WSFT - Hubert Marchart · WSFT Weiß Julian 3AHWIM Seite 3 2. Umformen Umformen ist das Fertigen durch plastisches ändern der Form eines festen Körpers. Vorteile: • Kein Werkstoffverlust

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WSFT 3AHWIM

1. Fertigungstechnik-Übersicht: 1. Fertigungstechnik-Übersicht: _________________________________________________ 1 2. Umformen _______________________________________________________________ 3

2.1 Biegeumformen ________________________________________________________ 3 2.1.1. Schwenkbiegen ____________________________________________________ 4 2.1.2 Biegen von Rohren __________________________________________________ 4 2.1.3 Biegen von Profilen _________________________________________________ 4

2.2. Zugdruckumformen ____________________________________________________ 4 2.2.1 Tiefziehen (siehe B.S. 96) _____________________________________________ 4 2.2.2 Hydromechanisches Tiefziehen ( siehe B.S. 97) ___________________________ 5 2.2.3 Durchziehen _______________________________________________________ 5 2.2.4 Drücken (siehe B.S. 98) ______________________________________________ 6 2.2.5 Innenhochdruckumformen IHU (siehe B.S.98) ____________________________ 6

2.3 Zugumformen _________________________________________________________ 7 2.3.1 Längen____________________________________________________________ 7 2.3.2 Weiten ____________________________________________________________ 8 2.3.3 Tiefen ____________________________________________________________ 8

2.4 Druckumformen (siehe B.S. 100) __________________________________________ 8 2.4.1 Walzen ___________________________________________________________ 8 2.4.2 Freiformen_________________________________________________________ 9 2.4.3 Gesenkformen siehe B.S. 100 _________________________________________ 10 2.4.4 Eindrücken _______________________________________________________ 10 2.4.5 Durchdrücken siehe B.S. 101 _________________________________________ 10

2.4.5.1 Strangpressen __________________________________________________ 10 2.4.5.2 Fließpressen siehe B.S. 101 _______________________________________ 11

3. Trennen ________________________________________________________________ 12 3.1 Stanztechnik __________________________________________________________ 12

3.1.1 Scherschneiden ____________________________________________________ 12 3.1.1.1 Scherschneidverfahren ___________________________________________ 12 3.1.1.2 Schneidvorgang ________________________________________________ 13 3.1.1.3 Schneidwerkzeuge ______________________________________________ 14 3.1.1.5 Pressen der Stanztechnik _________________________________________ 18

3.2 Strahlschneiden: _______________________________________________________ 21 3.2.1 autogenes Brennschneiden ___________________________________________ 21 3.2.2 Plasma Schmelzschneiden ___________________________________________ 22 3.2.3 Laserstrahlschneiden ________________________________________________ 23 3.2.4 Wasserstrahlschneiden: ______________________________________________ 24

3.3 Funkenerosives _______________________________________________________ 24 4. Fügen __________________________________________________________________ 25

4.3 Löten _______________________________________________________________ 27 4.3.1 Lötverfahren ______________________________________________________ 30

4.4 Stift- und Bolzenverbindungen ___________________________________________ 30 4.4.1 Stifte ____________________________________________________________ 30 4.4.2 Bolzen ___________________________________________________________ 31

4.5 Keilverbindungen ______________________________________________________ 31


4.6 Passfederverbindungen _________________________________________________ 33 4.7 Profilwelle ___________________________________________________________ 34

4.7.1 Keilwelle _________________________________________________________ 34 4.7.2 Zahnwelle ________________________________________________________ 35 4.7.3 Evolventenverzahnung ______________________________________________ 36

4.8 Nieten _______________________________________________________________ 36


2. Umformen Umformen ist das Fertigen durch plastisches ändern der Form eines festen Körpers. Vorteile:

• Kein Werkstoffverlust • Verbesserte Festigkeit, keine Zerstörung der Fasern • Gute Oberflächengüte • Kostengünstig bei hohen Stückzahlen

Spannungs-Dehnungsdiagramm siehe Skizzenblatt 1, Zeichnung 1

Das Umformen erfolgt im plastischen Bereich zwischen der Streckgrenze und er Zugfestigkeit. Nur Werkstoffe mit ausreichender Zähigkeit sind umformbar. Unlegierte Stähle und Aluminium lassen sich gut umformen. Die Umformbarkeit hängt auch von der Temperatur ab:

• Erfolgt bei Raumtemperatur • Erfordert große Umformkräfte

1. Kaltumformen: Der Werkstoff verfestigt sich (Kaltverfestigung) diese muss

gegebenenfalls durch Zwischenglühen beseitigt werden (ansonsten Versprödung oder Rissbildung).

2. Warmumformen: Erfolgt über der Rekristallisationstemperatur. Die Werkstoffe lassen sich durch geringe Umformkräfte verformen. Bei langsamer Umformung tritt keine Verfestigung auf.

Die Umformbarkeit des metallischen Werkstoffes hängt auch von der Kristallinen

Struktur ab: Die Verschiebung erfolgt auf bevorzugten Gleitebenen, auf denen der Widerstand gegen die Verformung am geringsten ist. Das sind diejenigen Ebenen auf denen die Entfernung der Atome am geringsten ist.

• Kubisch-Flächenzentrierte: Hat die größere Packungsdichte und besitzt die meisten Gleitebnen. Sie lassen sich am besten umformen. z.B.: Aluminium, Kupfer, Eisen über 911°C

• Kubisch-Raumzentriert: Hat eine kleinere Packungsdichte und weniger Gleitebenen. Lassen sich gut verformen. z.B.: Chrom, Wolfram, Vanadium, Eisen unter 911°C

• Hexagonale Kristallgitter: Hat ebenfalls eine große Packungsdichte aber weniger Gleitebenen. z.B.: Magnesium, Titan

Die Umformverfahren werden nach der Beanspruchung des Werkstückquerschnitts

eingeteilt:

2.1 Biegeumformen

Beim Biegen wird nur ein Teil des Werkstücks durch Biegebeanspruchung verformt. z.B.: Rohre, Bleche, Drähte, usw. Beim Biegen werden die äußeren Bereiche des Werkstücks gedehnt, die inneren Bereiche des Werkstücks gestaucht. Dazwischen befindet sich die neutrale Faser. Skizzenblatt 2, Zeichnung1: Biegen


Der Biegradius ist der an der Innenseite des Biegeteils liegende Radius, um Risse und Querschnittsänderungen zu vermeiden darf ein Mindestbiegeradius nicht unterschritten werden.

