Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure

Leseprobe

Reinhard Koether, Alexander Sauer

Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure

ISBN (Buch): 978-3-446-44831-5

ISBN (E-Book): 978-3-446-44990-9

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Inhalt

Vorwort zur 5. Auflage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.1 Aufgaben der Fertigungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.3 Auswahl von Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.4 Wesentliche Eigenscha�en der Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2 Urformende Fertigungs verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.1 Gießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.1.1 Stranggießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.1.2 Gießen in verlorene Formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.1.3 Gießen in Dauerformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.4 Verfahrensvergleich Sandguss – Kokillenguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.1.5 Gießerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.2 Sintern von Metallwerkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.2.1 Verfahrensablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.2.2 Vergleich pulvermetallurgischer Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . 492.2.3 Vorteile, Nachteile und Anwendungsfelder des Sinterns . . . . . . . . . . . 51

2.3 3D-Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.3.1 3D-Druckverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.3.2 Verfahrensvergleich 3D-Druckverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.3.3 Anwendung 3D-Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3 Umformende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.1 Grundlagen des Umformens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.2 Massivumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.2.1 Stauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

8 Inhalt

3.2.2 Frei- und Gesenkformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.2.3 Verfahrensvergleich Gesenkformen – Gießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.2.4 Walzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.2.5 Eindrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.2.6 Strangpressen und Fließpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.2.7 Verfahrensvergleich Strangpressen – Walzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.2.8 Gleitziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983.2.9 Rundkneten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.3 Blech- und Profilumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.3.1 Biegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.3.2 Tiefziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.3.3 Verfahrensvergleich Tiefziehen – Fließpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.3.4 Tiefziehen mit elastischen Werkzeugen und Wirkmedien . . . . . . . . . . 1123.3.5 Streckziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143.3.6 Walzprofilieren, Walzziehen, Walzrichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1163.3.7 Drücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.3.8 Verfahrensvergleich Drücken – Tiefziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223.3.9 Innenhochdruck-Umformen (IHU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

4 Trennende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.1 Zerteilen – Spanloses Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.1.1 Scherschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.1.2 Feinschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.1.3 Werkzeuge für Umform- und Schneidvorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

4.2 Zerspanungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.2.1 Bewegungen und Geometrie am Schneidwerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.2.2 Schnitt-, Spanungsgrößen und Spanbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.2.3 Schnittkra�, Leistungsbedarf und Hauptnutzungszeit . . . . . . . . . . . . . 1444.2.4 Schneidstoffe und Kühlschmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.2.5 Werkzeugverschleiß und Werkstückoberfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.2.6 Standzeit eines Werkzeuges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.2.7 Optimierung der Zerspanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.2.8 Zerspanbarkeit von Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674.2.9 Trends in der spanenden Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

4.3 Spanende Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmten Schneiden . . . 1724.3.1 Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.3.2 Bohren, Senken und Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.3.3 Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1824.3.4 Räumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Inhalt 9

4.3.5 Sägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1904.3.5.1 Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.3.5.2 Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

4.4 Spanende Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden 1934.4.1 Schleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.4.2 Honen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1994.4.3 Läppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.4.4 Strahlspanen, Strahlen und Reinigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2034.4.5 Entgraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

4.5 Abtragende Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2084.5.1 Erodieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2094.5.2 Verfahrensvergleich Erodieren – Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2134.5.3 Laserbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2144.5.4 Verfahrensvergleich Laserbrennschneiden – Nibbeln . . . . . . . . . . . . . 2164.5.5 Wasserstrahlschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

5 Fügende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2215.1 Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

5.2 Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.1 Autogenschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.2.2 Lichtbogenschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.2.3 Laserstrahlschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2335.2.4 Widerstandspressschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2365.2.5 Ultraschallschweißen und Reibschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

5.3 Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.3.1 Weichlöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2445.3.2 Hartlöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2465.3.3 Verfahrensvergleich Laserstrahlschweißen –

MIG/MAG-Schweißen – Hartlöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

5.4 Kleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

5.5 Fügen durch Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.5.1 Nieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.5.2 Clinchen oder Durchsetzfügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2605.5.3 Falzen und Bördeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

5.6 Schrauben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

5.7 Klipsen und Einrasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

10 Inhalt

6 Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2706.1 PVD- und CVD-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

6.2 Lackieren und Lacksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

6.3 Tauchlackieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

6.4 Spritzlackieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

6.5 Emaillieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

6.6 Thermisches Spritzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

6.7 Galvanisieren, Oxidieren und elektrolytische Tauchabscheidung . . . . . . . . . 291

6.8 Wirbelsintern und elektrostatisches Pulverbeschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

6.9 Coil Coating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

6.10 Prozesstechnische Pkw-Serienlackierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

7 Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3007.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

7.2 Gestelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

7.3 Schlitten und Tische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

7.4 Führungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

7.5 Lagerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

7.6 Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3187.6.1 Hauptantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3197.6.2 Nebenantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

7.7 Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3267.7.1 Translationsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3267.7.2 Rotationsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

7.8 Beispiele für Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3347.8.1 Spanende Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3357.8.2 Werkzeugmaschinen für die Umformung und das Zerteilen . . . . . . . . 339

8 Steuerung von Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3428.1 Aufgaben von Steuerungen in Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

8.2 Numerische Steuerung (NC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3448.2.1 Grundlagen der numerischen Steuerung (NC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3448.2.2 Wegmesssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3498.2.3 Koordinatensysteme, Achsen und Nullpunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3518.2.4 NC-Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3598.2.5 Programmiermethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Inhalt 11

8.3 Logik- und Servosteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

8.4 Konventionelle Programmsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3708.4.1 Kurvensteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3708.4.2 Kopiersteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

8.5 Digitalisieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

9 Fertigungsautomatisierung und Industrieroboter . . . . . . . . . . . . . . . . 3749.1 Fertigungsautomatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

9.1.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3749.1.2 Begriffe zur Fertigungsautomatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3779.1.3 Ziele der Fertigungsautomatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3789.1.4 Automatisierungsgrad von Fertigungssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

9.2 Aufbau automatisierter Fertigungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3829.2.1 Systembestandteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3829.2.2 Transportieren, Verketten und Puffern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3849.2.3 Sensoren zum Überwachen, Prüfen und Sichern . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

9.3 Industrieroboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3929.3.1 Handhabungsmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3929.3.2 Aufbau von Industrieroboteranlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3959.3.3 Grundbauformen von Industrierobotern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3969.3.4 Kenngrößen von Industrierobotern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3999.3.5 Greifer- und Wechselsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4019.3.6 Peripheriegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4039.3.7 Industrierobotersteuerung und -programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . 405

10 Steigerung von Flexibilität und Produktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41010.1 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

10.2 Verkürzung der Rüstzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

10.3 Verkürzen der Hauptnutzungszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

10.4 Verkürzung der Nebenzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41610.4.1 Verkürzung der Werkstückwechselzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41610.4.2 Verkürzung der Werkzeugwechselzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

10.5 Verkürzung der Durchlaufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

10.6 Verlängerung der Maschinennutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

11 Energieeffizienz in der Produktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42411.1 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

11.2 Volkswirtscha�liche Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

11.3 Technische Umsetzungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

12 Inhalt

12 Formelsammlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43112.1 Massivumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

12.2 Blech- und Profilumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

12.3 Schneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441

12.4 Zerspanungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443

13 Übungsaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45013.1 Spanende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

13.2 Spanlose Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

13.3 Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

14 Kontrollfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46314.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

