Überblick über Fertigungsverfahren

  1. Fertigungstechnik und Fertigungsverfahren nach DIN 8580
  2. Überblick über die Fertigungsverfahren nach DIN 8580
  3. Neuste Trends bei Fertigungsverfahren
  4. Implementierung

Fertigungstechnik und Fertigungsverfahren nach DIN 8580

In der Fertigungstechnik werden alle Verfahren zur Herstellung von Werkstücken als Fertigungsverfahren bezeichnet. Die Fertigungsverfahren sind daher die Grundbestandteile der Fertigungstechnik. Zur Herstellung jedes einzelnen Werkstücks werden ein oder mehrere Fertigungsverfahren benötigt. Die einzelnen Fertigungsverfahren unterscheiden sich zum Teil deutlich in ihren Prozessen und in ihren Zielen. Durch den technologischen Fortschritt wächst die Anzahl der Verfahren stetig. Daher wurden nach DIN 8580 die Fertigungsverfahren in sechs Hauptgruppen geordnet:

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

Die Zuordnung in die jeweilige Hauptgruppe erfolgt danach, ob der Stoffzusammenhalt des Werkstücks geschaffen, beibehalten, vermindert oder vermehrt wird (siehe Tabelle 1).

Gruppen der Fertigungsverfahren nach DIN 8550

Tabelle 1: Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580

Überblick über die Fertigungsverfahren nach DIN 8580

Die Fertigungstechnik beschäftigt sich mit der wirtschaftlichen Herstellung von Werkstücken, welche enorm von der Wahl der Fertigungsverfahren beeinflusst wird. Dabei entstehen zwei Forderungen: Einerseits sollen die Herstellungskosten möglichst gering bleiben, andererseits soll das Werkstück durch das Fertigungsverfahren mit den bestmöglichen Eigenschaften versehen werden. Dabei können sich diese Forderungen je nach Produktionsprozess widersprechen, müssen es jedoch nicht zwangsläufig.

Im Folgenden wird ein Überblick über die einzelnen Hauptgruppen gegeben:

Als Urformen werden alle Fertigungsverfahren zusammengefasst, bei der ein Werkstück aus zuvor formlosen Material hergestellt wird. Das Ausgangsmaterial kann flüssig oder in Pulverform vorliegen. Die bedeutendsten Verfahren in dieser Gruppe sind Gießverfahren, bei denen flüssiges Material in Formen zu festen Körpern erstarrt. Dabei werden hauptsächlich metallische und Werkstoffe aus Kunststoff eingesetzt.

Beim Umformen wird festes Ausgangsmaterial in seine finale Geometrie gebracht, ohne Material abzunehmen oder hinzuzufügen. Umformende Verfahren werden vorwiegend in der Metallbearbeitung eingesetzt. Die wichtigsten Verfahren sind dabei das Walzen und das Schmieden bei massiven Bauteilen, sowie das Tiefziehen und das Biegen bei Blechteilen.

In trennenden Verfahren wird der Materialzusammenhalt an der Bearbeitungsstelle aufgehoben. Die wichtigsten Verfahren dieser Hauptgruppe sind die spanenden Verfahren, welche für nahezu jedes Material von Bedeutung sind.

Die Verfahren des Fügens schaffen eine langanhaltende Verbindung mehrerer Werkstücke. Dabei existiert eine breite Vielfalt an Verfahren. Zu den wichtigsten Verfahren gehören das Schweißen, das Löten, das Kleben und das Schrauben.

Das Beschichten beschreibt alle Verfahren, bei denen aus einem formlosen Ausgangsmaterial eine langanhaltende fest haftende Schicht auf einem Werkstück erzeugt wird. Die wichtigsten Verfahren sind unter anderem das Lackieren, das Galvanisieren oder das Auftragschweißen.

Vorwiegend bei metallischen Werkstoffen werden Verfahren angewendet, die die Stoffeigenschaften des Werkstücks ändern. Die wichtigsten Verfahren sind beispielsweise das Härten und das Glühen.