Werkstoff Blech Rohr Stahl 1 x Blechdicke 1,5 x Rohrdurchmesser Kupfer 1,5 x Blechdicke 1,5 x Rohrdurchmesser Aluminium 2 x Blechdicke 2,5 x Rohrdurchmesser CuZn-Legierung 2,5 x Blechdicke 2 x Rohrdurchmesser

2.1.1. Schwenkbiegen Das Blech wird zwischen Ober- und Unterwange eingespannt. Die Schwenkbare Biegewange biegt das Blechstück um die Biegeschiene. Skizzenblatt 2, Zeichnung 2: Schwenkbiegemaschinen

2.1.2 Biegen von Rohren Bei Biegen von Rohren und Hohlprofilen kann es zu Verringerung des Rohrquerschnitts und zum Einknicken kommen. Eine unzulässige Verformung des Querschnitts erfolgt bei:

• Zu kleiner Biegradius • Zu dünne Wandstärken • Zu große Rohrdurchmesser

Das Einquetschen des Querschnitts lässt sich verhindern durch:

• Einhaltung des Mindestbiegeradius • Füllen des Hohlraumes mit einer Masse • Eine Zugfeder einziehen • Biege von Rohren mit einer Rohrbiegemaschine

2.1.3 Biegen von Profilen Profilierte Stangen sind meist aus Stahl oder Aluminium. Die hohen Stege nehmen die Zug- und Druckspannung auf. Biegarbeiten werden mithilfe von Biegevorrichtungen durchgeführt. Beim scharfkantigen Biegen von Profilen muss eine Gehrung ausgeklinkt

2.2. Zugdruckumformen

Bei diesem Vorgang werden Teile des Werkstücks gestaucht und andere gedehnt (Zug- und Druckkräfte).

2.2.1 Tiefziehen (siehe B.S. 96) Der Zuschnitt(Blechronde) wird durch den Niederhalter auf die Ziehmatrize gepresst. Der Ziehstempel zieht das Blech durch die gerundete Ziehkante in die Matrize. Der Niederhalter verhindert die Bildung von Falten. Der richtige Ziehspalt ist etwas größer als die Blechdicke damit der Werkstoff richtig fließen kann. Skizzenblatt 2, Zeichnung 3: Tiefziehen vor der Bearbeitung Skizzenblatt 2, Zeichnung 4: Tiefziehen nach der Bearbeitung


Ziehverhältnis:

Das Ziehverhältnis β ist das Verhältnis des Rondendurchmesser D zum Stempeldurchmesser d1 ist bei Ziehteilen das Ziehverhältnis zu groß wird in mehreren Stufen gezogen. Skizzenblatt 2, Zeichnung 5: Tiefziehen in mehreren Schritten Skizzenblatt 3, Beispiel 1: Tiefziehen eines Zylindrischen Napfes ohne Rand aus CuZn 37w

Am fertigen können Fehler auftreten: • Falten verursacht durch zu geringe Niederhalterkraft • Risse verursach durch Werkstofffehler, Niederhalterkraft zu groß, Ziehspalt zu klein • Ziehriefen verursacht durch Verschleiß am Ziehring, unzureichende Schmierung,

Ziehspalt zu klein Beim Tiefziehen werden Ziehöle und Ziehfette eingesetzt um die Reibung und den Verschleiß zu verringern und die Oberfläche zu verbessern. Diese Schmiermittel müssen auch bei hoher Flächenpressung am Blech haften.

2.2.2 Hydromechanisches Tiefziehen ( siehe B.S. 97) Das Ziehwerkzeug besteht aus dem Ziehstempel dem Niederhalter und dem Wasserkasten. Der Blechzuschnitt wird auf die Dichtung auf den Wasserkasten gelegt und durch den Niederhalter gespannt. Während des Tiefziehens wird das Blech durch die Druckflüssigkeit an den Stempel gepresst => es entfällt die Ziehmatrize. Vorteile:

• Größeres Ziehverhältnis erzielbar • Bessere Oberfläche da keine Reibung am Ziehring • Geringere Fertigungskosten da geringer Werkzeugkosten

Skizzenblatt 3, Zeichnung 2: Hydromechanisches Tiefziehen

2.2.3 Durchziehen Beim Durchziehen werden Werkstücke durch ein sich verengendes Ziehwerkzeug (Matrize) Man erhält formgenau Erzeugnisse mit kleiner Rautiefe. Beim Durchziehen wird unterschieden zwischen:

• Vollstrangziehen: Draht, Stange, Kreis, Vierkant, Sechskant

Ziehwerkzeug


• Hohlstrangziehen: Rohre

Beim Ziehen von Rohren wird ein in der Mitte befindliches Werkzeug (Stopfen, Dorn) um eine definierte Wandstärke zu erzielen. Bei langen Rohren wird das Innenwerkzeug „fliegend“ geführt. Der Außendurchmesser des Innenwerkzeugs ist geringfügig größer als der Matrizendurchmesser. Das Innenwerkzeug setzt sich beim Ziehvorgang vor der Matrize fest um das zu reduzierende Rohr fließt zwischen Matrize und Innenwerkzeug durch. Die Matrizen sind meist aus Hartmetall.

2.2.4 Drücken (siehe B.S. 98) Das Drückverfahren dient zur Herstellung rotationssymmetrischer Hohlkörper. Ein runder Blechzuschnitt (Ronde) wird mit einer Drückrolle an eine rotierende Form gepresst. Dadurch lassen sich Stahlbleche bis zu 20mm umformen z.B.: Kessel für Großküchen, Lampenschirme, Stahlfelgen, usw.

2.2.5 Innenhochdruckumformen IHU (siehe B.S.98)

Ziehwerkzeug

Drückform

Rolle

Gegenhalter


Beim Innenhochdruckumformen werden Rohren werden Rohre durch aufweiten mit Druckflüssigkeit in anders geformte Hohlkörper umgeformt.

Die geraden oder gebogenen Rohrabschnitte werden in die zweiteilige Werkzeugform(Kontur des herzustellenden Fertigteils) eingelegt. Das Werkzeug wird durch eine hydraulische Presse geschlossen. Die beiden Rohrenden werden durch Dichtstempel verschlossen und Druckflüssigkeit (Wasser-Öl-Emulsion) in das Rohr gepresst. In dem Umformvorgang wird das Rohr durch den hohen Druck (bis zu 4000bar) aufgeweitet. Gleichzeitig werden die Rohrenden durch die Dichtstempel gestaucht. Kernpunkt der Regelung ist die Abstimmung des Innendrucks und der Dichtstempelbewegungen.

• Vorteile:

o Hohe gleichmäßige Festigkeit durch Kaltverformung o Herstellung komplex geformter Hohlkörper aus einem Stück die mit anderen

Fertigungsverfahren nur aus mehreren Teilen herstellbar sind o Hohe Form und Maßgenauigkeit

• Nachteile: o Hohe Investitionskosten o Lange Taktzeiten im vergleich zum normalen Tiefziehen

2.3 Zugumformen

Das gesamte Werkstück wird in Zugrichtung gedehnt.

