 Inhaltsverzeichnis

5.3.5.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2515.3.5.2 Einsatzmöglichkeiten (auszugsweise) . . . . . . . . . . . . . . . 2525.3.5.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2535.3.5.4 Einrichtungen zum Abbrennstumpfschweißen . . . . . . . . . . 2535.3.5.5 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

5.4 Schweißen durch Bewegungsenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.4.1 Grundlagen zur schweißtechnischen Nutzung kinetischer Energie . . . . . 2545.4.2 Reibschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

5.4.2.1 Verfahrensprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.4.2.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.4.2.3 Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2575.4.2.4 Konstruktive Gestaltung und Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . 2575.4.2.5 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

5.5 Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.5.1 Physikalisch-chemische Grundlagen des Lötens . . . . . . . . . . . . . . . 2595.5.2 Oberflächenaktivierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2615.5.3 Lötverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2635.5.4 Lote und Grundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2695.5.5 Gestaltung von Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2715.5.6 Allgemeine Anforderungen an Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 272

5.6 Kleben – adhäsives Verbinden von Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2735.6.1 Kann man sich auf geklebte Erzeugnisse verlassen? . . . . . . . . . . . . . 2735.6.2 Warum ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich? . . . . . . . . . . . . 2735.6.3 Der Klebstoff: erst flüssig, dann fest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2755.6.4 Verarbeitung von Klebstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.6.5 Gestaltung von Klebverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.6.6 Qualitätssicherung in der Klebtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5.7 Fügen durch Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.7.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.7.2 Durchsetzfügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

5.7.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2795.7.2.2 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.7.2.3 Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.7.2.4 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

5.7.3 Stanznieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2825.7.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2825.7.3.2 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2835.7.3.3 Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2835.7.3.4 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

6 Beschichten 2856.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2856.2 Verfahrensübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3 Beschichten aus dem flüssigen oder plastischen Zustand . . . . . . . . . . . . . . . 286

6.3.1 Emaillieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3.2 Lackieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3.3 Schmelztauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

Inhaltsverzeichnis 13

6.4 Beschichten aus dem festen Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2876.4.1 Thermisches Spritzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2876.4.2 Auftragschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2946.4.3 Auftraglöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2966.4.4 Wirbelsintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

6.5 Beschichten aus dem gasförmigen, dampfförmigen oder ionisierten Zustand . . . . 2986.5.1 PVD-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2986.5.2 CVD-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2986.5.3 Elektrolytisches Abscheiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2996.5.4 Chemisches Abscheiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

7 Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung 3017.1 Definitionen, Ziele, metallkundliche Effekte und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . 3017.2 Wärmebehandlungsprozesse für Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

7.2.1 Thermische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3047.2.2 Thermochemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3117.2.3 Thermomechanische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

7.3 Bemerkungen zur fertigungstechnischen Realisierung . . . . . . . . . . . . . . . . 3187.4 Stellung der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . 319

8 Rapid Prototyping 3218.1 Prototypen in der Produktentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3218.2 Das Grundprinzip des Rapid Prototyping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3228.3 Die Rapid Prototyping-Prozesskette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

8.3.1 3D-CAD-Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3238.3.2 STL-Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3248.3.3 Rapid Prototyping-Datenaufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3258.3.4 Rapid Prototyping-Bauprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3268.3.5 Finishbearbeitung und Folgeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

8.4 Industrielle Rapid Prototyping-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3288.4.1 Polymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3288.4.2 Laser-Sintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3308.4.3 Laminate-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3318.4.4 Extrusionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3338.4.5 3D-Drucken (Three Dimensional Printing – 3DP) . . . . . . . . . . . . . . 335

8.5 Folgetechniken und Rapid Tooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3368.6 Tendenzen der Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

9 Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen 3399.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

9.1.1 Aufgaben und Ziele der Fertigungsprozessgestaltung . . . . . . . . . . . . 3399.1.2 Einflussgrößen auf den Planungsaufwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

9.2 Grundlagen und Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1 Gliederung der Fertigungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

9.2.1.1 Prozesselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1.2 Mengenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1.3 Organisationsstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

14 Einleitung

9.2.2 Funktionelle Flächeneinteilung am Einzelteil . . . . . . . . . . . . . . . . 3479.2.3 Bestimmflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

9.3 Ausarbeiten von Fertigungsprozessen der Teilefertigung . . . . . . . . . . . . . . 3519.3.1 Prüfen der konstruktiven / funktionellen Anforderungen . . . . . . . . . . 3519.3.2 Auswahl der Planungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3519.3.3 Generierendes Ausarbeiten des Fertigungsprozesses . . . . . . . . . . . . 352

