Einführung in die Fertigungstechnik

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1 Engelbert Westkämper, Hans-Jürgen Warnecke Einführung in die Fertigungstechnik 7., bearbeitete und ergänzte Auflage Mit 229 Abbildungen und 10 Tabellen unter Mitarbeit von Markus Decker m Teubner

2 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen zur Fertigungstechnik Produktion als Wertschöpfungsprozess Strategien der Produktion Elemente des Produktionsprozesses Produktlebenszyklusmanagement Einteilung der Fertigungsverfahren Grundlagen zur Lasertechnik 10 2 Qualitätsmerkmale gefertigter Teile Grundlagen und Normen Geometrische Produktspezifikation Maße, Toleranzen und Passungen für Längenmaße Maße und Abmaße Toleranzsysteme Passungsarten und Passsysteme Passungsauswahl Technische Oberflächen Ordnungssystem für Gestaltabweichungen Form-und Lagetoleranzen Rauheit und Welligkeit von Oberflächen Prüfungen und Prüfmittel Nachweis der Übereinstimmung Lehren, Messzeuge und Messgeräte Koordinatenmessgeräte Sichtprüfungen Prüfplanung Prüfmittelüberwachung Qualitätsmanagement Qualitätsmanagementsysteme Qualitätsregelkreise 37 3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei der Auswahl von Fertigungsverfahren Technologischer Variantenvergleich 40

3 VIII Inhaltsverzeichnis 3.2 Bewertungsmethoden beim Variantenvergleich Kostenrechnung und Kalkulation Wirtschaftlichkeitsrechnung 44 4 Werkstoffe Metallische Werkstoffe Eisenwerkstoffe Nichteisenmetalle Nichtmetallische Werkstoffe Kunststoffe Keramische Werkstoffe Verbundwerkstoffe Nachwachsende Rohstoffe 71 5 Fertigungsverfahren am Beispiel metallischer Werkstoffe Urformen Urformen aus dem flüssigen Zustand Gießen mit verlorenen Formen Gießen mit Dauerformen Urformen aus dem ionisierten Zustand Urformen aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand Sintern " Selektives Lasersintern (SLS) Umformen Druckumformen Walzen Gesenkformen Eindrücken Durchdrücken Thixo forming Zugdruckumformen Durchziehen Tiefziehen Drücken Innenhochdruckumformen Zugumformen Streckziehen Hohlprägen Trennen Zerteilen Einfaches Scherschneiden Sonderverfahren des Scherschneidens Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden Drehen Bohren, Senken, Reiben 127

4 Inhaltsverzeichnis IX Fräsen Räumen Hochleistungszerspanung Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden Schleifen Honen Läppen Strahlspanen Abtragen Thermisches Abtragen Abtragen mit Elektronenstrahlen Chemisches Abtragen Elektrochemisches Abtragen Fügen Schweißen Pressschweißen Schmelzschweißen Löten Bleifreie Lote Umformtechnisches Fügen Blindnieten Stanznieten Durchsetzfügen Falzen " Kleben Beschichten Beanspruchungsarten und Eigenschaften technischer Oberflächen Lage der Beschichtung in der Wertschöpfungskette Vorbehandlung Einteilung Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand Beschichten aus dem flüssigen, breiigen oder pastenförmigen Zustand Beschichten aus dem ionisierten Zustand Beschichten aus dem festen Zustand Stoffeigenschaftändern Grundlagen der Wärmebehandlung von Stahlwerkstoffen Thermische Wärmebehandlungsverfahren von Stahlwerkstoffen Glühen " Härten und Vergüten Thermochemische Wärmebehandlungsverfahren von Stahlwerkstoffen Eindiffusion von Nichtmetallen Eindiffusion von Metallen Wärmebehandlung von Eisen-Gusswerkstoffen Wärmebehandlung von NE-Metallen 202

5 X Inhaltsverzeichni s 6 Bearbeitung von Kunststoffen Urformen Extrudieren Blasformen Spritzgießen Pressen Schäumen Stereolithographie Urformen faserverstärkter Formteile Umformen Trennen Fügen Schweißen Kleben Beschichten Besonderheiten der Keramikbearbeitung Urformen Trennen Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden Schleifen Thermisches Abtragen Bearbeitung nachwachsender Rohstoffe Herstellung von Spanplatten Rohstoffe Fertigungsprozess Pultrusion von Matrixverbundwerkstoffen aus Naturfasern Holzbearbeitung Grundlagen der Zerspanung von Holz Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden Sägen Fräsen Bohren Reinstproduktion am Beispiel elektronischer Halbleiterbauelemente Produktion unter reinen Bedingungen Reinraumtechnik Grundlagen Reinraumklassen Verschiedene Reinraumkonzepte Kontaminationsarten 241

6 Inhaltsverzeichnis XI 9.3 Grundlagen der Halbleitertechnologie Halbleiter-Diode Feldeffekt-Transistor Herstellung eines Halbleiterchips Notwendige Prozessschritte Herstellung von einkristallinen Siliziumscheiben Oxidation Lithographie Ionenimplantation Diffusion Beschichten mittels CVD-Verfahren Metallisierung durch physikalische Vakuumbeschichtung Chemisch-mechanisches Polieren Scheibenreinigung D-Chip-Technologie Rapid Prototyping Prinzip und Prozesskette des Rapid Prototyping Industriell eingesetzte Verfahren des Rapid Prototyping Folgetechnologie Rapid Tooling Recycling Recycling in den Ingenieurwissenschaften Herausforderungen und Dimensionen der Aufgabe Stoffkreisläufe" in der Fertigungstechnik Begriffe und Gliederungen Recycling-Kreislaufarten im Produktlebenszyklus Recycling-Behandlungsprozesse Recyclingformen Gemeinsamkeiten von Produktion und Deproduktion" Produktgestaltung für Stoffkreisläufe Produktionsabfallvermindernde Produktgestaltung Recyclingverfahren für Produkte aus Metallen und Kunststoffen 271 Literaturverzeichnis 276 Normen und Richtlinien 281 Stichwortverzeichnis 283

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