2.3.1 Längen Durch Längen (Steckrichten) wird das Werkstück gedehnt. Man kann Stäbe, Drähte und Blech richten.


2.3.2 Weiten Das Weiten von Rohren und Ringen erfolgt mechanisch mit Spreizwerkzeugen (Dorn, Spreizzange)

2.3.3 Tiefen Durch Tiefen erhält man gewölbte Werkstücke. Das Blech wird eingespannt und ein Formstempel wird gegen das Blech gedrückt. Skizzenblatt 3, Zeichnung 6: Tiefen

2.4 Druckumformen (siehe B.S. 100)

2.4.1 Walzen Das Walzen erfolgt mit einem oder mehreren sich drehenden Werkzeugen (Walzen). Dient zur Herstellung von Blechen, Profilen, Rohren Walzen von schweren Profilen:

Diese Profile (Stahlträger, Eisenbahnschienen, Vorzeug für Rohre) werden mit einem Universal Walzgerüst hergestellt. Sind schnell umrüstbar. Walzen von Rohren:

Herstellung von nahtlosen Rohren erfolgt in drei Schritten. 1. Lochen des Blocks durch Schrägwalen durch zwei Kegelwalzen und einen Dorn =>

Dickwandiges Rohr 2. Strecken des bereits gelochten Hohlblocks im Stopfenwalzengerüst =>

Das Rohr wird in der Wanddicke verringert und gegebenenfalls in Durchmesser reduziert

3. Reduzierung in der Wandstärke und Aufweiten auf den gewünschten Außendurchmesser

Walzen von Breitbändern:

Die Breitbänder werden zunächst durch Warmwalzen hergestellt. Mittels Kaltwalzen werden sie zu Blechen mit hoher Qualität gewalzen. Da die Kräfte auf die Arbeitswalzen groß sind und sich durchbiegen werden

sie durch Stützwalzen abgestützt.


Das Feinblech wir mit Haspeln (Spulenförmige Vorrichtung zum Auf und Abwickeln) in Coils(Spule) aufgewickelt und anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen => Befreiung der Kaltverfestigung und der Spannungen Ringwalzen:

Erfolgt mit einem gelochten Rohling welcher durch zwei Walzen geweitet wird. Die Höhe des Rings wird mit zwei Kegelwalzen erzeugt.

2.4.2 Freiformen Beim Schmieden werden die Werkstücke im glühenden Zustand durch gezielte Schläge umgeformt. Die Schmiedetemperatur richtet sich nach dem Werkstoff und wird aus Tabellen entnommen

# Unter der Endschmiedetemperatur darf nicht geschmiedet werden da sich sonst Risse bilden können.

Werkstoff Anfang Ende

Baustahl 1250°C 780°C

Werkzeugstahl 1000°C 800°C

Schnellarbeitsstahl 1150°C 900°C

Schmiedetemperatur


Die Schmiedbarkeit nimmt mit zunehmendem C-Gehalt ab. Da beim Schmieden der Fasernverlauf im Werkstück nicht unterbrochen wird ist die Festigkeit schmiedete Teile größer als bei spannend hergestellten Teilen. => Der Werkstoff wird durch das Schmieden weniger Rissempfindlichkeit. Geschmiedete Werkstücke verwendet man bevorzugt wenn hohe Statische und Dynamische Belastungen vorliegen.

2.4.3 Gesenkformen siehe B.S. 100 Beim Gesenkformen wird das Schmiedstück völlig vom geschlossenen Werkstück (zweiteilige Gesenk) umschlossen. Gesenk sind Stahlformen aus warmfesten Werkszeugstahl Sie werden Stak auf Verschleiß beansprucht und müssen alle 10.000-100.000 Stücken ersetzt werden. Die Herstellung der Gesenke erfolgt mittels Ausfräsen oder Erodieren. Werkstücken mit großen Querschnittsunterschieden müssen in mehreren Stufen gefertigt werden. Nach dem Schmiedevorgang muss der entstandene Grat entfernt werden. Durch Gesenkschmieden werden vor allem Sicherheitsrelevante Teile hergestellt z.B.: Kurbelwelle, Pleuel, Zahnräder, Lasthaken,... Da die Kosten für ein Gesenk hoch sind muss eine Mindestanzahl hergestellt werden. Vorteile:

• Geringe Werkstoffverlust • Günstige Faserverlauf • Hohe Wiederherstellungsgenauigkeit

2.4.4 Eindrücken Beim Eindrücken dringt das Werkszeug unter großer Kraft in das Werkstück ein. Es werden zwei Verfahren unterschieden:

• Mit drehender Bewegung des Werkzeugs z.B.: Rändeln, Gewinde pressen • Mit geradliniger Bewegung des Werkzeugs z.B.: Prägen, Einsenken von

Innen-Sechskant bzw. Kreuzschlitz

2.4.5 Durchdrücken siehe B.S. 101

2.4.5.1 Strangpressen

Beim Strangpressen werden lange Profile erzeugt, welche durch Walzen nicht herstellbar sind. Der Stempel drückt den Werkstoff durch eine profilierte Matrize zu einem Strang (voller oder hohler Querschnitt). Das Strangpressen wird vor allem für Aluminium (Konstruktionsprofile, Kühlkörper, Fensterprofile) und Kupfer verwendet.

• Vorwärtsstrangpressen


• Rückwärtsstrangpressen

2.4.5.2 Fließpressen siehe B.S. 101

Bei Fließpressen werden Platinen mittels eines Stempels zu einem Werkstück(mit kleineren Abmessungen) gepresst. Es lassen sich Wanddicken von 0.1 bist 1,5mm und Höhen von 250mm in einen Arbeitsgang herstellen. Zum Fließpressen eigenen sich Aluminium, Kupfer und Stahl mit geringen C-Gehalt. Nach der Fließrichtung des Werkstoffs unterteilt man:

• Vorwärtsfließpressen: Fließpressen mit Werkstofffluss in Wirkrichtung des Stempels. Das Material fließt durch den Stempeldruck durch die Matrize.

• Rückwärtsfließpressen: Fließpressen mit Werkstofffluss entgegen der Wirkrichtung

des Stempels. Das Material fließt entgegensetzt zur Stempelbewegung durch den Spalt zwischen Stempel und Matrize z.B.: Tuben aus Aluminium, Hülsen.


3. Trennen

3.1 Stanztechnik

Stanzen gehört zu den Spanlosen Fertigungsverfahren und umfasst Schneid- und Umformverfahren.

3.1.1 Scherschneiden Scherschneiden ist das Zerteilen von Werkstoffen durch zwei Schneiden, die sich aneinander vorbeibewegen Der Verlauf der Schnittlinien kann offen oder geschlossen sein.

