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Wie ist der Begriff der Fertigungstechnik definiert?
Fertigungstechnik befasst sich mit dem Erzeugen von Werkstücken mit geometrisch bestimmter Gestalt und vorgegebenen Funktionseigenschaften.
Physikalische Interpretation: Fertigungstechnik beschäftig sich mit der Transformation eines Rohteils in Zwischenzustände und/oder Endzustände. Dazu ist Transformationsenergie notwendig, von der nur zum Teil in direkte Formgebung umgesetzt wird (Energieeffizienz und Materialeffizienz).
Nennen sie die Kriterien nach Westkämper zur Auswahl eines geeigneten Fertigungsverfahrens?
Erklären Sie den Unterschied zwischen Bauteilen, Komponenten, Baugruppen und Systemen!
Bauteil - ein technisch beschriebener, nach einem bestimmten Arbeitsablauf zu fertigender bzw. gefertigter, nicht zerlegbarer Gegenstand
Komponente – ist genau einer technische Funktion zugeordnet
Baugruppe - ein in sich geschlossener aus zwei oder mehr Teilen und/oder Baugruppen niederer Ordnung bestehender Gegenstand
System - eine Gesamtheit von Elementen, die so aufeinander bezogen sind und in einer Weise wechselwirken, dass sie als eine aufgaben-, sinn- oder zweckgebundene Einheit angesehen werden können und sich in dieser Hinsicht gegenüber der sie umgebenden Umwelt abgrenzen.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen makrogeometrischen, mikrogeometrischen und mechanischen Eigenschaften und geben Sie jeweils zwei Beispiele an.
Was versteht man unter Schrumpfung und Schwindung?
Schwindung ist die Volumenänderung eines Materials oder Werkstückes, ohne dass Material entfernt oder Druck ausgeübt wird. Schwindung findet statt durch Trocknung, Abkühlung oder chemische bzw. physikalische Umbaumechanismen im Material .
Mit einer Ausnahme (siehe unten unter Unechte Lunker/Blaslunker) setzt der Begriff Lunker oder Lunkerung eine Kontraktion (Verminderung des Volumens) beim Erstarren einer Schmelze voraus. Seltener tritt der Lunker bei schneller Erstarrung in einer metallischen Dauerform auf. Bei in Sandform abgegossenen, langsam erstarrenden Schmelzen besteht immer die Möglichkeit der Ausbildung eines Lunkers.
Wie lässt sich das Kristallwachstum beeinflussen?
Durch:
- Keimanzahl
- Abkühlgeschwindigkeit
- Richtung der Wärmeabfuhr
Nennen und erläutern Sie unterschiedliche Verfahren zur Kernherstellung!
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Beschreiben Sie die vorgestellten Gießverfahren und nennen Sie typische Bauteile – Sandguss (Hand- und Maschinenformen) – Maskenformverfahren – Vollformguss – Feinguss – Kalt- und Warmkammerdruckguss – Niederdruck-Kokillenguss
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Worin unterscheidet sich das Umformen vom Verformen?
Umformen: mit Beherrschung der Geometrie
Verformen: ohne Beherrschung der Geometrie
Welche Bindungsarten kennen sie und welche Bindungsart liegt bei Metallen vor?
Ionische Bindung -> liegt bei Metallen vor
Kovalente Bindung -> liegt bei Nichtmetallen vor
Van-der-Waals-Bindung -> liegt bei Edelgasen vor
Welche drei Elementarzellen liegen in der Regel bei Metallen vor und welchen Einfluss hat die Elementarzelle auf die Umformbarkeit?
kfz -> sehr gut
krz -> gut
hex -> gering
Nennen Sie einen Grundlagenversuch für die Fließkurvenermittlung!
Zugversuch
Das Materialverhalten kann in zwei Bereiche unterteilt werden. Wie heißen diese?
plastisches und elastisches Materialverhalten
Nennen sie jeweils 2 Arten für Punktfehler, linienförmige Fehler und zweidimensionale Fehler
Linienförmige Fehler: Stufen und Schraubenversätzungen
Zweidimensionale Fehler: Stapelfehler und Korngrenzen
Wie kann das plastische Materialverhalten eines Werkstoffs beschrieben werden?
Das plastische Verhalten von Metallen lässt sich mit Kennwerten aus dem Zugversuch beschreiben. Träger der plastischen Verformung bei Metallen sind Gitterfehler (Versetzungen). Plastische Verformung bedeutet dann Gleiten von Versetungen. Erhöhung der Festigkeit ist damit gleichzusetzen mit Blockade der Versetzungen.