Neuste Trends bei Fertigungsverfahren

Einer der dauerhaftesten Trends in der Fertigungstechnik ist der Leichtbau. Fast jedes Produkt profitiert, wenn an der richtigen Stelle überflüssiges Gewicht eingespart werden kann. Dabei werden häufig Kunststoffe oder Leichtmetalle eingesetzt. Jedoch bietet neben all diesen Trends der seit langem eingesetzte übliche Stahl ebenfalls viele Vorteile. Neben relativ geringen Kosten bietet Stahl eine sehr gute spezifische Festigkeit. Insbesondere Schmiedeteile sind daher nicht nur gewichtsreduziert, sondern bieten auch noch Vorteile durch ihre geringe Baugröße. Für größere Bauteile können hochfeste, warmumgeformte Stahlbleche eine sehr gute Lösung sein. Aktuell geht ein Trend auch dahin, manche Leichtbauwerkstoffe wiederum durch leistungsfähige Stahllegierungen zu ersetzen, die durch ihre hohe Festigkeit eine bedeutend kompaktere Bauweise ermöglichen.

Ein weiterer Trend sind generative Fertigungsverfahren. Dabei sind den 3D-Druckern beinahe keine Grenzen mehr gesetzt. Sowohl Kunststoffe als auch Metalle können bereits formgenau zum Endbauteil hergestellt werden. Um bei den momentan noch relativ hohen Anschaffungskosten dennoch kostengünstig produzieren zu können, werden am IPH intelligente Betreibermodelle untersucht.

Auch die Fertigungsverfahren sind eng mit dem Thema Industrie 4.0 und Digitalisierung verbunden. Durch eine stärkere Vernetzung der Prozesse und Maschinen untereinander, sowie der übergeordneten Produktionsplanung entstehen häufig multiplikative Effekte, die die Produktivität einzelner Verfahren stark verbessern können. Was sinnvoll ist und wann es sich lohnt, beurteilen die Experten von „Mit und digital!", dem Industrie-4.0-Zentrum für den Mittelstand in Niedersachsen und Bremen, welches vom IPH mit betrieben wird.

Implementierung

Die genaue Anzahl der Fertigungsverfahren ist schwer überschaubar, das geeignetste auszuwählen beinahe unmöglich. Für die Entwicklung eines wirtschaftlichen Prozesses ist ein fundiertes Wissen für das Verhältnis zwischen Kosten und Verfahrensspezifika unerlässlich. Dadurch können teure Fehlinvestitionen verhindert werden. Mit kompetenter Beratung ist die Auswahl der Lösungen für Fertigungsverfahren und Fertigungstechnik dagegen möglich und erfolgsversprechend. Dadurch lassen sich die Vorteile und der Nutzen der Fertigungsverfahren optimal ausschöpfen.

Das IPH hat sich über die Jahre eine Expertise in der Begutachtung von Fertigungsverfahren und Auswahl der Fertigungstechnik aufgebaut, die wir als Dienstleister an Interessenten weitergeben. Auf diese Expertise können unsere Ingenieure in Anwendungs- und Beratungsprojekten zurückgreifen – etwa wenn es darum geht, im Bereich der Fertigungstechnik oder Fertigungsverfahren eine Übersicht zu verschaffen oder eine Auswahl zu treffen.

Zu unserem Angebot im Bereich der Fertigungsverfahren gelangen Sie hier.

Unsere Angebote zur Fertigungstechnik

Sie benötigen Beratung bei der Auswahl des richtigen Fertigungsverfahrens? Das IPH bietet Dienstleistungen im Bereich Fertigungstechnik an. Wir unterstützen Sie unter anderem dabei, sich einen Überblick über Fertigungsverfahren zu verschaffen und das geeignetste Verfahren für Ihr Produkt auszuwählen. Weitere Informationen zu unseren Angeboten, Beratungsdienstleistungen und unserer Expertise erhalten Sie hier: 

Ansprechpartner

Dr.-Ing.

Jan Langner

Abteilungsleiter Prozesstechnik