3.1.1.1 Scherschneidverfahren

• Ausschneiden: Ist das Schneiden längs einer geschlossenen Schnittlinie zur

Herstellung der Außenform eines Werkstücks. • Lochen: Ist das Schneiden längs einer geschlossen Schnittlinie zur Herstellung

beliebiger Innenformen.

• Abschneiden: Ist das Schneiden längs einer offenen Schnittlinie. Das Abschneiden kann mit oder ohne Abfallen erfolgen.

• Ausklinken: Ist das Herausschneiden von Flächenteilen an der Außenform längs einer

offenen Schnittlinie.

• Einscheiden: Ist das Teilweise Trennen am Werkstück längs einer offenen Schnittlinie

• Abgratschneiden: Ist das Entfernen and Guss, Schmiede oder Formpressteilen.

• Beschneiden: Ist das Trennen von Rändern oder Bearbeitungszugaben längs einer offenen oder geschlossenen Schnittlinie.

• Knabberschneiden: Ist das Stückweise Abtrennen von Werkstoffteilchen entlang einer

offenen Schnittlinie bei einer beliebigen verlaufenden Vorschublinie.


• Feinschneiden: Ist das Schneiden eines Werkstoffs zur Herstellung von Innen und

Außenformen die Rechtwinkelig zu Planfläche liegen und eine geringe Oberflächenrauheit aufweisen.

3.1.1.2 Schneidvorgang

1. Elastische Verformung: Der Werkstoff wird durch den eindringen Stempel elastische

verformt 2. Plastische Verformung: Beim weiteren Eindringen des Stempels wird die

Elastizitätsgrenze überschritten => bleibende Verformung 3. Abscherung: Der Werkstoff an der Schneidkante der Schneidplatte und des

Schneidstempels abgeschert 4. Bruch: Die Festigkeit des Restquerschnitts ist jetzt so gering das der Bruch eintritt.

Schneispalt (TB. Seite 316)

Der Schneidspalt ist der Abstand zwischen der Schneidkante des Stempels und der Schneidkante der Schneidplatte. Der Schneidspalt hängt von der Dicke des Werkstücks und der Art des Werkstoffs ab. (ca. 2-5% der Blechdicke.

Von der Breit des Schnittspalts hängen folgende Größen ab:

• Die Oberflächengüte der Schnittfläche • Gratbildung • Verschleiß der Feiflächen an Stempel und Schneidplatte => Standmenge(Anzahl der

gefertigten Teile zwischen zwei Scharfschliffen) • Schneidkraft, Schneiarbeit • Abstreifkraft

Schneidkraft:

Die Berechnung der Schneidkraft ist notwendig um für das Schnittteil die Presse festzulegen. Die zum Trennen erforderliche Schneidkraft F ist abhängig von der Schnittfläche S und der maximalen Scherfestigkeit tabmax Schnittfläche: S=l*s Max Scherfestigkeit: tabmax = 0,8 * Rmmax


Schneidkraft: F= s Tabmax

3.1.1.3 Schneidwerkzeuge

Einteilung nach der Führungsart: • Schneidwerkzeuge ohne Führung: Der Stempel wird gegenüber der Matrize innerhalb

des Werkzeugs nicht geführt. Die Führung übernimmt der Pressenstößel. Anwendung zum Ausschneiden bei einfachen Werkstücken und geringen Stückzahlen

• Schneidwerkzeuge mit Plattenführung: Der Stempel wird durch eine Führungsplatte

geführt, welche mit der Schneidplatte fest verstiftet und verschraubt ist. Beim Rückhub übernimmt die Führungsplatt das abstreifen. Anwendung für mittlere und hohe Stückzahlen.

• Schneidwerkzeuge mit Säulenführung: Besitzen die gesamte Führung. Die Führung

besteht aus 2 oder 4 gehärteten Führungssäulen die in Gleitbuchsen oder Wälzlagern geführt werden


Einteilung nach dem Fertigungsablauf:

• Einverfahren-Schneidwerkzeug: Beim Einverfahren-Werkzeug kommt immer nur ein Schneidverfahren (Ausschneiden, Lochen) zur Anwendung. Das Werkstück wird mit einem Stempel fertig ausgeschnitten. Nach dem Arbeitshub zieht der Stempel den Blechstreifen mit und zeih in über den Anlagestift. Das Blech wird an der Führungsplatte abgestreift und bis zum Anschlag weitergeschoben.

• Mehrverfahren-Schneidwerkzeug:

o Folgeschneidwerkzeug: Bei Folgeschneidverfahren werden verschiedenartige (Lochen, Ausschneiden) nacheinander in einem Werkzeug angewendet. Die Form des Werkstücks wird durch mehrere aufeinander folgende Stempel erzeugt. Bei dem Folgeschneidwerkzeug auf dem Skizzenblatt werden folgende Schritte ausgeführt. Zuerst wird mit dem Lochstempel gelocht. Das fertige Werkstück wird ausgeschnitten.

o Gesamtschneidwerkzeug: Stellen die Außen und Innenform eines Schnittteils in einem Arbeitshub her. Dadurch werden Lageabweichungen zwischen Außen- und Innenform verringert.

o Folgeverbundwerkzeug:

Streifenführung (WZB.S.26):

Die Streifenführung hat die Aufgabe sicher durch das Werkzeug zu führen und ein Ausknicken des Abfallgitters nach Oben zu verhindern.


• Zwischenlagen: werden bei Werkzeugen mit Plattenführung verwendet. Die

Zwischenlagen sind zwischen der Schneidplatte und der Führungsplatte angeordnet.

• Führungsleisten: werden bei Werkzeugen mit Säulenführung verwendet. Die Führungsleisten sind auf der Schneidplatte aufgeschraubt.

• Führungspilze: werden bei Gesamtschneidwerkzeugen verwendet. Der Streifen wird

weniger geführt.

• Druckstücke: werden bei Plattenführungswerkzeugen verwendet in Verbindung mit

Zwischenlagen. Der Streifen wird gegen die Zwischenlage gedrückt. Es können auch Streifen mit einer großen Streifentoleranz geführt werden.


Vorschubbegrenzung:

Die Vorschubbegrenzung hängt von dem Schneidwerkzug und von der verlangten Genauigkeit der Teile ab.

• Anlagewinkel: Werden bei Abschneidwerkzeugen verwendet.

• Anlagestift: werden bei Werkzeugen mit Führung, ohne Führung und Gesamtschneidwerkzeugen. Ist einfach und billig in der Herstellung. Damit die Aufnahmebohrung weiter von der Schneidplatte entfernt ist wird der Anlagestift Hackenförmig ausgeführt


.

• Anlageplatte: werden für große Ausschnitte verwendet und sind im Anschlagbereich der Werkstückform angepasst.