14.2 Urformende Fertigungsverfahren – Gießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

14.3 Umformende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

14.4 Spanende Fertigungsverfahren und Zerspanungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 468

14.5 Fügende Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

14.6 Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

14.7 Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

14.8 CNC-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

14.9 Verfahrensvergleiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

Vorwort zur 5. Auflage

Zwei wichtige Trends bestimmen aktuell die Lage in der deutschen Industrie: Die Digitali-sierung – auch mit Industrie 4.0 bezeichnet und die zunehmende Relevanz der Ressource Energie. Beide Trends werden die Kosten in der Fertigung zukün�ig stärker beeinflussen. Gleichzeitig gilt es, die Qualität der Produkte auf hohem Niveau zu halten, um die füh-rende Position der fertigungstechnischen Industrie auf den Weltmärkten abzusichern. Wirtscha�singenieure werden bevorzugt an Schnittstellen zwischen wirtscha�lichen und technischen Aufgabenstellungen eingesetzt. Dazu gehört auch die Fertigungsplanung mit der Auslegung der Herstellungsprozesse und der Ablaufplanung für konkrete Fertigungs-au�räge. Jedoch brauchen nicht nur Fertigungsplaner fertigungstechnisches Wissen. Auch im Einkauf, in der Projektleitung oder im Controlling produzierender Unternehmen wird Know-how über Fertigungsverfahren und Fertigungsparameter benötigt, um z. B. Kosten zu beurteilen oder um die Fähigkeit von Lieferanten und mögliche Risiken wäh-rend der Beschaffung einzuschätzen. Das vorliegende Buch ist aus unseren Vorlesungen an der Fakultät für Wirtscha�singe-nieurwesen der Hochschule München entstanden. Eingeflossen sind auch unsere Erfah-rungen aus der Berufspraxis, aus Beratungsprojekten sowie Projekten an der Universität Stuttgart sowie dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das Buch will Wirtscha�singenieuren einen Überblick über die gängigen Fertigungsver-fahren zur Metallbearbeitung geben und neben den technischen Grundlagen und Abläu-fen auch die wirtscha�lichen Auswirkungen der Technik zeigen. Unsere Fertigungstechnik für Wirtscha�singenieure bietet einen kompakten Überblick über Fertigungsverfahren und Maschinen. Dazu grei� es die oben genannten Megatrends auf. Auch deshalb wendet sich das Buch nicht nur an Wirtscha�singenieure, sondern an alle, die fertigungsnahe Aufgaben zu lösen haben, also auch an Betriebswirte oder Inge-nieure, die eine Übersicht über Fertigungsverfahren bekommen wollen. Für die 5. Auflage wurde die Fertigungstechnik für Wirtscha�singenieure grundlegend inhaltlich neu bearbeitet. So konnten wir für die Modernisierung des Kapitels Umform-technik Herrn Dr. Odening gewinnen. Den additiven Fertigungsverfahren wurde wegen ihrer zunehmenden Bedeutung in der Praxis auch im Buch deutlich mehr Raum gegeben. Auch der zunehmenden Bedeutung des Energieverbrauchs in der Industrie für unsere Zu-kun� haben wir mit der Erstellung eines neuen Kapitels Rechnung getragen. Dazu wurde das Layout modernisiert, sodass das Buch jetzt auch als ebook erhältlich ist.

6 Vorwort zur 5. Auflage

Wir danken dem Carl Hanser Verlag für die beharrliche Unterstützung des Projekts. Ebenso danken wir dem Coautor der bisherigen Auflagen, Herrn Prof. Dr. Rau für die umfangreichen Vorarbeiten. Unser besonderer Dank gilt unseren Ehefrauen Ingelore Koether und Verena Sauer, die die besonderen Belastungen durch die Arbeit an diesem Buch geduldig mitgetragen haben und durch Korrektur lesen aktiv zum Gelingen beigetra-gen haben.Gauting und Stuttgart, Oktober 2016 Reinhard Koether Alexander Sauer

� 4.1 Zerteilen – Spanloses Trennen

Zerteilen ist das mechanische Trennen von Werkstücken mit Hilfe von Schneidkanten ohne die Entstehung von Spänen. In der industriellen Praxis sind von Bedeutung (Bild 4.1): � Scherschneiden, � Messerschneiden, � Beißschneiden.

TrennendeFertigungsverfahren

Zerteilen Spanen

Scherschneiden Messerschneiden

Abtragen

Beißschneiden

Normalschneiden

Feinschneiden

Bild 4.1 Gliederung der trennenden und zerteilenden Fertigungsverfahren

Das Scherschneiden ist sehr produktiv und hat deshalb eine große wirtscha�liche Bedeu-tung. Es kommt vor allem in der Blechbearbeitung zum Einsatz.Das Messer- und Beißschneiden wird vornehmlich für weiche Werkstoffe oder zum Be-schneiden eingesetzt.

Trennende Fertigungsverfahren4

126 4 Trennende Fertigungsverfahren

Eine Zusammenlegung der Trennlinien des zu schneidenden Werkstücks (Anfang und Ende) ermöglicht eine Reduzierung des Schneidaufwandes und des Verschnitts.

Schneidvorgang (Ablauf): � zunächst elastisches und dann plastisches Verformen, � Eindringen der Werkzeugschneidkanten in den Werkstoff, � Abreißen des Werkstoffs, ausgehend von den beiden Schneidkanten entlang der Trenn-

linien, beim Überschreiten der maximalen Scherspannung und � Ausbildung einer Bruchzone mit einem Kanteneinzug an der Stempelseite und einem

scharfkantigen Grat an der Schneidplattenseite des Werkstücks. Das verbleibende Restmaterial weist die gleichen Bruchzonenmerkmale auf, nur 180° umgekehrt (Bild 4.2).

Schneidkraft

Schneidplatte

Schneidspalt

SchnittzoneKanteneinzug

Bruchzone

Grathöhe

Bruchzonenbreite

Blec

hdic

ke

Butzen

Blechstreifen

Bild 4.2 Schneidvorgang und Begriffe beim Schneiden (Westkämper)

Schneidoperationen zur Werkstückbearbeitung (Bild 4.3): � Abschneiden – Halbzeugprofil wird auf Länge abgeschnitten, � Ausschneiden – ausgeschnittenes Teil ist das Werkstück, � Lochen – Werkstück erhält Löcher (Rund-, Mehrkant-, Langlöcher), � Ausklinken – seitliches Abschneiden; abgeschnittene Teile sind Abfall, � Einschneiden – seitliches Einschneiden (für evtl. Aufbiegen), � Beschneiden – Abschneiden überflüssiger Ränder nach dem Umformen.

4.1 Zerteilen – Spanloses Trennen 127

AusklinkenEinschneiden

AusschneidenAbschneiden

Bild 4.3 Schneidoperationen zur Werkstückbearbeitung (Lochmann)

Schnittkraft F

Schnittkra� bei drückendem Schnitt Fd = A ⋅ τaB

A (Breite × Dicke des Halbzeugquerschnitts)τaB Abscherbruchfestigkeit

Schnittkra� bei ziehendem Schnitt Fz = 0,5 ⋅ τaB ⋅ s2 / tan ϕ

s Blechdickeϕ Neigung der Schneide (2 . . . 6°)

4.1.1 Scherschneiden

Scherschneiden (Bild 4.4) ist das Zerteilen von Werkstücken zwischen Schneiden, die sich aneinander vorbei bewegen. Dabei können die Werkstücke erhebliche Form- und Maßab-weichungen erhalten (bez. Schnittgrat, Winkeligkeit der Schnittflächen und Ebenheit der geschnittenen Werkstücke).