9.3.3.1 Tätigkeiten zur Entscheidungsfindung . . . . . . . . . . . . . . 3529.3.3.2 Ermittlung der technischen Elemente (Bearbeitungselemente)

und des Rohteiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3539.3.3.3 Prozessgrobentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3549.3.3.4 Prozessdetaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

9.4 Vergleich technologischer Varianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3619.4.1 Entscheidungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3619.4.2 Methoden zur Berechnung vergleichbarer Kosten . . . . . . . . . . . . . . 363

9.4.2.1 Kostenschema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.4.2.2 Zuschlagskalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.4.2.3 Einzelkostenkalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . 3649.4.2.4 Berechnung technologischer Einzelkosten pro Stück . . . . . . . 3669.4.2.5 Stundenkostenkalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . 369

9.4.3 Methodeneinschätzung für Variantenvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . 371

10 Literaturverzeichnis 373

1 EinleitungProf. Dr.-Ing. habil. H. Dürr

Die Fertigungslehre vermittelt die theoretischen Grundlagen zur Fertigungstechnik und zur Ge-staltung von Fertigungsprozessen der Teilefertigung (vgl. Bild 1.1).

Bild 1.1: Abgrenzung der Fertigungslehre / Fertigungstechnik

Schwerpunkt der sich anschließenden Kapitel ist die Abbildung des Basiswissens zur Herstellunggeometrisch bestimmter fester Körper aus verschiedenartigen Werkstoffen und mit unterschiedli-cher Qualität sowie die Darstellung eines Leitfadens zur Gestaltung von Fertigungsprozessen.

Unter dem Begriff „Fertigungstechnik“ werden vor allem die materiell-technischen Elemente desFertigungsprozesses verstanden. Dazu gehören u. a.

• Fertigungsverfahren,• Fertigungsmittel und

• Fertigungseinrichtungen,• Fertigungsstoffe.

, hemnitzC

16 Einleitung

Aufgabe der Fertigungsprozessgestaltung ist es, die wirtschaftliche Herstellung oder Veränderungeines durch den Konstrukteur vorgegebenen Einzelteils vorzubereiten. Sie beinhaltet u. a. die

• Analyse der Werkstoffbearbeitung und -verarbeitung,• Anwendung und Entwicklung von Fertigungsverfahren,• Verfahrens- und Werkstoffsubstitution,• Einflussnahme auf die fertigungsgerechte Konstruktion von Einzelteilen und Baugruppen,• Einflussnahme auf die optimale Wahl und Gestaltung von Fertigungsmitteln sowie Werkzeugen

und• Vorausbestimmung der notwendigen Kennwerte für den wirtschaftlich technologischen Prozess.

Die Vielzahl bekannter und zukünftiger Fertigungsverfahren zwingt zur Einordnung der einzelnenBereiche in ein überschaubares und widerspruchsfreies System. Verbindliche Festlegungen zursystematischen Einteilung der Fertigungsverfahren sind mit der Norm DIN 8580 gegeben. DieseOrdnungsprinzipien sind im Bild 1.2 dargestellt. Ausgehend vom Fertigungsziel, Teile mit

• dem geforderten Gebrauchswert,• einer möglichst geringen Anzahl von Prozessstufen (near net shape) und• möglichst geringem Aufwand an Zeit und Kosten

herzustellen, werden die wichtigsten industriellen Verfahren theoretisch und in ihrer Anwendungdargestellt. In den Ausführungen werden je nach Verfahrenshauptklasse auch neuere Entwicklun-gen und Tendenzen in der Fertigungstechnik behandelt, wie z. B.:

• Rapid Prototyping• Wasserstrahlbearbeitung• Innenhochdruckumformen• Laserschweißen

• Komplettbearbeitung auf einer Maschine• Kombination verschiedener physikalischer

Prinzipien• Umweltverträglichkeit / Trockenbearbeitung

Das Lehrbuch schließt mit einem Leitfaden zur Gestaltung von Fertigungsprozessen ab.

Bild 1.2: Systematik der Fertigungsverfahren

2 UrformenProf. Dr.-Ing. habil. J. Bast

2.1 Einführung

2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik

In Übereinstimmung mit der DIN 8580 wird das Urformen als eines der sechs möglichen Ferti-gungsverfahren eingeordnet.