• Suchstift: werden bei Folgeschneidwerkzeugen verwendet dadurch werden Fehler in der Lage der Außenform zur Innenform vermieden. Die Suchstifte sind meist kegelförmig und poliert damit sie leichter in die Löcher gleiten. (siehe Skizzenblatt)

3.1.1.5 Pressen der Stanztechnik

Pressen sind Werkzeugmaschinen die bei Trenn- und Umformarbeiten große Kräfte aufbringen.


• Exzenterpresse: Für leichte und mittelschwere Pressen. Zum Schneiden, Lochen und

Biegeumformen. • Kurbelpresse: Für mittelschwere und schwere Pressen. Zum Prägen, Schneiden und

Ziehen.

• Kniehebelpresse:


• Hydraulikpresse:


3.2 Strahlschneiden: Man unterscheidet zwischen thermischen und Wasserstrahlschneiden

3.2.1 autogenes Brennschneiden Wenn die Entzündungstemperatur von 1200°C überschritten wird verbrennen die unlegierte und wenig legierten Stähle mit reinen Sauerstoff. Der Werkstoff wird mit der Brenngas-Sauerstoff Flamme auf Enzzündtemperatur erwärmt und danach wird der Schneidsauerstoff hinzugeschalten. Brenngase sind Acetylen, Propan

Schneidbreite ca.2mm Werkstückdicken 5mm-1000mm Bei Dicke 5mm 800mm/min Bei Dicke 80mm 400mm/min


3.2.2 Plasma Schmelzschneiden Dient zum Trennen von legierten Stählen und nicht Eisen-Metall. Plasma ist ein elektrisch geladenes hoch erhitztes Gas. Zwischen der Wolfram-Elektrode und der Schneiddüse wird ein Pilotlichtbogen gezündet. Der Lichtbogen wird beim Düsenaustritt durch die wassergekühlte Kupferdüse eingeschnürt. Die angelegte Spannung zwischen Elektrode und Werkstück beschleunigt das Plasma auf das Werkstück zu. Der bis zu 30.000 heiße energiereiche Plasmastrahl schmilzt den Werkstoff und bläst ihn aus der Schnittfuge.

Werkstoffdicken von 5-100mm Schneidgeschwindigkeit 6m/min Trennschnitt 4m/min Güteschnitt. Schneidgase: Argon, Helium Vorteil: Schneiden aller Metalle, gute Schnittgüte Nachteil: Schutzeinrichtung gegen Lärm, Staub und Rauch notwendig


3.2.3 Laserstrahlschneiden Laserstrahlen sind gebündelte energiereiche Lichtstrahlen. Sie werden mithilfe von Gasen oder Kristallen erzeugt und durch ein Linsensystem auf die Werkstückoberfläche fokussiert. Durch die hohe Energiedichte schmilzt oder verbrennt der Werkstoff und wird von einem Gasstrahl aus der Schnittfuge geblasen

• Laserstrahl – Schmelzschneiden:

Der durch den Laserstrahl geschmolzen Werkstoff wird durch inerte Gase (Stickstoff, Argon) aus der Schnittfuge geblasen. z.B. bei nicht-rostenden Stählen, Kunststoffe, Aluminiumlegierungen, Keramik

• Laserstrahl – Brennschneiden: Der Laserstrahl erwärmt den Werkstoff auf Entzündtemperatur. Durch den Sauerstoffstrahl verbrennt der Werkstoff und wird aus der Schnittfuge geblasen.

Werkstoffdicken: 10mm bei Stahl Schneidgeschwindigkeit: 0,6m/min bei Stahl Schneidgase: Stickstoff, Argon, Sauerstoff

Vorteile: Schneiden vieler Werkstoffe möglich, gute Schnittgüte Nachteil: Schutzeinrichtung gegen Rauch und Gase notwendig, teure Maschinen


3.2.4 Wasserstrahlschneiden: Wasserstrahlschneiden arbeitet mit einem dünnen Wasserstrahl dem meist ein Strahlmittel (Abrasivmittel: Quarz-, Granat-, Korundsand) beigemischt ist um die abtragende Wirkung zu verstärken. Mit einer Pumpe wird das Schneidwasser auf einen Druck von maximal 4000 bar gebracht und dem Schneidkopf zugeleitet. Der feine Wasserstrahl 0,1mm bis 0,5mm trifft mit einer Geschwindigkeit von bis zu 800m/s und bringt damit die nötige kinetische Energie auf. Beim Wasserstrahlschneiden entsteht großer Lärm. Schwerpunkte sind die Metall-, Kunststoff-, Leder- und Steinbearbeitung. Bei dem Schneiden mit dem Abrasivwasserstrahl können Gefügeveränderungen an der Schnittkante ausgeschlossen werden => Materialforschung. Es können auf ungleichartige Werkstoffe geschnitten werden. z.B.: Keramik-Metallmischung.

Werkstoffdicke: 1mm bis 100mm Schneidgeschwindigkeit: 0,4 m/min bei Stahl 0,8 m/min bei ALU Schneidstoff: Wasser mit Abrasivmittel Vorteile:

• Schneiden aller Werkstoffe möglich • Keine Wärmebeeinflussung daher kein Verzug

Nachteile:

• Sehr hoher Lärm

3.3 Funkenerosives


Durch Funkenerosives abtragen (Erodieren) können alle elektrisch leitende Werkstoffe unabhängig von Ihrer Härte bearbeitet werden. Verwendung für schwierig herzustellende Hohlformen und Senkungen in gehärteten Stählen. Durch Funkenerosives erodieren wird die Form durch eine Elektrode hergestellt. Die Elektrode stellt das Gegenstück zur geplanten Werkstückform dar.

4. Fügen


Klebstoffarten:

• Schmelzklebestoffe: Erstarren durch Abkühlen • Nassklebstoffe: Härten durch Verdunsten eines Lösungsmittels


• Reaktionsklebstoffe: Härten durch chemische Reaktion aus. Nach der Verarbeitungstemperatur werden sie in Warm- und Kalt-Kleber unterteilt. Nach der Zusammensetzung werden sie in ein und zwei Komponentenklebern unterteilt.

Vorbehandlung der Oberfläche:

• Mechanische Vorbehandlung erfolgt durch Sandstrahlen und Schleifen. Danach sollte

das Werkstück entfettet werden. • Chemische Vorhandlung: Erfolgt durch Anätzen mittels aggressiver Chemikalien.

Aushärten: Gefügeteile müssen während des Aushärtens gegen Verschieben gesichert werden und bei einigen Klebstoffen zusätzlichen gepresst werden. Vorteile des Klebens gegenüber anderen Verbindungen:

• Unveränderte Gefügestruktur: Beim Schweißen kann es durch die Temperaturen zu Änderungen der Gefügestruktur und der mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe kommen.