Typische Scherschneidteile: Blechzuschnitte, Profil-, StangenabschnitteEinsatzbereich: Einzel- bis Massenfertigung

Verfahren

Bild 4.4 Offener und geschlossener Schnitt beim Scherschneiden (Schuler)


� aufgrund der geforderten Kontur des Werkstücks: – Offen-Schneiden – z. B. Abschneiden eines Werkstücks auf Länge – Geschlossen-Schneiden – z. B. Ausschneiden oder Lochen

� beim Schnittvorgang, mit Auswirkung auf den Schnittkra�bedarf: – Vollkantig-Schneiden – auf einmal schneiden, plötzlich wirksame Schnittkra� er-

zeugt Schnittschlag – Kreuzend-Schneiden – Schnittebene und Schneide kreuzen sich, allmählicher

Schnittvorgang, geringere Schnittkra� � nach dem Fortschreiten des Schneidvorgangs:

– Einhubiges Schneiden – vollkantig oder kreuzend, – Nibbelschneiden, Nibbeln – mehrhubig fortschreitendes Schneiden mit Abfall er-

zeugendem Schneidstempel, es lassen sich beliebige Werkstückformen erzeugen. – Kontinuierliches Schneiden – mit Rollmesser, z. B. Aufspalten von Blechcoils.

Der Schneidspalt beträgt 5 bis 10 % der Blechdicke. Bei weichen Materialien wird ein engerer, bei harten Materialien ein größerer Schneidspalt eingestellt (Bild 4.5).

s

F F F

s ss

Bild 4.5 Unterschiedliche Schneidspalte beim Scherschneiden (zu klein, richtig, zu groß)

Maschinen und Werkzeuge � manuell bediente Scheren, Exzenter- oder hydraulische Pressen; � die Werkzeuge können Universalwerkzeuge sein, für komplexere Werkstücke benötigt

man eigens angefertigte Schnittwerkzeuge. Schneid- und Umformvorgänge werden in Verbundwerkzeugen zusammengefasst.

� Universelle Formen lassen sich mit Nibbelmaschinen herstellen. Hierbei wird nicht nur die Außenkontur, sondern es werden auch Lochungen und andere Durchbrüche in einer Bearbeitung ausgeführt.

4.1 Zerteilen – Spanloses Trennen 129

WirtschaftlichkeitDie Qualität der Schneidkanten ist bestimmt durch:

� Rundung am Kanteneinzug, � Bruchfläche und Schergrat.

Erreichbare Maßgenauigkeit: IT 8 . . . 14

4.1.2 Feinschneiden

Das Feinschneiden (auch Genauschneiden) ist ein Scherschneiden zur Herstellung von Werkstücken mit glatten und weitgehend rechtwinkligen Schnittflächen.

Das Feinschneiden unterscheidet sich vom Scherschneiden dadurch, dass der Werkstoff des allseitig eingespannten Blechzuschnitts allein durch Fließen (Fließscheren), also ohne Bruch und unebene Bruchfläche, getrennt wird (Bild 4.6).

Bild 4.6 Vergleich Normal- und Feinschneiden


Typische Feinschneidteile sind: Kettenräder (Bild 4.7), Sitzbeschläge, KupplungsteileEinsatzbereich: Massenfertigung

Bild 4.7 Kettenradfertigung konventionell (oben) und mit Feinschneiden (unten) (Schuler)

Besonderheiten � Niederhalter mit Ringzacke zur Fixierung der Blechplatine, damit Blech nicht in

Schnittspalt hineingezogen wird, � enger, genauer Schnittspalt (ca. 0,5 % der Blechdicke), dadurch nur kleine Grate; � Gegenstempel verhindert Aufwölbung des Bleches, � geringere Maßtoleranzen und geringe Toleranzabweichungen durch zylindrische

Schneidplattendurchbrüche, � kein Schnittschlag, dadurch weniger Lärm und Erschütterungen und � Reduzierung der Arbeitsfolgen bis zum fertigen Werkstück.

Werkzeuge � hohe Genauigkeit erforderlich, deutlich teurer als konventionelle Schnittwerkzeuge. � Durch den Bau von Folgeverbundwerkzeugen bietet sich die Möglichkeit, an Werkstü-

cken Umformvorgänge, wie Tiefziehen, Durchsetzungen, Biegungen und Prägungen mit dem Feinschneiden zu kombinieren.

Maschinen � Feinschneidpressen müssen drei unterschiedliche Bewegungen ausführen, für

Schneid stempel, Niederhalter (Ringzackenkra�) und Gegenstempel. � Dreifach wirkende Pressen mit gesteuertem Bewegungsablauf sind notwendig. � Die engen Schneidspalte der Werkzeuge dürfen sich auch unter Belastung der Presse

nicht verändern. An Feinschneidpressen werden deshalb hohe Anforderungen bezüg-lich Stößelführung und Ständersteifigkeit gestellt.

� 11.1 Definitionen

Bei der Diskussion von Energieeffizienz ist es von Bedeutung, die unterschiedlichen Be-trachtungsebenen zu unterscheiden:

� Primärenergie umfasst den Energieinhalt aller natürlich vorkommenden Energie-träger, welche technisch noch nicht umgewandelt wurden (AGEB 2015b).

� Sekundärenergie bezeichnet den Energieinhalt von Energieträgern, die durch einen oder mehrere (chemische/physikalische) Umwandlungsschritte aus Primärenergie gewonnen wurden. Zu dieser Gruppe gehören alle Stein- und Braunkohlenprodukte sowie Mineralölprodukte, Gichtgas, Konvertergas, Kokereigas, Strom und Fernwärme (AGEB 2015b).

� Endenergie ist der Energieinhalt der Primär- bzw. Sekundärenergieträger, der dem Endverbraucher nach Abzug von Übertragungs- und Umwandlungsverlusten zur Er-zeugung von Nutzenergie zur Verfügung steht (BMWi 2014a).

� Nutzenergie ist die Form der Energie, die nach der letzten Umwandlung in den Ge-räten des Endverbrauchers zur Bereitstellung von Energiedienstleistungen, wie bei-spielsweise temperierte Räume oder transportierte Güter, bereitgestellt wird. Ver-schiedene Arten der Nutzenergie sind z. B. Wärme, Licht oder mechanische Arbeit (BMWi 2014a)

� 11.2 Volkswirtscha�liche Aspekte

Auf der Weltklimakonferenz in Paris Ende 2015 haben sich die teilnehmenden Staaten darauf verständigt, die weltweite Klimaerwärmung auf maximal 2 °C zu beschränken und sogar ein Ziel von 1,5 °C anzustreben. Das bedeutet, dass neben der Abkehr von fossilen Brennstoffen eine enorme Steigerung der Energieeffizienz vorgenommen werden muss, um den absoluten Energieverbrauch zu reduzieren. In Deutschland entfällt fast ein Drittel der verbrauchten Energie auf das verarbeitende Gewerbe und daher ist die Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion ein wesentlicher Schritt zum Erreichen der Klimaziele. Bild 11.1 zeigt die Entwicklung der Endenergie-, Brennstoff- und Stromproduktivität der Industrie von 1991 bis 2014.

Energieeffizienz in der Produktion11

11.2 Volkswirtscha�liche Aspekte 425

Der Trend zu höheren Produktivitäten ist deutlich erkennbar, wenngleich die Endenergie-produktivität nur relativ langsam steigt. Von 1991 bis 2008 zeigt sich, dass sich eine ver-mehrte Nutzung von Strom als Energieträger etabliert. Der geringere Anstieg der Endener-gieproduktivität im Vergleich zur Brennstoff- und Stromproduktivität hat seine Ursache in einer zunehmend effizienteren Umwandlung von Brennstoff und Strom in Endenergie.Die Energieproduktivität in der Industrie stieg zwischen 1995 und 2008 jährlich im Mittel um 1,7 %. Um das Ziel der Bundesregierung, die Energieproduktivität bis 2020 zu verdop-peln, realisieren zu können, wäre im verbleibenden Zeitraum eine Steigerung der gesamt-wirtscha�lichen Energieproduktivität zwischen 3 und 3,7 % pro Jahr erforderlich.

