Um ein Bauteil zu konstruieren, sollte man sich bewusst sein, welche Fertigungstechnik die geeignetste ist, um dieses herzustellen.
Die Fertigungstechniken werden danach eingeteilt, ob bei einem Verfahren die Form des Bauteils geschaffen, geändert oder beibehalten wird. Zusätzlich kann noch unterschieden werden, ob der Zusammenhalt des Werkstoffes bei der Fertigung erst entsteht oder ob er beibehalten, verkleinert oder vergrößert wird.
Welche Fertigungstechnik soll ich verwenden?
Die Entscheidung, welche Fertigungstechnik eingesetzt werden soll, hängt von folgenden Aspekten ab und beeinflusst auch ausschlaggebend die Konstruktion:
- Kosten der jeweiligen Fertigungstechnologie
- Eigenschaften vom Werkstoff (schweißbar, gießbar, umformbar, spanend gut zu bearbeiten)
- Hinterschnitte erschweren die Fertigung und schließen einige Verfahren aus
- Wirtschaftlichkeit – Handelt es sich um eine Serien- oder Einzelfertigung?
- Festigkeitsvorgaben des fertigen Produkts – die Festigkeit kann durch die Fertigung beeinflusst werden
- Gewicht – Schweißbauteile wiegen oft mehr als gebogene Bauteile aus Blech
- Umweltverträglichkeit – Ist das Verfahren sehr energieintensiv? Entstehen giftige Abfallstoffe, die aufwendig gereinigt werden?
- Termin- und Zeitdruck – Wie lange dauert die Herstellung? (Lieferzeit)
- Instandhaltungsfähigkeit – Muss das Produkt zerlegbar sein oder nicht?
- Qualität – Welche Toleranzen sind möglich?
- Optik des fertigen Produkts – Welche Oberflächengüten sind vorgegeben?
Wie bei der Auswahl des geeigneten Werkstoffes, entscheidet auch hier vor allem das vorgegebene Lastenheft über die gewählte Technologie.
Fertigungstechnik – Einteilung nach DIN 8580
Auch wenn sich viele Gelehrte von Hochschulen und Unis jetzt die Hände über dem Kopf zusammen schlagen werden – Als Ingenieur kann ich jedem das Buch Fachkunde Metall* vom Europa-Lehrmittel Verlag empfehlen. Darin werden die einzelnen Fertigungstechniken sehr schön und mit farbigen Bildern beschrieben. Natürlich reicht das enthaltene Wissen nicht für komplexe Berechnungen. Aber man erhält einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Fertigungsverfahren.
- Urformen: Ein Bauteil wird aus einem formlosen Stoff erzeugt.
- flüssig – Gießen
- plastisch, teigig – Extrudieren
- körnig, pulvrig – Sintern
- ionisiert – Galvanoplastik
- flüssig, plastisch, pulvrig – 3D Druck, Rapid Prototyping
- Umformen: Durch eine plastische Verformung wird ein neues Bauteil geschaffen.
- Druckumformen
- Zugdruckumformen
- Zugumformen
- Biegeumformen
- Schubumformen
- Trennen: Ein Bauteil wird durch Trennen aus Rohteilen hergestellt.
- Zerteilen
- Spanen
- Abtragen
- Zerlegen
- Fügen: Mehrere Bauteile werden durch Fügen zu lösbaren oder unlösbaren Verbindungen zusammen gefügt.
- Beschichten: Beim Beschichten wird dem Bauteil ein formloser Stoff als festhaftende Schicht aufgebracht.
- gas- oder dampfförmig
- flüssig oder pastenartig
- ionisiert
- fest oder körnig
- Stoffeigenschaften ändern: Hierbei werden die Stoffeigenschaften eines Werkstoffes gezielt und dauerhaft verändert. Vorwiegend durch Temperatureinwirkung.
- Umlagern (Härten oder Anlassen)
- Aussondern (Entkohlen)
- Einbringen (Aufkohlen oder auch Nitrieren)