• Gewichtsersparnis: Im Leichtbau werden Klebstoffe eingesetzt, da hier Teile von geringer Stärke verbunden werden.

• Dichtende Verbindung: Klebstoffe können gleichzeitig als Dichtstoff für Gase und Flüssigkeiten dienen.

• Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe: Es können Werkstoffe verbunden werden, die bei einem thermischen Fügeverfahren nicht möglich sind z.B.: Glas-Metalle, Aluminium-Stahl, Kunststoffe

• Die Werkstücke werden nicht beschädigt: Keine Bohrungen wie bei Schraubverbindungen.

Nachteile des Klebens:

• Der Klebstoff und die Oberflächenbehandlung müssen auf die zu verbindenden Werkstoffe abgestimmt werden.

• Die Alterung des Klebstoffes: Der Klebstoff unterliegt einer Alterung, welche die Gebrauchsdauer einschränkt. Für die Alterung sind mechanische (dynamische Kräfte), chemische (Lösungsmittel, Sauerstoff), physikalische (Wärme, UV-Strahlung) und biologische (Schimmelpilze) Einflüsse verantwortlich.

• Die Klebung ist temperaturbegrenzt: Bei tiefen Temperaturen Versprödung, bei hohen Temperaturen Erweichung.

• Viele Klebstoffe sind Gefahrenstoffe.

4.3 Löten

Löten ist ein stoffschlüssiges Fügen mithilfe eines geschmolzenen Zusatzmaterials => Lot. Die Schmelztemperatur des Lotes liegt unterhalb der zu verbindenden Grundwerkstoffe. Durch das Löten lassen sich gleich oder verschiedenartige metallische Werkstoffe fest, dicht und leitfähig für Strom und Wärme verbinden.


Benetzung:

Beim Löten benetzt ein geschmolzener Zusatzwerkstoff die Oberfläche des Bauteils. Das Lot dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffs löst einen Teil davon und bildet eine Legierung. Lötspalt und Lötfuge:

Ein Zwischenraum von weniger als 0,25mm wird Lötspalt bezeichnet. Ist der Zwischenraum größer => Lötfuge. Durch einen kleinen Lötspalt wird die Adhäsion zwischen Werkstück und Lot größer als die Kohäsion im flüssigen Lot. Durch die Kapillarwirkung wird das Lot in das Lötspalt gezogen.

Pk/mb = Steighöhe [mm] Lötspalttiefen über 15 mm sollen vermieden da sie ungenügend gefüllt werden. Temperaturen beim Löten:

Der Schmelzpunkt von reinem Zinn liegt bei 232°C Der Schmelzpunkt von reinem Blei liegt bei 327°C


Die Zweistofflegierung mit eutektischer Zusammensetzung (63%Zinn / 37 % Blei). Andere Zusammensetzungen haben einen Schmelzbereich.

• Schmelzbereich

Ist der Temperaturbereich des Lotes vom Beginn des Schmelzens (Soliduslinie) bis zu vollständigen Verflüssigung (Liquiduslinie)

• Lötbereich


o Arbeitstemperatur: Ist di niedrigste Oberflächentemperatur des Werkstücks bei der das Lot benetzt, fließt und legiert.

o Maximale Löttemperatur: bei Überschreiten der maximale Löttemperatur verzundert das Werkstück

4.3.1 Lötverfahren

• Weichlöten:

Die Arbeitstemperatur liegt unter 450°C und erfolgt mit Flussmittel. Anwendung bei dichtenden und leitenden Verbindungen. Anwendungsbereiche: Elektronik, Elektrotechnik, Kupferrohrinstallation, Spenglerarbeiten. Seit 2006 muss bleifrei gelötet werden. Lotlegierungen: Zinn-Blei, Zinn-Silber, Zinn-Kupfer, Zinn-Cadmium

• Hartlöten:

Die Arbeitstemperatur liegt über 450°C und erfolgt mit Flussmittel. Anwendungen bei hohen Belastungen. Anwendungsbereiche: Hartmetallplättchen auf Werkzeuge Lotlegierungen: Silber-Kupfer-Cadmium, Silber-Kupfer-Zink

• Hochtemperaturlöten:

Die Arbeitstemperatur liegt über 900°C und erfolgt ohne Flussmittel unter Schutzgas oder Vakuum. Anwendungsbereich: Raumfahrt, Reaktortechnik

Flussmittel:

Erwärmte Metalle verbinden sich rasch mit Sauerstoff und bilden eine Oxidschicht. => Diese verhindert das Benetzen durch das Lot. Zum Lösen der Oxidschicht und Verhinderung der Oxidation verwendet man Flussmittel. Das Lot dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffes ein und bildet eine Legierung. Nach dem Löten müssen die Reste des Flussmittels entfernt werden.

4.4 Stift- und Bolzenverbindungen

4.4.1 Stifte Durch das Verstiften werden Bauteile formschlüssig lösbar miteinander verbunden. Verwendungszweck:

• Passstift: verbindet Bauteile die eine genaue Lage zueinander haben sollen => zur Lagesicherung. Die eigentliche Kraftübertragung erfolgt über eine Schraubverbindung.

• Befestigungsstifte: Ist eine feste Verbindung zu Übertragung kleiner Kräfte. • Abscherstifte: schütz Maschinen vor Überbeanspruchungen und werden als Soll-

Bruchstelle eingebaut => um Schäden an Bauteile zu verhindern z.B.: zwischen Antriebs und Arbeitspindel

Stiftformen:

• Zylinderstift: Werden als Passstifte zur Lagesicherung zweier Bauteile verwendet. Ungehärtete Zylinderstifte werden in der Toleranzklasse m6 und h8 hergestellt. Gehärtete Zylinderstifte werden in der Toleranzklasse m6. Damit bei der Montage in


Grundlöchern die Luft entweichen kann werden Stifte mit Längsrillen verwendet. Zum Ausbau benötigen diese ein Innengewinde.

• Kegelstift: Werden meist als Befestigungsstifte verwendet. Er besitzt eine Kegelsteigung 1:50 und der kleinere Kegeldurchmesser wird angegeben. Die Bohrung muss gerieben werden => Kostspielig. Die Kegelstiftverbindung ist formschlüssig aber nicht rüttelfest. Bei Grundlöchern benötigt man zum Ausbau ein Innen- oder Außengewinde.

• Kerbstift: Werden als rüttelfeste Befestigungen von selten gelösten Bauteilen verwendet. Sie besitzen drei um 120° versetzen Längskerben mit Kerbwulste welche sich beim Eintreiben elastische verformen. Die Bohrung wird nicht gerieben.