Bild 11.1 Entwicklung der Endenergie-, Brennstoff-, Strom- und CO2-Produktivität der Industrie zwischen 1991 und 2014 (BMWi 2015b; StBA 2016b; AGEB 2015a)

Ein wesentlicher Treiber zur Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion ist aus Sicht von Unternehmen neben den gesetzlichen Rahmenbedingungen der Anteil der Ener-giekosten an den Gesamtkosten, dem Umsatz oder dem Bruttoproduktionswert (Bild 11.2). Nur wenige Branchen haben Energiekosten von über 5 % bezogen auf den Bruttoproduk-tionswert. Das zeigt, dass vielfach zusätzliche Anreize geschaffen werden müssen, damit sich Unternehmen mit dem Thema Energieeffizienz auseinandersetzen.

426 11 Energieeffizienz in der Produktion

9,7%7,5%

7,3%6,6%

6,0%4,6%

3,8%3,5%

3,4%2,9%2,9%2,9%

2,4%2,4%

1,9%1,5%

1,2%1,1%1,1%1,1%1,0%1,0%0,9%0,9%0,8%0,7%

0,6%0,3%

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Gewinnung von Steinen und Erden, sonstiger BergbauKohlenbergbau

Herstellung von Glas, -waren, Keramik, Verarb. v. Steinen u. ErdenHerstellung von Papier, Pappe und Waren daraus

Metallerzeugung und -bearbeitungHerstellung von chemischen Erzeugnissen

Herstellung von TextilienHerstellung von Holz-, Flecht-, Korb- u. Korkwaren (ohne Möbel)

Dienstleistungen f. d. Bergbau u. Gewinnung v. SteinenGetränkeherstellung

Herstellung von Druckerz., Vervielf. v. Ton-, Bild-, DatenträgernHerstellung von Gummi- und KunststoffwarenHerstellung von Nahrungs- und Futtermitteln

Herstellung von MetallerzeugnissenGewinnung von Erdöl und Erdgas

Herstellung von MöbelnHerstellung von pharmazeutischen Erzeugnissen

Herstellung von sonstigen WarenHerstellung von DV-Geräten, elektron. u. opt. Erzeugnissen

Herstellung von Leder, Lederwaren und SchuhenMaschinenbau

Herstellung von elektrischen AusrüstungenSonstiger Fahrzeugbau

Reparatur u. Installation von Masch. u. AusrüstungenHerstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen

Kokerei und MineralölverarbeitungHerstellung von Bekleidung

Tabakverarbeitung

Bild 11.2 Anteil der Energiekosten am Bruttoproduktionswert in unterschiedlichen Wirtscha�s-zweigen im Jahr 2013 (StBA 2015a)

Zur effektiven Steigerung der Energieeffizienz in der Industrie ist es entscheidend, die Verwendung der Energie zu betrachten (Bild 11.3). Der Endenergieverbrauch der Indus-trie setzt sich hauptsächlich aus Energie für Wärmeanwendungen und mechanische Energie zusammen, die zusammen circa. 96 % des Energieverbrauchs ausmachen. Im Jahr 2012 beliefen sich 74 % des industriellen Endenergieverbrauchs auf Wärmeanwendungen, überwiegend in Form von Prozess- und Raumwärme. Weitere 22 % wurden für mechani-sche Energie aufgewandt. Hier liegen somit die größten Hebel zur Steigerung der Energie-effizienz. Die verbleibenden 4 % werden zu annähernd gleichen Teilen durch Kälteanwen-dungen, Beleuchtung und Informations- und Kommunikationstechnik verbraucht. Insgesamt besteht der industrielle Endenergieverbrauch zu etwa je einem Drittel aus elek-trischer Energie und Gas. Das letzte Drittel teilt sich auf Energieträger Öl, Fernwärme, Kohle und Erneuerbare Energien auf. Neben der Verbrauchshöhe ist die Betrachtung von Strom aufgrund der hohen Einsatzflexibilität interessant. Branchenübergreifende Techno-logien wie elektrische Antriebe, Drucklu�- und Pumpensysteme sowie Anlagen zur Kälte-erzeugung und Klimatisierung, aber auch mechanischer Energie und Licht finden eine breite Anwendung in der Industrie und dominieren den elektrischen Energieeinsatz der Branchen. So werden circa 73 % des industriellen Stromverbrauchs durch die Nutzung und den Betrieb von Querschnittstechnologien wie Drucklu�, Pumpen, Ventilatoren sowie Be-leuchtungseinrichtungen verursacht. Circa 27 % des industriellen Stromverbrauchs ent-fällt auf prozessspezifische Technologien – z. B. auch Härteprozesse oder Fügeprozesse.

11.3 Technische Umsetzungsbeispiele 427

74%

1%

22%1% 2%WärmeanwendungKälteanwendungmechanische EnergieIKTBeleuchtung

Endenergieverbrauch Industrienach Anwendungsbereichen

Stromverbrauch Industrie nach Anwendungsgebieten

Bild 11.3 Endenergieverbrauch in 2011 (AGEB 2014b) und Stromverbrauch 2008 (Fleiter 2008)

� 11.3 Technische Umsetzungsbeispiele

An ausgewählten technischen Beispielen werden Potenziale zur Steigerung der Energie-effizienz in der Produktion vorgestellt.Mit über 60 000 installierten Anlagen und einem bundesweiten Verbrauch von jährlich circa 16 Mrd. kWh gehören Drucklu�systeme zu den weitverbreitetsten Querschnitts tech-nologien und kommen u. a. in folgenden Bereichen zum Einsatz (BMWi 2010b):

� Pneumatik, � Aktivlu� (Drucklu� als Transportmedium), � Prozesslu� (z. B. Trocknungsprozesse) und � Vakuumtechnik.

Der Energiekostenanteil für die Drucklu�erzeugung liegt zwischen 20 und 80 % der Be-triebskosten. Der Energiekostenanteil entlang des gesamten Lebenszyklus eines Druck-lu�systems kann etwa 76 % erreichen (Dena 2006). Die Drucklu�kosten lassen sich mit Hilfe von Energieeffizienzmaßnahmen teilweise um bis zu 50 % reduzieren (BPA 2010). Einschätzungen der Industrie zeigt Bild 11.4.


Bild 11.4 Energieeffizienzpotenziale in der Druckklu� (Dena 2006)

Potenziale zur Verbrauchssenkung existieren die entlang der gesamten Prozesskette des Drucklu�systems (Dena 2012a):

� Erzeugung – Optimierung durch effizientere Kompressoren und die Integration von Drehzahlreglern und somit optimale Anpassung an den tatsächlichen Verbrauch.

� Verteilung – Verbesserung der Leitungsgeometrie und Minimierung von Leckagen zur Vermeidung von Drucklu�abfall und negativen Folgen auf Prozesszeiten und not-wendige Lu�mengen.

� Regelung und Speicherung – Drucklu�speicher stellen bei Bedarf kurzfristig Lu�-mengen zur Verfügung. Dadurch lassen sich Spitzen der Kompressorleistung reduzie-ren und die Drucklu�erzeugungsanlage kleiner und kostengünstiger gestalten.

� Wärmerückgewinnung – der überwiegende Anteil der Energie zur Erzeugung von Drucklu� wird in Wärme umgewandelt. Die Abwärme eines 18,5 kW Kompressors ersetzt bei einer Betriebszeit von 4000 Stunden pro Jahr ca. 74 000 kWh Erdgas für Heizenergie.

In Abhängigkeit der Branche kann der Anteil der Kosten für Beleuchtung an den Strom-kosten zwischen 2 und mehr als 20 % variieren. Der Energieverbrauch zur Beleuchtung kann mit unterschiedlichen Maßnahmen reduziert werden (Energieagentur NRW 2010):

� Einsatz effizienter Leuchtmittel – Beispiel: T5-Leuchtstoffröhren in Kombination mit elektronischen Vorschaltgeräten. Hiermit kann der Energieverbrauch um bis zu 90 % im Vergleich zu herkömmlichen Glühbirnen gesenkt werden.

