Fertigungsverfahren

by test01 September 10, 2020

Alle Verfahren zur Herstellung von geometrisch bestimmten Körpern mit vorgegebenen technischen Eigenschaften und Maßen werden als Fertigungsverfahren bezeichnet. Darüber hinaus gehören auch stoffverändernde Verfahren wie das Härten oder Weichglühen zu den Fertigungsverfahren.

Unter dem Oberbegriff Fertigungsverfahren werden die einzelnen Verfahren nach ihren Gemeinsamkeiten in sechs Hauptgruppen eingeteilt. Diese werden in der Norm DIN 8580 näher beschrieben und in Untergruppen sowie Verfahrensvarianten kategorisiert. Fertigungsverfahren dienen sowohl der Herstellung von Halbzeugen zur Weiterverarbeitung als auch der Fertigung von Endprodukten.

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Was bedeutet der Begriff Fertigungsverfahren?

Als Fertigungsverfahren werden grundsätzlich alle Verfahren bezeichnet, die in der Fertigungstechnik zur Herstellung eines Werkstücks verwendet werden. Der Begriff der Fertigungsverfahren ist dabei von der Verfahrenstechnik abzugrenzen, die die Herstellung von Körpern ohne eine bestimmte Form beschreibt.

In der Regel werden zur Herstellung eines Werkstücks verschiedene Fertigungsverfahren miteinander kombiniert. Die einzelnen Fertigungsverfahren können dabei wahlweise manuell oder automatisch durchgeführt werden.

In der metall- oder kunststoffverarbeitenden Industrie beginnt die Herstellung eines Werkstücks meist mit einem urformenden Verfahren wie beispielsweise dem Gießen. Dabei wird aus einer undefinierten Werkstoffmasse ein Körper mit einer definierten Form erzeugt. Dieser Körper kann in den weiteren Prozessschritten dann umgeformt, spanend bearbeitet, gefügt oder beschichtet werden. Im letzten Schritt werden je nach gewünschtem Ergebnis häufig auch die Stoffeigenschaften des Werkstoffs gezielt verändert.

Was besagt die Norm DIN 8580?

Die DIN 8580 ist die gültige Norm zur Klassifizierung von Fertigungsverfahren. Die Norm unterteilt alle Fertigungsverfahren gemäß der Art des Verfahrens in sechs Hauptgruppen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese Klassifizierung hauptsächlich in der metallverarbeitenden Industrie verbreitet ist und in anderen Branchen nur bedingt angewendet werden kann.

Fertigungsverfahren Übersicht
Fertigungsverfahren nach DIN 8580

Die Kategorisierung der Fertigungsverfahren in sechs Hauptgruppen orientiert sich im Wesentlichen daran, ob der Verfahrensschritt den Stoffzusammenhalt des Werkstücks schafft, vermehrt, vermindert oder beibehält. Die sechs Hauptgruppen lauten:

  • Urformen
  • Umformen
  • Trennen
  • Fügen
  • Beschichten
  • Stoffeigenschaften ändern

Welche Gruppierungen gibt es?

Im Folgenden werden die sechs Hauptgruppen näher beschrieben und mit Beispielen aus der Fertigungstechnik hinterlegt:

1. Urformen: Das Urformen dient der Herstellung eines Körpers mit definierter, geometrischer Form aus einem zuvor formlosen Material. Dabei kann das Ausgangsmaterial je nach Verfahren entweder flüssig, dampfförmig oder auch in Pulverform vorliegen. Beispiele für urformende Fertigungsverfahren sind

  • Gießen (Block- oder Stranggießen, Formgießen)
  • Spritzgießen
  • Rapid Prototyping
  • Pressen
  • Pulvermetallurgie
Sandformgießen bei der Firma proXplus AG
Sandformgießen bei der Firma proXplus AG

2. Umformen: Umformende Fertigungsverfahren zielen darauf ab, bleibende Formänderungen bei Werkstücken aus festen Rohteilen zu erzeugen. Dabei wird weder Material entfernt noch hinzugefügt, die Masse des Rohwerkstücks entspricht der Masse des Werkstücks nach der Bearbeitung. Zu den wichtigsten umformenden Fertigungsverfahren gehören

Gesenkschmieden bei der Firma Poppi Ugo Euroforge S.p.A.
Gesenkschmieden bei der Firma Poppi Ugo Euroforge S.p.A.

3. Trennen: Die trennenden Verfahren werden dadurch charakterisiert, dass der Zusammenhalt des Materials im Rahmen der Bearbeitung vermindert wird. Alle spanenden Verfahren, die sowohl in der metall- als auch in der kunststoffverarbeitenden Industrie eine große Bedeutung haben, gehören zu dieser Hauptgruppe. Einige Beispiele im Überblick:

Fräsen bei der Firma SIMON Teilebearbeitung GbR
Fräsen bei der Firma SIMON Teilebearbeitung GbR

4. Fügen: Fügende Verfahren dienen der langanhaltenden Verbindung von mehreren Werkstücken und werden dadurch charakterisiert, dass der Stoffzusammenhalt vermehrt wird. Einige Beispiele für fügende Fertigungsverfahren:

  • Schweißen
  • Löten
  • Kleben
  • Schrauben
  • Nieten
Schweißen bei der Firma Gruber GmbH Metallbau & Blechbearbeitung
Schweißen bei der Firma Gruber GmbH Metallbau & Blechbearbeitung

5. Beschichten: Beschichtende Fertigungsverfahren zielen darauf ab, auf dem Werkstück eine fest haftende Schicht zu erzeugen. Die Oberfläche des Materials lässt sich dadurch in ihren technischen Eigenschaften wie der Widerstandsfähigkeit, der Korrosionsbeständigkeit oder der Leitfähigkeit verändern. Zu den typischen Verfahren dieser Gruppe gehören:

Pulverbeschichtung bei der Firma Jud GmbH & Co. KG
Pulverbeschichtung bei der Firma Jud GmbH & Co. KG nelkenweg 25 foto Zuern vom 9.9.2008

6. Stoffeigenschaften ändern: Alle Verfahren zur Veränderung der Stoffeigenschaften werden der Hauptgruppe 6 zugeordnet. Dazu gehören unter anderem die folgenden Fertigungsschritte:

  • Glühen
  • Härten
  • Chemische Reaktionen

Die DIN 8580 nutzt ein Untergliederungssystem, um die Zuordnung und Kategorisierung der einzelnen Fertigungsverfahren zu erleichtern. Dabei wird jedem Verfahren eine eigene Ordnungsnummer zugeordnet: Die Hauptgruppe bestimmt die erste Ziffer und die Unterkategorie bestimmt die zweite Ziffer.

Ein Beispiel: Die Hauptgruppe Fügen wird durch die Ordnungsnummer 4 kategorisiert. Die Unterkategorie Löten trägt die Ziffer 7 und das Verfahren Hartlöten steht innerhalb dieser Unterkategorie an zweiter Stelle. Das Hartlöten hat gemäß der Norm DIN 8580 also die Nummer 4.7.2. Je nach Verfahren ist die Ordnungsnummer auch bis zu fünf Stellen lang.

Hartlöten bei der Firma Reltas AG
Hartlöten bei der Firma Reltas AG

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