Unter plastischem Materialverhalten versteht man, dass sich ein Werkstoff nach einer anliegenden Spannung, welche höher als die vorliegende Streckgrenze ist, nicht mehr in die Ursprungslage zurück bewegt.
Was versteht man unter der Gleichmaßdehnung Ag und wie ändert sich der Spannungs- Dehnungs-Zustand im Zugversuch nach Überschreiten von Ag?
Man verstaht darunter die gleichmässige Querschnittsabnahme.
Die Gleichmaßdehnung ist beim Zugversuch die auf die Anfangslänge bezogene plastische Längenänderung bei Beanspruchung der Zugprobe mit der Höchstkraft ; diese wird meist bei der Zugfestigkeit erreicht. Die Gleichmaßdehnung gibt an, dass sich die Zugprobe bis zur Höchstkraft nichteinschnürt, sondern gleichmäßig dehnt.
Worin unterscheiden sich die wahre Spannung und die Nennspannung?
Nennspannung und wahre Spannung Wird die Probenkraft auf den Querschnitt So bezogen, so erhält man die NENNSPANNUNGσ (gemäß Bild ) Mit zunehmender Belastung verjüngt sich jedoch der Querschnitt entsprechend der augenblicklichen Proben-länge L. Bezieht man die Probenkraft auf den momentanen Querschnitt S, so erhält man die WAHRE Spannung.
Welchen Einfluss hat eine hohe Umformgeschwindigkeit auf das plastische Materialverhalten?
Warmumformung: großen Einfluss (Fließspannung höher)
Kaltumformung: eher unbedeutend
Eörterung
Die Wirkung des Umformgrades und der Umformgeschwindigkeit wird wesentlich von der Umformtemperatur bestimmt, d.h. von der Tatsache, ob im Kalt- oder im Warmumformgebiet umgeformt wird . Die Grenze zwischen beiden Gebieten ist hier (entgegen der Definition nach DIN 8582, vgl. 1.2) die Rekristallisationstemperatur. Ist die Umformtemperatur niedriger als die Rekristallisationstemperatur, dann verfestigt der Werkstoff mit zu-nehmendem Umformgrad. Bei Kaltumformung hat daher der Umformgrad einen großen Einfluss auf die Höhe der Fließspannung, der Einfluss der Umformge-schwindigkeit ist dagegen unbedeutend.Liegt die Umformtemperatur über der Rekristallisationstemperatur, dann findet eine Warmumformung statt. Der Werkstoff kann parallel zum Umformen rekristallisieren (dynamische Rekristallisation), d.h., e-ventuell auftretende Verfestigungen werden wieder abgebaut. Ist die Umformge-schwindigkeit hoch, dann hat der Werkstoff keine oder nicht genügend Zeit für eine Rekristallisation, so dass eine zeitweilige Verfestigung, eine sogenannte Warmver-festigung, auftritt.Diese Warmverfestigung wird jedoch in der mit einer gewissen Zeitverzögerung statt-findenden Rekristallisation (statische Rekristallisation) abgebaut. Daher hat bei der Warmumformung die Umformgeschwindigkeit einen großen Einfluss und der Umformgrad nur einen geringen Einfluss.
Auf welchem werkstoffkundlichen Phänomen basiert die Kaltverfestigung?
Kaltverfestigung resultiert aus Versetzungen
Wann wende ich Rekristallisation beim Umformen an?
Rekristallisationsglühen bewirkt eine Neubildung des Gefüges, wodurch die Kaltverfestigung aufgehoben und dadurch die Fließspannung gesenkt wird.
=> also wenn die Fließspannung gesenkt werden muss
Wie ist die Rekristallisationstemperatur definiert und welche Einflussgrößen gibt es bei der Rekristallisation noch zu beachten?
TRekri. ungefähr 0,42 TS
- Umformgrad
- Verformungsgrad
Tpri. ~ 0,42 TS
Tsek. > 0,42 TS
1. Es ist eine Mindestkaltumformung erforderlich, die je nach Werkstoff 1–5 % beträgt.
Diese Mindestkaltumformung wird auch als kritischer Verformungsgrad bezeichnet.
2. Bei sonst gleichen Bedingungen führen geringe Umformgrade zu gröberen Korngröße;
durch hohe Umformgrade entstehen feinkörnige Gefüge
3. Mit steigendem Verformungsgrad sinkt die notwendige Rekristallisationstemperatur.
Aus welchen zwei Spannungszuständen setzt sich eine Spannung zusammen?
Zerlegung in Komponenten normal und tangential zur Schnittﬂäche: Normalkomponente: Normalspannung Tangentialkomponente: Schubspannung
Wie kann ich den deviatorischen Spannungszustand berechnen?