� Lichtlenkung – Durch eine verbesserte Lichtlenkung kann die Anzahl der eingesetz-ten Leuchtstoffröhren etwa um 30 bis 50 % reduziert werden.

� Leuchtenhöhe – Durch die Verringerung der Leuchtenhöhe von 2,5 auf 2 m kann der Stromverbrauch um bis zu 20 % gesenkt werden.

11.3 Technische Umsetzungsbeispiele 429

� Lichtregelung und -steuerung – z. B. durch Bewegungsmelder oder Helligkeitssenso-ren lassen sich noch bis zu 50 % der eingesetzten Energie einsparen.

Bild 11.5 verdeutlicht die erreichbaren Einsparquoten in Abhängigkeit des vorherrschen-den Technologiestandes. Ausgehend von einer verhältnismäßig ineffizienten T8-Leucht-stoffröhre, die in der Industrie derzeit nur noch einen geringen Bestand aufweist, lässt sich der Energiebedarf um bis zu 80 % reduzieren.

Bild 11.5 Energieeffizienzpotenziale in der Beleuchtung in der Industrie (Energieagentur NRW 2010)

Aufgrund des hohen Anteils an Wärmeanwendungen in der Industrie (Bild 11.3) stellt die Abwärmerückgewinnung einen wesentlichen Hebel zur Steigerung der Energieeffizienz dar. Vor einer Verstromung von Abwärme z. B. mittels ORC-Anlagen sollte überlegt wer-den, ob die in Produktionsprozessen entstehende Abwärme nicht innerhalb der Produk-tionsprozesse weiterverwendet oder in der Produktionsperipherie genutzt werden kann. Grundsätzlich ist auch bei der Nutzung von Abwärme eine Verschlechterung der Produk-tivität oder Qualität zu vermeiden. Als Beispiel dient ein Schmiedeprozess mit Wärme-rückgewinnung (Bild 11.6)


Warmumformung mit Wärmerückgewinnung

Wärmebehandlung

Abkühlung Schmiedeteil

Umformung

Enderwärmung des Rohmaterials auf

1250°C mit Induktions-oder Gasofen

Vorwärmen Jet-Heating Induktions-erwärmung

RT → T1 T1 → T2 (< 600°C) T2 → T3

Bild 11.6 Prinzip der Nutzung von Abwärme aus Schmiedeteilen

Von den fertigen Schmiedeteilen erfolgt im dargestellten Beispiel eine Wärmeübertragung an die zu schmiedenden Rohlinge. Diese können hierbei von Raumtemperatur (RT) auf über 100 °C (T1) erwärmt werden. Anschließend können die Rohlinge mittels eines hei-ßen Prallstrahls, einem sogenannten Jet-Heating, auf unter 600 °C (T2) erwärmt, um ab-schließend mittels Induktion auf Endtemperatur (T3) gebracht zu werden. Bei der Er-hitzung vor der Induktionserwärmung sollten die Bauteile unter 600 °C verbleiben, um Verzunderung zu vermeiden. Ein solcher Aufbau kann zu einer Rückgewinnung von 0,42 PJ Abwärme pro Jahr im 2-Schicht-Betrieb bzw. zu einer Einsparung von 0,92 PJ Strom pro Jahr bei einem Wirkungsgrad des Induktionsofens von 45 % führen (Herbertz 2012).

Symbole2D-CAD/CAM 3643D-CAD/CAM 3653D-Druck 53 – Anwendung 57 – Direct Croning 56 – Fused Deposition Modelling 54 – Layer Object Manufactuing 54 – Poly Jet Verfahren 54 – selektives Lasersintern 56 – Stereolithographie 55 – Verfahrensvergleich 59

AAbbrennstumpfschweißen 241Abdichten 297Abdunstung 298Abrasiv-Wasserstrahlschneiden 218Abschneiden 126Abtragen 208 – chemisches 208 – elektrochemisches 208 – mechanisches 208 – thermisches 208

Abwärmerückgewinnung 429Achse, gesteuerte 351additive Fertigungsverfahren 53aerodynamische Lager 318aerostatische Führung 313aerostatische Lager 318Airless-Spritzen 280Anfahrblock 28Anguss 33Antriebsleistung 445Antrieb (Werkzeugmaschine) 318arbeitsgebundene Maschine 340

Arbeitsplan 20Arbeitsplatz 16Arbeitsspindel 175Arbeitszeitmodell 422arithmetische Stufung 332Asynchronmotor 319Attritor 46Aufbauschneide 158Aufbohren 177Ausbröckelung 158Ausklinken 126Ausschneiden 126Außendrehen 173Außenhonen 200Außenplanräumen 188Außenräumen 188Außenrundräumen 188Auswahl von Fertigungsverfahren 19Autogenschweißen 225Automat 377Automatisierung 377 – flexible 347

AV-Programmierung 366

BBahnsteuerung 354, 408Bandsägen 190Bandschleifen 195Bandschleifmaschine 198Bandspäne 143BDE 378Bearbeitungsstation 383Bearbeitungssystem 383Bearbeitungszentrum 337, 418bedienerarme Nachtschicht 423Beißschneiden 125

Sachwortverzeichnis

482 Sachwortverzeichnis

Belastungskenngrößen 399Beleuchtung 428Beschichten 18, 270Beschichtungsmaterial 275Beschneiden 126Beschri�en 214Bettfräsmaschine 185Bettkonstruktion 304beweglicher Frässpindel 419Bewegungsachse 395Bezugssystem 355Biegen 104, 435Blechniederhalter 115Blechniederhalterkra� 106Blechschneiden 441Blechumformen 104, 435Blindnieten 257Bohren 138, 176Bohrmaschine, stationäre 181Bördeln 262Breiten 81Buckelschweißen 240Bügelsäge 192bürstenloser Servomotor 324

CCAD 377CAM 344, 378CAP 377CAQ 378CBN – Kubisch kristallines Bornitird 155Cermets 155C-Gestell 304Chemical Vapor Deposition 271, 274chemische Industrie 15chemisches Abtragen 208Chips 207CIM 378Clinchen 260CNC 344CNC-Maschine 323CNC-Stanzmaschine 420CNC-Steuerung 346Coil Coating 296Cold Box 28Computer Aided Manufacturing – CAM 344Computerized Numerical Control – CNC 344Croningverfahren 31CVD-Verfahren 271, 274Cyber-Physisches Produktionssystem 382

DDecklackierung 298Diamant 155Diffusionslöten 242Digitalisieren 372Direct Croning 56Direct NC – DNC 344DNC 344Doppelgreifer 420Doppelgurt-Transportsystem 385Doppelstab-Käfigläufer 319Doppelungen 118Doppelwinkelhand 398Drahterodieren 211Drahtflammspritze 288Drahtziehen 99, 433Drallrichtung 179Drallwinkel 1793D-Druck 53Drehachse 355Drehen 138, 172Drehmaschine 335Drehmaschinenfutter 174Drehstrommotor 320 – Asynchronmotor 320 – Synchronmotor 324

Drehstrom-Servoantrieb 324Drehstrom-Synchronmotor 324Drehtisch 405, 416Drehwerkzeug 153 f.Drehzahl 150, 446Drehzahlsteuerung 322Drehzelle 352Drücken 118, 122Druckfließläppen 202Drucklu� 427 – schrauber 266 – spritzen 280 – systeme 427 – zerstäuber 283

