Du möchtest wissen, welche Schritte die Metallverarbeitung umfasst? In diesem Beitrag geben wir dir einen ersten Überblick!
Inhaltsübersicht
Die sechs Gruppen der Metallverarbeitung
Bevor wir uns ein Verfahren ansehen, verschaffen wir uns zunächst einen Überblick über die Metallverarbeitung. Sie unterteilt sich in sechs große Gruppen. Das Urformen fertigt aus einem formlosen Ausgangsstoff einen festen Körper. Das plastische Verändern der Form eines festen Körpers beschreibt man als Umformen. Die dritte Gruppe, das Trennen, definiert sich durch das Ändern der Form eines festen Körpers, indem der Zusammenhalt örtlich aufgehoben wird. Werden Werkstücke zusammengebracht, spricht man von Fügen. Die fünfte Gruppe bildet das Beschichten. Wird ein Werkstoff zum Beispiel durch eine chemische Reaktion beeinflusst, gliedert man diesen Schritt in die Gruppe „Stoffeigenschaft ändern“ ein.
Das Urformen
In der Gruppe Urformen wird bei der Verfahrensauswahl nach dem Ausgangszustand des Werkstoffes entschieden. Ist dieser flüssig, breiartig oder pastenförmig, wählt man ein Verfahren der Kategorie „Gießen“. Ähnlich wie bei der Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen, benötigt man für die Herstellung des Bauteils Formen. Bei manchen Verfahren bleiben die Formen nach dem Entformen erhalten und können wiederverwendet werden. In einigen Fällen verliert man diese Form jedoch danach. Es gibt Formwerkzeuge, für die zuvor sogar Modelle erstellt werden müssen, die ebenfalls nur einmalig verwendbar sind. Hier siehst Du bereits, dass bei der Verfahrenswahl für ein Bauteil der Kostenfaktor eine große Rolle spielt!
Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich
Das Maskenformverfahren
Stellvertretend für die Verfahren, bei denen die Form nur einmal nutzbar ist, sehen wir uns das Maskenformverfahren an. Das Maskenformen wird vor allem für die Herstellung großer Anzahlen an Werkstücken verwendet, die eine hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte besitzen und bis zu 150 Kilogramm wiegen.
Der erste Schritt besteht darin, das Modell unseres Bauteils zu beheizen. Anschließend wird der Formstoff, ein harzumhüllter Sand, auf das Modell gegeben. Die Wärme bewirkt, dass das Harz sich verflüssigt und die Sandkörner eine feste Masse bilden, die danach aushärtet. Überschüssiger Sand kann abgekippt werden und direkt wiederverwendet werden. Jetzt können wir bereits von der Formmaske sprechen. Die Sandmasse wird noch weiter unter Hitzeeinfluss ausgehärtet, bis man sie schließlich vom Modell ablösen kann. Da das spätere Bauteil dreidimensional ist, erfolgen diese Schritte für beide Formhälften, die miteinander verklebt werden. Im letzten Schritt wird das flüssige Metall oder die Legierung in den Hohlraum zwischen den verklebten Formmaskenhälften gegossen. Nach dem Abkühlen wird der Sand der Formmaske entfernt und das fertige Bauteil lässt sich enthüllen!
Wenn Du von Enthüllungen noch nicht genug hast und weitere Fertigungsverfahren entdecken möchtest, dann auf zu unserem nächsten Video!
Einführung in die Metallverarbeitung — häufigste Fragen
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Einführung in die Metallverarbeitung — häufigste Fragen
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Was versteht man unter Metallverarbeitung?Unter Metallverarbeitung versteht man Fertigungsverfahren, mit denen man Metall-Werkstoffe zu Werkstücken macht oder ihre Form und Eigenschaften gezielt verändert. Man unterscheidet Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten und Stoffeigenschaften ändern, je nachdem, ob Material neu entsteht, plastisch verformt, getrennt, verbunden, überzogen oder chemisch beeinflusst wird.
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Was ist der Unterschied zwischen Urformen und Umformen?Der Unterschied zwischen Urformen und Umformen liegt darin, was am Anfang vorliegt und was man damit macht. Beim Urformen entsteht ein fester Körper aus einem formlosen Ausgangsstoff, zum Beispiel durch Gießen in eine Form. Beim Umformen wird ein bereits fester Körper plastisch in eine andere Form gebracht.
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Warum ist es beim Urformen wichtig, in welchem Zustand der Werkstoff am Anfang ist?Beim Urformen ist der Anfangszustand wichtig, weil er bestimmt, welches Verfahren überhaupt passt. Ist der Werkstoff flüssig, breiartig oder pastenförmig, kann man ihn in eine Form geben und dort aushärten lassen, sodass daraus erst ein fester Körper entsteht. Bei festem Material wäre das kein Urformen.
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Wie läuft das Maskenformverfahren ab?Das Maskenformverfahren läuft so ab: Zuerst beheizt man ein Modell und gibt Formstoff (harzumhüllter Sand) darauf. Dann schmilzt das Harz und der Sand härtet zur Formmaske aus, überschüssiger Sand wird entfernt. Danach fertigt man zwei Maskenhälften, klebt sie zusammen, gießt flüssiges Metall ein und entfernt nach dem Abkühlen den Sand.
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Fertigungsverfahren verstehen
Metallverarbeitung ist ein zentrales Thema der Fertigung und gehört zu den Fertigungsverfahren in der Technik. Du ordnest typische Wege ein, wie aus einem Werkstoff ein Bauteil wird und welche Schritte in der Produktion dafür genutzt werden. So erkennst du, warum Verfahren je nach gewünschter Form, Oberfläche und Stückzahl unterschiedlich geeignet sind. Weitere Videos dazu findest du in unserem Ingenieurwissenschaftenbereich.