Tabelle 2.1: Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580Änderungder

Zusammenhaltschaffen

Zusammenhaltbeibehalten

Zusammenhaltvermindern

Zusammenhalt vermehren

Form Hauptgruppe 1 Hauptgruppe 2Umformen

Hauptgruppe 3Trennen

Hauptgruppe 4Fügen

Hauptgruppe 5

Stoff- Urformen Hauptgruppe 6 Beschichteneigen- (Formschaffen) Stoffeigenschaftsändern durchschaft Umlagern Aussondern Einbringen

von Stoffteilchen

Urformen ist das Fertigen eines festen Körpers aus einem formlosen Stoff durch Schaffen desZusammenhalts. Hierbei treten die Stoffeigenschaften des Werkstoffes bestimmbar in Erschei-nung. Als formloser Stoff werden Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Fasern, Späne und Granulat be-zeichnet.

Die meisten urgeformten Bauteile werden aus dem flüssigen Zustand heraus erzeugt. Aus diesemGrund wird im vorliegenden Buch auch nur dieses Verfahren vorgestellt werden.

2.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess

Im technologischen Prozess der Einzelteilfertigung stellt das Urformen (Gießen) die Ausgangsstu-fe aller metallischer Einzelteile dar. Dabei lässt sich das im Bild 2.1 gezeigte Schema aufstellen.

Unter Berücksichtigung der Hauptgruppen der Fertigungsverfahren ergibt sich folgender Prozess-ablauf (Bild 2.2). Dabei unterscheidet man im Wesentlichen zwei Prozessvarianten. In Abhängig-keit von der Vergießart der Schmelze führen diese Prozessvarianten zu unterschiedlichen nachfol-genden Vorgängen, um aus dem Urformprodukt ein Fertigteil herzustellen.

, Freiberg

18 2 Urformen

Bild 2.1: Urformen im technologischen Prozess der Fertigteilfertigung

2.1.3 Blockgießen

Beim Blockgießen wird das flüssige Metall (insbesondere Stahl) in metallische Dauerformen (so-genannte Kokillen) gegossen. Durch Wärmeabfuhr erstarrt die Schmelze, und es entstehen Blöckeoder Brammen, die sogenannte Halbzeuge darstellen und die durch andere Hauptgruppenverfahrenweiter verarbeitet werden müssen.

2.1.4 Stranggießen

Aufgrund der aufwändigen Vorbereitung der Blockgießkokillen, ihrer Einschränkung in den Ab-messungen und des hohen Anteiles an erforderlichem Speisermaterial zur Kompensation der Lun-kererscheinungen wurde das Stranggießverfahren entwickelt. Bei diesem Verfahren wird das flüs-sige Metall in eine beidseitig offene (nur zu Beginn des Prozesses) am Boden verschlossene, was-sergekühlte Kokille aus Kupfer gegossen. Der zu Prozessbeginn die Kokille verschließende, soge-nannte Anfahrblock gewährleistet das Füllen der Kokille mit dem flüssigen Metall.

Durch die Wärmeabfuhr erstarrt die Schmelze von Rand und Boden her, so dass beim anschließen-den Absenken des Anfahrblocks ein Strang aus der Kokille gezogen werden kann, der im Innerennoch flüssiges Metall enthält. Durch ein kontinuierliches Nachgießen der Schmelze in die Kopf-seite der Kokille und dem darauf abgestimmten Absenken entsteht ein endloser Strang.

Erzgewinnung

Metallgewinnung

Metallurgie Schmelze Gießereiindustrie

Formgießen

TrennenFERTIGTEIL

Umformen

Trennen

StranggießenBlockgießen

2.1 Einführung 19

Bild 2.2: Prozessabläufe zur Herstellung von Fertigteilen (stark vereinfacht)

Zur Unterstützung des Abkühlprozesses wird der abgezogene Strang in einer Sekundärkühlzonemit Kühlwasser besprüht. In Übereinstimmung mit der zu fertigenden Länge wird der Strang aufdas entsprechende Maß zerteilt. Unter der Voraussetzung einer akzeptablen Strangoberfläche kannder Strang nach dem Durchlaufen eines Ofens direkt in das Walzwerk eingeleitet werden, so dassein vollständig kontinuierlicher Prozess bis zur Erzeugung eines Vorproduktes für ein Einzelteilentsteht. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der Verminderung der Gießmetallverluste, imhöheren Ausbringen, in der höheren Produktivität und in der besseren Anpassung der nachge-schalteten Verarbeitungsprozesse (Umformen).

Der Hauptanteil des geschmolzenen Stahls wird mit diesem Verfahren verarbeitet.