Drückwalzen 87, 120Durchlaufofen 251Durchlaufzeit 420Durchsetzfügen 260

EEckenwinkel 138Editor-Programmierung 362Eindrücken 90Einfachwerkzeug 131

Sachwortverzeichnis 483

einhubiges Schneiden 128Einlegegerät 392Einrasten 268Einscheibenläppen 202Einschienenhängebahn 384Einspindelschrauber 266Einstechrundkneten 102Einstellwinkel 138Einzelmaschine 380Eisenpulverkorn 46Electro Chemical Machining (ECM) 208elektrochemisches Abtragen 208elektrochemisches Entgraten 206elektrolytische Tauchabscheidung 272, 293Elektroschrauber 266elektrostatische Pulverbeschichten 294elektrostatisches Pulverau�ragen 286elektrostatisches Spritzen 271elektrostatisches Spritzverfahren 281Elektrostauchen 77Elektrotauchemaillieren 286Elektrotauchlack 276Elektrotauchlackieren (ETL) 278Emaillieren 271, 285Endenergie 424Endenergieproduktivität 425Energieeffizienz 424Energiekosten 425Engen 120Engpassmaschine 411Entgraten 205 – elektrochemisches 206 – thermisches 206

Entgratstrahlen 204Erodieren 209, 213Exzenter 326

FFahrerloses Transportsystem 385Falten 118Falzen 118, 262Farbmittel 275Feinguss 31Feinhonen 200Feinschneiden 129Feinschneidpresse 130, 341Feinschnitt 131Fertigung, industrielle 14Fertigungsautomatisierung 374, 377 ff.Fertigungsdurchlaufzeit 421

Fertigungskosten 166Fertigungsorganisation 422Fertigungsstruktur 422Fertigungssystem, flexibles 381Fertigungstechnik 13fertigungstechnische Industrie 15Fertigungsverfahren 18 f. – additive 53 – Auswahl von 19 – spannendes 172 – trennendes 125 – umformendes 64

Fertigungszeit 166Feuerverzinken 290Filmbildner 275Fixkosten 22, 410, 422Flachführung 309Flachschleifmaschine 198, 338Flachwalzen 85flexible Automatisierung 347, 377flexibles Fertigungssystem 381Fließpressen 92, 111, 433Fließspan 141Flügelzellenpumpe 319Flugzeugbau 257Flussmittel 243Folgeverbundwerkzeug 131Folgewerkzeug 131Formänderung 431Formänderungsarbeit 73, 432Formänderungsfestigkeit 432Formdrehen 173Formenbau 352, 372Formerei 41Formfräsen 183Formgebung 46Formkasten 29Formung, maschinelle 30Formverfahren 29Formwerkzeug 415Fräsbearbeitung 153 f.Fräsen 182, 213Fräsmaschine 337, 352, 419Frässpindel, bewegliche 419Fräswerkzeugköpf 185freies Innenhochdruckumformen 124Freiflächenverschleiß 158Freiformen 78Freistauchen 76Freiwinkel 137FTS 385


Fügen 18, 221 – durch Umformen 255

Führung 308 – aerostatische 313 – hydrodynamische 311 – von Werkzeugmaschinen 311

Führungsfläche 310Füllerapplikation 298Füllstoff 275funkenerosives Schleifen 211funkenerosives Schneiden 211funkenerosives Senken 211Fused Deposition Modelling (3D-Druck) 54

GGalvanisieren 272, 291Gegenlauffräsen 138, 184Gegenschlaghammer 340 f.Genauschneiden 129geometrisch bestimmtes Schneiden 172geometrisch unbestimmtes Schneiden 193geometrische Stufung 332Gesamtwerkzeug 131Gesamtziehverhältnis 108, 437Gesenkbiegen 104Gesenkbiegepressen 105Gesenkformen 78Gesenkstauchen 76Gestell 302Gestellbaustoff 306Gestellgeometrie 304gesteuerte Achse 351gestreckte Länge 435Getriebe 326Gewindeformen 91Gewindefräser 184Gewindespindel 326Gewindewalzen 86Gießen 27 – in Dauerformen 35 – in verlorene Formen 28

Gießkarussell 35Glasfaser 235Glattwalzen 86Gleichlauf-Fräsen 184Gleichstrommotor 319Gleitziehen 98, 100grafische Programmierung 363Granulat 26Greiferbauformen 402

Greifersystem 401Grundierung 297Grünkörper 46Grünling 46Gruppenarbeit 422Gussputzerei 28, 42

HHalbwarmstauchen 76Halbwarmumformen 70 f.Halbzeuge 27Hammer 340Handbohrmaschine 181Handformen 29Handhabungseinrichtung 383Handhabungsmaschine 392Handsäge 192Hartlöten 246, 249 ff.Hartmetall 154Hartstoff 155Hartzerspanung 170Hauptantrieb 319Hauptnutzungszeit 149 f., 410, 445Hauptspindel 355He�schweißen 225heiß isostatisches Pressen (HIP) 47, 49 f.Hexapoden 305High-Solid-Lack 276Hilfsstoff 275Hochgeschwindigkeitsfräsen 183Hochgeschwindigkeitslagerung 317Hochgeschwindigkeitsschleifen 195 f.Hochgeschwindigkeitszerspanung 167Hochleistungsschnellstahl (HSS) 153Hochleistungszerspanung 170Hochprofil walzen 85höhere Programmiersprache 363Hohlfließpressen 94Hohlprägen 91Hohlpressen 93Honen 199Honwerkzeug 200Horizontalfräsmaschine 337Hot Box 28HPC — High Performance Cutting 170HSC — High Speed Cutting 167, 183Hubsägen 190Hydraulik-Motor 322Hydraulikzylinder 326hydraulische Presse 340


hydrodynamische Führung 311hydrostatische Gleitlagerung 198hydrostatisches Strangpressen 93

IImpulsschweißen 215Industrie – chemische 15 – fertigungstechnische 15

industrielle Fertigung 14Industrieroboter 231, 393Industrieroboterprogrammierung 408Industrierobotersteuerung 405Informationsflusssystem 383Injektorbrenner 225Innendrehen 173Innenhochdruckumformen, freies 124Innenhochdruck-Umformen (IHU) 123Innenhochdruckumformen, werkzeuggebundenes

124Innenhonen 200Innenräumen 188

KKalteinsenken 90Kaltkammergießmaschine 37Kaltstauchen 76Kaltumformen 70Kaltumformung 71Kaltwalzen 85Kammriss 158Kantenbruch 158Kapitalbindung 420Kapitalrendite 19Karusselldrehmaschine 335katodische Tauchlackieren (KTL) 278Kegelradgetriebe 330Keilriemengetriebe 333Keilwinkel 137Kernbohren 177Kernmacherei 41Kettenradfertigung 131Kettensägen 190Kettentrieb 333Kleben 252Kleinstbohrer 180Klemmhalter 153 f.Klipsen 268Knickbiegen 105

Kniehebel 326Kokille 26, 35Kokillenguss 41Kolkung 158Komplettbearbeitung 421Konsolfräsmaschine 185Konstruktionszeichnung 356kontinuierliches Schneiden 128Koordinatensystem 351Kopiersteuerung 371Korndurchmesser 194Korrekturfaktor 435, 437Kosten – fix 410 – variabel 410

kostenoptimale Schnittgeschwindigkeit 448kostenoptimale Standzeit 165 f., 448kra�gebundene Maschine 340Kra�sensor 390Kreissägen 190kubisch kristallines Bornitrid (CBN) 155Kühlschmierstoff 156Kühlschmierung 156Kunststoffspritzguss 38Kurbelpresse 339Kurbeltrieb 326Kurvenscheibe 326Kurvensteuerung 370Kurzhubhonen 200Kurzschlussläufer 320

LLackieren 275Lacksystem 275 f.Lager – aerodynamische 318 – aerostatische 318

Lagerung 309, 315Langdrehmaschine 335Länge, gestreckte 435Langhubhonen 200Längsdrehen 173Längswalzen 85Läppen 201Läppgemisch 201 f.Läppkörner 201Läppmittel 202Läppwerkzeug 202Laserau�ragsschweißen 58Laserbearbeitung 214


