Fertigungsverfahren: Definition, Klassifikation & Praxisbeispiele

Was ist ein Fertigungsverfahren?

Ein Fertigungsverfahren ist die Herstellung von Werkstücken mit definierten geometrischen Formen. Es gehört zu den wichtigsten Produktionstechnologien. Weitere sind Verfahrenstechnik (Chemikalien) und Energietechnik (Stromerzeugung).

Klassifikation der Fertigungsverfahren

Fertigungsverfahren lassen sich in sechs Hauptgruppen einteilen:

1. Urformverfahren (Primary Shaping Processes)

Urformen = Herstellung fester Körper aus schmelzflüssigem, gasförmigem oder amorphem Zustand.

Amorphe Stoffe: Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Fasern, Späne. Urformwerkzeug enthält Hohlraum, der (mit Schwindzugabe) der Produktform entspricht. Wichtige Urformverfahren:

1. Gießen (Casting)
2. Pulvermetallurgie
3. Kunststofftechnik (Plastic Technology)

2. Umformverfahren (Deforming Processes)

Umformen nutzt geeignete Spannungen (Druck, Zug, Scherung, Kombination) zur plastischen Verformung ohne Massen- oder Stoffänderung. Kein Materialabtrag; Werkstoff wird umgeformt und verschoben. Wichtige Umformverfahren:

1. Schmieden (Forging)
2. Strangpressen (Extrusion)
3. Walzen (Rolling)
4. Blechbearbeitung (Sheet Metal Working)
5. Rundumformen (Rotary Swaging)
6. Gewindewalzen (Thread Rolling)
7. Explosivumformen (Explosive Forming)
8. Elektromagnetisches Umformen (Electromagnetic Forming)

3. Trennen / Spanen (Machining / Removing Processes)

Prinzip: Erzeugung der geforderten Oberfläche durch geeignete Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug. Material wird aus unerwünschten Bereichen der Rohform entfernt. Werkstoff wird geringeren Spannungen ausgesetzt als beim Umformen. Wichtige Spanverfahren:

1. Drehen (Turning)
2. Bohren (Drilling)
3. Fräsen (Milling)
4. Hobeln & Planen (Shaping and Planing)
5. Schleifen (Grinding)
6. Funkenerosion (EDM)
7. Elektrochemische Bearbeitung (ECM)
8. Ultraschallbearbeitung (Ultrasonic Machining)

4. Fügeverfahren (Joining Processes)

Zwei oder mehr Metallteile werden zu Baugruppen oder Endprodukt verbunden. Verbindung durch Schmelzen, Pressen, Reiben, Nieten oder andere Montagemittel.

Wichtige Fügeverfahren:

1. Druckschweißen (Pressure Welding)
2. Widerstandsschweißen (Resistance Welding)
3. Diffusionsschweißen (Diffusion Welding)
4. Explosivschweißen (Explosive Welding)
5. Hartlöten (Brazing)
6. Weichlöten (Soldering)

5. Beschichten / Oberflächenveredeln (Surface Finishing Processes)

Erzeugen gewünschter Oberflächenbeschaffenheit. Funktionale Abmessung ändert sich nicht (oder vernachlässigbar): entweder minimaler Materialabtrag oder Materialauftrag. Reinigen zählt auch dazu. Wichtige Verfahren:

1. Kunststoffbeschichten (Plastic Coating)
2. Metallbeschichten (Metallic Coating)
3. Organische Beschichtungen (Organic Finishes)
4. Anorganische Beschichtungen (Inorganic Finishes)
5. Eloxieren (Anodizing)
6. Polieren (Buffing)
7. Honen (Honing)
8. Trommeln (Tumbling)
9. Galvanisieren (Electroplating)
10. Läppen (Lapping)
11. Schleifen / Strahlen (Sanding)

6. Eigenschaftsändernde Verfahren (Material Properties Modification Processes)

Ändern Werkstoffeigenschaften eines Werkstücks zur Erzielung gewünschter Charakteristiken ohne Formänderung. Viele Konstruktionswerkstoffe erfahren spezielle Behandlungen für bessere Leistung. Wichtige Verfahren:

1. Wärme- & Oberflächenbehandlung (Heat & Surface Treatment)
2. Glühen (Annealing)
3. Spannungsarmglühen (Stress Relieving) u. a.

In diesem Artikel lernten wir verschiedene Fertigungsverfahren mit ihren Eigenschaften und Prozessschritten kennen.