• Spannstift (Spannhülse): Werden als Befestigungsstifte verwendet. Die geschlitzte Spannhülse aus Federstahl wird beim Eintreiben zusammengedrückt und legt sich elastische um die Bohrwände => fester Sitz in gebohrten Löchern (nicht gerieben)

4.4.2 Bolzen Es lassen sich zueinander bewegte Teile verbinden. Die Spielpassung macht eine Sicherung gegen das Herausfallen erforderlich. Verwendung: Gelenksverbindungen von Geständen, Achsen von Laufrädern und Rollen Bolzenformen:

• Bolzen ohne Kopf ISO 2340 Form A ohne Splintloch Form B mit Splintloch

• Bolzen mit Kopf ISO 2341 Form A ohne Splintloch Form B mit Splintloch

4.5 Keilverbindungen

Die Bauteile werden kraftschlüssig (Reibung) miteinander verbunden. Der Keil wird in die passende Nut eingetrieben. Bei der Keilverbindung müssen die Bauteile nicht gegen ein Verschieben gesichert werden. Verwendung bei Großmaschinen z.B.: Landmaschinen,


Baumaschinen. Bei rauem Betrieb und wechselseitigen Belastungen und bis zu Drehzahlen von 1200U/min. Der Keil trägt mit der oberen und unteren Fläche und hat eine Neigung 1:100. Keilformen:

• Einlegekeile (Form A) werden verwendet wenn kein Platz zum eintreiben vorhanden ist. Der Einlegekeil besitzt runde Stirnflächen und wird wie eine Passfeder in die Wellennut eingelegt. Es muss die Nabe aufgetrieben werden.

• Treibkeile (Form B) werden verwendet wenn von der einen Seite eingetrieben und wenn

von der anderen Seite ausgetrieben werden kann.

• Nasenkeile werden verwendet wenn nur von einer Seite montiert werden kann. Die

Nase dient zum Aus- und Eintreiben. Sie darf wegen der Unfallgefahr nicht über das Wellenende herausragen.

Die geringe Neigung des Keils bewirkt dass aus einer kleinen Eintreibkraft eine große Normalkraft und eine große Reibkraft entstehen. Durch das Verkeilen wird die Nabe gedehnt und die Welle gestaucht => Führt zu einer geringen Verschiebung der Mittelachsen => Beide sind nicht mehr zentrisch zueinander. Durch die Unwucht können Schwingungen entstehen.


4.6 Passfederverbindungen

Durch eine Passfederverbindung werden Bauteile formschlüssig miteinander verbunden => Mitnehmerverbindung. Verwendung im Maschinen für vorwiegend einseitig wirkende Drehmomente und schnell drehenden Wellen.

Das Drehmoment wird über die Flanken der Passfeder übertragen. Die Passfeder wird auf Abscherung und Flächenpressung beansprucht. Passfederformen:

• Passfeder rundstirnig Form A: Am häufigsten verwendet ohne Halteschraube. Die Wellennut wird mit einem Langlochfräser hergestellt.

• Passfeder geradstirnig Form B: ohne Halteschraube. Die Wellennut wird mit einem Scheibenfräser hergestellt.

• Passfeder rundstirnig Form C: wie Form A mit Halteschraube. • Passfeder geradstirnig Form D: wie Form B mit Halteschraube.

Eine Passfeder die ein Verschieben der Nabe auf der Welle ermöglicht wird Gleitfeder bezeichnet z.B.: axiale Bewegung eines Zahnrades. Scheibenfedern: Zur Übertragung von kleinen Drehmomenten bei zylindrischen und kegeligen Wellen. Wegen der tiefen Nut in der Welle ist die Belastbarkeit beschränkt. Siehe Skizzenblatt Fügen.


Berechnung der Passfeder

p=Fu-(h-t1)*l1*i*k l1… tragende Passfederlänge i… Anzahl der Passfedern k… i=1 => k=1 i=2 => k=0,75

4.7 Profilwelle

Anstatt in Wellen mehrere Passfedern einzusetzen kann man den Wellenquerschnitt als Profil ausbilden. Da keine Zwischenelemente (Passfeder, Keil) zur Übertragung der Drehmomente benötigt werden, können auch große und wechselnde Drehmomente übertragen werden.

4.7.1 Keilwelle Werden für hoch beanspruchte Mitnehmerverbindungen eingesetzt z.B.: Schaltgetriebe von Werkzeugmaschinen. Das Drehmoment wird durch eine gerade Anzahl an Nuten und Federn gleichmäßig über den Umfang verteilt übertragen. Die Nabe kann auf der Welle verschoben werden => Spielpassung.


Bei der Keilwelle unterscheidet man: • Innenzentrierung auf den Innendurchmesser d1: Besitzt einen genaueren Rundlauf.

Wird im Werkzeugbau verwendet.

• Außenzentrierung über die parallelen Seitenflächen der Mitnehmer. Sind für wechselnde und stoßartige Drehmomente geeignet.

4.7.2 Zahnwelle Durch die feinere Zahnung von Welle und Nabe werden diese weniger geschwächt => Es können größere Drehmomente übertragen werden.


4.7.3 Evolventenverzahnung Die Zähne besitzen Evolventenflanken wie bei Zahnrädern

4.8 Nieten

Durch Nieten entstehen unlösbare Verbindungen und sind je nach Wirksamkeit entweder Kraftschlüssig oder Formschlüssig. Die Anwendungsbereiche sind im Stahl und Kesselbau durch das Schweißen stark verdrängt worden. Im Leichtbau und für Blechverbindungen werden sie wirtschaftlich eingesetzt z.B. Automobilbau, Flugzeugindustrie. Vorteile des Nietens gegenüber dem Schweißen:

• Keine Gefügeveränderungen in den Bauteile • Unterschiedliche Werkstoffe können verbunden werden. • Geringer Energieverbrauch • Keine Gesundheitsgefahr durch Gase

Nietstöße:

Einschnittige Überlappungsnietung Einschnittige Einlaschennietung Zweischnittige Zweilaschennietung Nietenarten:

Vollniete: Einfach Herstellung von Nietverbindungen => Bei Sicherheitskritischen Anwendungen Die einer hohen Dauerschwingbelastung ausgesetzt sind

Halbrundniet

Senkniet

Flachrundniet


Die Werkzeuge bei der Herstellung einer Nietverbindung sind Nietenzieher, Döpper. • Kaltgeschlagene Nieten: Kaltgeschlagene Nieten übertragen die Zugkräfte in den Nieten

durch den Nietschaft. => Beanspruchung auf Abscherung und Lochleibung.

• Warmgeschlagene Nieten: Warmgeschlagene Nieten schrumpfen beim Erkalten => Es entsteht eine Klemmkraft die beide Bleche zusammenpresst.

Blindnieten: Werden verwendet wenn die Nietstelle nur von einer Seite zugänglich ist. Sie besteht aus einer Niethülse und Nietdorn mit einer Sollbruchstelle. Der Dorn wird mit einer Blindnietezange herausgezogen und reißt beim größten möglichen Anpressdruck ab.