Laserbrennschneiden 216 f.Laserschneiden 215Laserschneidmaschinen 215Laserschweißen 235, 251Lasersintern 49, 56Laserstrahlschweißen 233, 249 f.Lauf 33Layer Object Manufacturing (3D-Druck) 54Leckagen 428Leistungsbedarf 148Leuchtenhöhe 428Leuchtmittel 428Lichtbogenbolzenschweißen 230Lichtbogenhandschweißen 228Lichtbogenschweißen 227Lichtbogenspritze 289Lichtlenkung 428Lichtregelung und -steuerung 429Linearachse 355Linearmotor 324Lochen 126Logiksteuerung 342, 368Lösemittel 275Losgröße 410 f.Lost-foam-Formverfahren 33Lost-foam-Verfahren 29, 33Lötbarkeit 243Löten 242Lötschwall 244Lötwelle 244 f.Lünetten 174

MMAG-Schweißen 230, 249 ff.Make or Buy 24Manipulator 392manuelle Programmierung 361Maschine – arbeitsgebundene 340 – kra�gebundene 340 – weggebundene 339

maschinelle Formung 30Maschinenbelegungszeit 410Maschinenbett 175Maschinen-Nullpunkt 356Maschinenstundensatz 166Maskenformverfahren 31, 33Massivprägen 90Massivumformen 76, 431Materialflusssystem 383

Matrize 106, 131maximale Umformkra� 73Maximallast 400MDE 378mechanisches Abtragen 208Mehrfachwerkzeug 131Mehrschlittendrehmaschine 352Mehrspindeldrehmaschine 335Mehrspindelschrauber 266Messerschneiden 125Metall-Aktivgas-Schweißen MAG 230Metallbandsäge 192Metall-Inertgas-Schweißen MIG 230Metallkreissäge 192Metall-Schutzgas-Schweißen 230MIG-Schweißen 231, 249 ff.Minimalmengenschmierung 157MKD (Monokristalliner Diamant) 155Modell 29Modellbau 41Momentsensor 390Montage 222Motor – Asynchronmotor 320 – Synchronmotor 324

Motorspindel 319, 321Mutter 264

Nnass-elektrostatisches Spritzen 286Nass-Spritzen 286NC-Programmierung 359NC-Satz 359Near-net-shape-Produktion 51Nebenantrieb 318, 323Nebennutzungszeit 410Neigungswinkel 138Nennlast 399Nibbelmaschine 128Nibbeln 128, 216 f.Niederdruckguss 36Niederdruck-Kokillenguss 37Niederhalter 106Niederhalterkra� 108, 437Nieten 256Nocke 326Normalschnitt 131Normzahl-Reihe 332Nullpunkt 355Nullpunkt eines CNC-Programms 356


Numerical Control 344numerische Steuerung (NC) 344Nutzenergie 424

OOberflächenrauhigkeit 162, 446Oberflächenverbesserung 200Oberflächenveredelungsstrahlen 204Offen-Schneiden 128Optimierung der Zerspanung 164ORC-Anlage 429Oxidieren 272, 293

PPassivkra� 144PDM 377Pendelbearbeitung 416Peripheriegerät 395, 403Physical Vapor Deposition 271, 273Pick-and-Place 393Pick-up-Drehmaschine 335Pilgerschrittwalzwerk 100PKD (Polykristalliner Diamant) 155PKW-Lackieranlage 297PKW-Serienlackierung 296Plandrehen 173Planen 348Planetengetriebe 333Planfräsen 182Planhonen 200Planläppen 202Planschleifen 195Plansenken 177Plasmaschweißen 232PLM 378Pneumatik-Motor 323Pneumatikzylinder 326Poly Jet Verfahren (3D-Druck) 54Polymerbeton 306Portal-Gestell 305Portalroboter 420Positionierer 404Power and Free Förderer 385PPS 378Presse 341 – hydraulische 340

Pressen 49 f. – heiß isostatisches 50

Primärenergie 424

Primer 254Prismenführung 310Produktivität 416Profilbohren 177Profildrehen 173Profilfräsen 183Profilschleifen 196Profilumformen 104, 435Profilwalzen 85Programm 361Programmerstellung 366Programmieren – direkt 408 – grafisch 363 – grafisch-interaktiv 409 – indirekt 409 – manuell 361 – Play-back 409 – Teach-in 408 – textuell 409

Programmierregel 360Programmiersprache, höhere 363Programmierverfahren 361Programm-Nullpunkt 356Programmsteuerung 342, 370Prozessgas 234Puffer 387Pulver 26Pulverau�ragen, elektrostatisches 286Pulverbeschichten 296 – elektrostatisches 294

Pulverflammspritze 288Pulverherstellung 44Pulvermetallurgie 46Pulverschmieden 46, 49 f.Pulverspritzguss 49 f.Punktschweißen 238Punktsteuerung 353, 406PVD-Verfahren 271, 273

QQualität 21Querfließpressen 94Querkeilwalzen 88Querschnittstechnologien 426Querwalzen 85 f.


RRadialbohrmaschinen 181Rändeln 92Randzonenerwärmung 199Rapid Prototyping 33, 61Rapid Tooling 61Rationalisierung 376Räumen 187Reckwalzen 87Referenzpunkt 356Reflowlöten 245Regeln 348Reibahle 180Reiben 176Reibpaarung 317Reibradgetriebe 333Reibschweißen 241Reinigen 203Reinigungsstrahlen 204Reißspan 141Rohrbiegemaschinen 105Rollbiegen 105Rollen 118Rollnahtschweißen 239Rotationsgetriebe 329 – schaltbare 332

Rotationszerstäuber 282Rotor 319Rückfederung 104Rückfederungsfaktor 435Rückwärtsfließpressen 94Rückwärtsstrangpressen 93Rundbiegen 105Runddrehen 173Rundfräsen 182Rundführung 311Rundhonen 200Rundkneten 101Rundläppen 202Rundschleifmaschine 198, 338Rüstzeit 410

SSägen 190Sandaufbereitung 41Sandguss 28, 39Sandkerne 29Satzfräser 185Scha�fräser 185schaltbare Rotationsgetriebe 332

Schaltbefehl 342Scheibenfräser 184Scherschneiden 125, 127, 129Scherspan 141Schichtzeitmodell 422Schlagschrauber 266Schleifen 195 – funkenerosives 211

Schleifmaschine 338Schleuderguss 39Schlichten 173Schlichterodieren 209Schlitten 308Schlittenbezugspunkt 356Schlüsselindustrie 302Schmelzbetrieb 41Schmelze 26Schmelzlöten 242Schnappverbindung 268Schneckengetriebe 330Schneiden 441 – einhubiges 128 – funkenerosives 211 – geometrisch bestimmtes 172 – geometrisch unbestimmtes 193 – kontinuierliches 128

Schneidengeometrie 140Schneidkeramik 155Schneidkörner 194Schneidplattenwerkzeug 153 f.Schneidspalte 129Schneidstoff 151, 194Schneidstoffgruppe 153Schneidstoffform 155Schneidvorgang 126Schneidwerkzeug 133, 138Schnittarbeit 441Schnittbewegung 136Schnittfläche 135Schnittgeschwindigkeit 135 f. – kostenoptimale 448 – zeitoptimale 448

Schnittkra� 127, 144, 146, 441, 444 – bei drückendem Schnitt 127 – bei ziehendem Schnitt 127

Schnittkra�berechnung 444Schnittkra�messung 147Schnittleistung 415, 445Schnittlinie 134Schnitttiefe 136Schnittwerkzeug 128


Schrägwalzen 85 f.Schraubbohren 177Schraubdrehen 173Schrauben 264Schraubverbindung 264Schruppen 173Schrupperodieren 209Schutzgasschweißen 230Schwalbenschwanzführung 310Schweißaggregat 228Schweißen 224Schweißsteuerung 237Schwenkbiegemaschinen 105Schwenkbiegen 105Schwerkra�gießen 34Schwerkra�guss 33, 35Schwerkra�-Kokillenguss 36Schwingläppen 202Seiltrommel 326Seitenspanwinkel 179Sekundärenergie 424selektives Lasersintern (3D-Druck) 56Senken 176 – funkenerosives 211

Senkerodieren 211Senkerodiermaschine 211Senkrechtdrehen 173Sensor 388, 390Servomotor, bürstenloser 324Servosteuerung 369Sicken 118Sintern 43, 49 f.Sinterteile 46Spachteln 271Spanart 141Spanbildung 139 f.spanendes Fertigungsverfahren 172spanende Werkzeugmaschine 335Spanen/Fügen 75Spanform 143spanloses Trennen 125Spannpalette 416Spannzange 175Spanungsbreite 138Spanungsdicke 138Spanungsgröße 139Spanwinkel 137Speichermedien 343speicherprogrammierbare Steuerung 368Speiser 34Spindel 315

Spindellager 315Spindelpresse 340Spiralbohrer 180Spiralspäne 143Spitzenlosschleifen 196Spitzenwinkel 179Spritzen – elektrostatisches 271 – nass-elektrostatisches 286 – thermisches 287

Spritzlackieren 271, 279Spritzverfahren, elektrostatisches 281Sprühnebel 157SPS 368Stabelektrode 227Stabkinematik 305Stahlbrammen 28Stahlschweißkonstruktion 306Ständer 319Standmenge 163Standweg 163Standzeit 162 – kostenoptimale 448 – zeitoptimale 448

Standzeitberechnung 447Stanznieten 258 – mit Halbhohlniet 259

stationäre Bohrmaschine 181Stator 319Stauchen 76, 81, 433Steigen 81Steigung der Standzeitgeraden 165Stempel 131Stempelangriffspunkt 441Stereolithographie (3D-Druck) 55Steuern von WZM 348Steuerung – numerische NC 344 – speicherprogrammierbare 368 – von Werkzeugmaschinen 342

Stirnfräsen 183 f.Stirnradgetriebe 333Stirnschleifen 196Stoffeigenscha�en ändern 18Stopfenwalzwerk 100Strahlen 203Strahlspanen 203Stranggießen 27Stranggussanlage 28Strangpressen 92, 97 f., 341, 434 – hydrostatisches 93


Streckensteuerung 354Streckziehen 114Streifenlichtprojektion 372Stückkostendegression 22Stückzahl 22Stufensprung 332Stufung 332Superfinishen 200

TTangentialstreckziehen 115Tauchabscheidung, elektrolytische 272, 293Tauchbad 244Tauchbadlöten 245Tauchen 290Tauchlackieren 271, 277 f.Teach-in Programmierung 363, 408thermisches Abtragen 208thermisches Entgraten 206thermisches Spritzen 287Thermojet-Verfahren (3D-Druck) 54Tiefbohren 177Tieflochbohrer 180Tiefschleifen 196Tiefschweißeffekt 233Tiefziehen 106, 111, 122, 437 – mit elastischen Werkzeugen 112 – mit Wirkmedien 113

Tiefziehpresse 341Tisch 308T-Nutenfräser 185Torque-Motor 320Translationsgetriebe 326Transportsystem 384Trennen 18 – spanloses 125

trennendes Fertigungsverfahren 125Trennschleifen 195Trennstrahlen 204Trockenbearbeitung 157Trockenzerspanung 170Trommelgleitspanen 206

UÜberwachung 383Überwachungssensor 391U-Biegen 104Ultraschallreinigen 204Ultraschallschweißen 241

Umfangsfräsen 183Umfangsschleifen 196Umformbetriebe 70Umformen 18, 66, 75umformendes Fertigungsverfahren 64Umformgrad 431Umformkra� 432 – maximale 73

Umformmaschinen 75Umformstufen 99Umformwerkzeug 131Umlaufvermögen 410 f., 420Universalfräsmaschine 337unlösbare Verbindung 224Unrunddrehen 173Unterbodenschutz 297Unterpulverschweißen 228Urformen 18, 26

VVakuumgießen 33V-Biegen 104Verbindung, unlösbare 224Verbundkonstruktion 307Verfahreinheiten 403Verfahren, abtragende 208Verfahrensvergleich 122, 216 – 3D-Druck 59

Verfahrgeschwindigkeit 401Verfestigungsstrahlen 204Verkettung 383, 386 f.Verputzen 271Verschleißauswirkung 160Verschleißfaktor 165Verschleißform 158Verschleißmarkenbreite 162Verteilzeit 410Vertikaldrehmaschine 335Vertikalfräsmaschine 337Vibrationsgleitspanen 206Vielpunktsteuerung 407Vollfließpressen 94Vollkantig-Schneiden 128Vollnieten 256Vollprägen 90Vollstrangpressen 93Volumenkonstanz 72, 431Vorschubantrieb 323Vorschubbewegung 136Vorschubgeschwindigkeit 135 f., 150, 446


Vorschubkra� 144Vorschubrichtungswinkel 135Vorschubrundkneten 101Vorschubweg 151Vorwärtsfließpressen 94Vorwärtsstrangpressen 93

WWaagerechtdrehen 173Wachsausschmelzformen 33Wachsausschmelzverfahren 31Walzbiegen 104Walzen 84, 97 f.Walzenfräser 184Walzenstirnfräser 184Wälzfräsen 183Wälzführung 310, 312Wälzlager 317Walzprofilieren 97 f., 116Walzrichten 117Walzziehen 97 f., 117Wärmeanwendungen 426Wärmerückgewinnung 428 f.Warmkammerdruckguss 37Warmstauchen 76Warmumformen 70, 72Warmwalzen 85Wartezeit 421Wasserlack 276Wasserstrahlschneiden 218Wechselsysteme 402Wegbefehl 342weggebundene Maschine 339Wegmesssystem 349Wegmessung 351Weichlöten 244Weiten 119Wendelspäne 143Werkstattprogrammierung 367Werkstück-Nullpunkt 356Werkstückoberfläche 160Werkstückwechsel 418Werkstückwechselzeit 416Werkzeug – mit Plattenführung 131 – mit Säulenführung 131 f. – ohne Führung 131

Werkzeugbau 41Werkzeuge für Umform- und Schneidvorgänge

131

werkzeuggebundenes Innenhochdruckumformen 124

Werkzeugkorrekturspeicher 359Werkzeugmaschine 300 f. – spanende 335

Werkzeugmaschinenführung 309Werkzeugmaschinengestell 302Werkzeugrevolver 175Werkzeugschlitten 175Werkzeugstahl (WS) 153Werkzeugsystem 383Werkzeugverschleiß 157Werkzeugwechsel 419Werkzeugwechselzeit 165Wettbewerbsfähigkeit 302Widerstandspressschweißen 236Wiederholgenauigkeit 401WIG-Schweißen 231Winkelhand 398Wirbelsintern 272, 293Wirkbewegung 341Wirkrichtungswinkel 135Wirrspäne 143Wirtscha�singenieure 17Wirtschatlichkeit 22Wolfram-Inertgas-Schweißen WIG 231

ZZahnrad 326Zahnradgetriebe 332 f.Zahnriemen 326, 330Zahnstange 326Zeit je Einheit 410zeitoptimale Schnittgeschwindigkeit 448zeitoptimale Standzeit 165, 448Zelle 381Zentralhand 397Zentrierbohrer 180Zentrierspitze 174Zentrum 381Zerspanbarkeit 167Zerspanung mit Minimalmengenschmierung 171Zerspanungsbedingung 167Zerspanungsleistung 144Zerspanungsparameter 139Zerspanungstechnik 133, 443Zerteilen 125Zerteilwerkzeug 131Ziehfehler 108Ziehkra� 108, 437


Ziehring 106Ziehspalt 106Ziehstempel 106Ziehverhältnis 108, 437

Zugumformen 114Zweischeiben-Läppmaschine 202Zwischenspeicher 388Zylinderhonen 200

Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure

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