Stanznieten: Beim Stanznieten stanzt sich der Niet seine Aufnahmebohrung selbst. • Stanznietverbindung. mit Halbhohlniet

Der Halbholniet durchstanzt das Stempelseitige Bleche weitet sich auf und verformt das untere Blech => die Verbindung ist fest und dicht.

• Stanznietverbindung mit Vollnieten.

Der Vollniet durchstanzt die Bleche und das ausgestanzte Material fällt durch die Matrize. Durch die Ansätze am Stempel und an der Matrize wird ein Werkstoff in den Hinterschneidungsbereich des Niets gedrängt.


5. Kunststoffe Kunststoffe sind synthetisch erzeugte organische Werkstoffe. Sie werden aus Erdöl durch chemische Umwandlung hergestellt. Vorteile:

• Geringe Dichte 0,9-1,4 kg /dm³ z.B.: Behälter, Fahrzeuge- und Flugzeugteile • Hart und Fest z.B.: Maschinenteile, Maschinengehäuse • Weich und elastisch z.B.: Gummibauteile wie Reifen • Elektrische Isolierwirkung z.B.: Werkzeuggriffe, Elektrobauteile, • Geringe Wärmeleitfähigkeit z.B.: Wärmedämmplatten • Beständigkeit gegenüber vielen Chemikalien

Nachteile:

• Gesundheitsschädigend • Geringe UV-Beständigkeit • Geringe Temperaturbeständigkeit zum Teil brennbar • Geringere Festigkeit als Metalle • Bei tiefen Temperaturen Versprödung

5.1 Herstellung der Kunststoffe

Ca. 6% des geförderten Erdöls wird für die Kunststoffproduktion benötigt. Die Herstellung der Kunststoffe geht vom Erdöl aus und gliedert sich in zwei Schritten.

• Synthese von reaktionsfähigen Vorprodukten (Monomere). Verknüpfung tausender Einzelmolekülen zu Makromolekülen (Polymere).

Das Kohlenstoffatom ist vierbindig => Kann maximal 4 Atome binden. CH4 Die Zusammenlagerung der Einzelmoleküle zu Makromolekülen erfolgt nach drei Reaktionsarten:

• Polymerisation: Durch Aneinanderreihung einer einzigen Monomerart durch Aufhebung der Doppelbindung entstehen Markomoleküle. Z.B.: Ethylen und Polyethylen.

• Polykondensation: Es verbinden sich Moleküle zweier Verschiedenartige Monomere zu Makromolekülen unter Abspaltung von Stoffen z.B.: Wasser, Ammoniak.


• Polyaddition: Es verbinden sich gleiche oder verschiedenartige Monomere zu Makromolekülen ohne Abspaltung von Stoffen.

5.2 Einteilung der Kunststoffe

Nach dem inneren Aufbau und dem Verhalten beim Erwärmen unterscheidet man drei Gruppen:

5.2.1 Thermoplaste Thermoplaste sind Mengenmäßig die größte Gruppe. Sie bestehen aus fadenförmigen Makromolekülen die keine Vernetzungsstellen besitzen. Bei Raumtemperatur sind die Thermoplaste hart elastisch. Mit zunehmender Temperatur werden plastisch weich und schließlich flüssig. Thermoplaste sind warm umformbar und schweißbar.

5.2.2 Duroplaste Bestehen aus fadenförmigen Makromolekülen die an vielen Stellen miteinander vernetzt sind. Duroplaste verändern ihr mechanisches Verhalten durch Erwärmung nur gering. Die Duroplastteile härten beim Urformen aus. Sie sind auch nicht schweißbar. Die flüssigen Vorprodukte bestehen aus unvernetzten Markomolekülen und werden durch Zugabe eines Härters engmaschig vernetzt.

5.2.3 Elastomere (Rubber) Sind aus fadenförmigen Makromoleküle aufgebaut die einen geringe Stellen vernetzt sind. Durch äußere Krafteinwirkung lassen sich Elastomere um mehrere hundert Prozent elastisch verformen und nehmen nach Entlastung wieder ihre Form an. Sind nicht warm umformbar und nicht schweißbar.

5.3 Additive für Thermoplastische Kunststoffe

Bei der Herstellung werden den Kunststoffen Additive zugesetzt. Sie dienen der genauen Einstellung der Materialeigenschaften auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung wie chemische und mechanische Eigenschaften. Additive sind Element die erwünschte Eigenschaften hervorheben und unerwünschte Eigenschaften abschwächen.

• Lichtschutzmittel: UV-Stabilisatoren, Alle organischen Materialien unterliegen, hervorgerufen durch Licht, Alterungsprozessen. Sonnenlicht, aber auch künstliche Lichtquellen weißen bestimmte an UV-Strahlung auf.

• Antioxidantien: Alle organischen Materialien unterliegen Alterungsprozessen hervorgerufen durch Reaktion mit Sauerstoff und beschleunigt durch Wärme (+10°C => Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit)

• Gleitmittel: o Innere Gleitmittel: Reduzieren die innere Reibung der Schmelze => Erhöhung

der Fließfähigkeit. o Äußere Gleitmittel: Wirken wie eine Schmiermittel und reduzieren die äußere

Reibung. • Antistatica: Einsatz erfolgt aus ästhetischen Gründen. • Treibmittel: sind chemische Verbindungen die durch Zersetzung in den Gaszustand

übergehen und dadurch kleine Gasbläschen bilden. • Antifogging: soll eine Beschlagsbildung verhindern. Bei Verpackungsfolien bilden sich

kleine Tröpfchen => Die Folie schwitzt. Verminderung der Transparenz: Man sieht das verpackte Gut undeutlich, Gewächshausfolien.


5.4 Formgebung der Kunststoffe

Thermoplaste werden vom Hersteller als Granulat geliefert. Duroplaste und Elastomere werden als Pulver oder Flüssigkeit angeliefert. Beim Verarbeiter erhalten die Kunststoffe durch Urformen ihre Gestalt. Die Thermoplaste werden durch Extrudieren und Spritzgießen verarbeitet.

5.4.1 Extrudieren Extrudieren ist die kontinuierliche Herstellung eines endlosen Kunststoffstranges mit einer Schneckenstrangpresse.

Der Extruder ist eine stetig arbeitende Schneckenstrangpresse mit einer vorgesetzten Profildüse. Das Kunststoffgranulat wird im beheizten Zylinder durch die drehende Schnecke verdichtet, entgast, erwärmt und plastifiziert.

5.4.1.1 Kalandrieren

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WSFT - Hubert Marchart · WSFT Weiß Julian 3AHWIM Seite 3 2. Umformen Umformen ist das Fertigen durch plastisches ändern der Form eines festen Körpers. Vorteile: • Kein Werkstoffverlust