Arten und Klassifizierungen der Metallverarbeitung
Im Bereich der mechanischen Fertigung sind Metall und Kunststoff die am häufigsten verwendeten Werkstoffe, und viele mechanische Bauteile werden durch Metallverarbeitung hergestellt.
Was ist Metallverarbeitung?
Metallverarbeitung ist der Oberbegriff für alle Arten der Bearbeitung und Behandlung von Metallen als Rohstoffen zum Zweck der Herstellung von Produkten.
Die Metallverarbeitung lässt sich grob in zwei Kategorien unterteilen: Formgebung und Eigenschaftsveränderung. Erstere bezeichnet die Bearbeitung von Rohmaterialien wie Blechen, Stangen oder flüssigen Metallen zur Herstellung von Produktformen. Letztere umfasst die Wärmebehandlung oder chemische Behandlung von Metallen, um deren Härte zu erhöhen oder ihren Rostschutz zu verbessern.
Metallbearbeitung zur Formgebung
Die Bearbeitungsverfahren für die Formgebung von Metallen lassen sich grob in folgende vier Kategorien einteilen.
1. Mechanische Bearbeitung
Die mechanische Bearbeitung umfasst drei Verfahren: Schneiden, Schleifen und spezielle Bearbeitung.
Schneidebearbeitung
Dies ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem Schneidwerkzeuge eingesetzt werden, um das Werkstück durch Abtragen und Entfernen unerwünschter Teile in Form zu bringen. Am häufigsten werden dafür Maschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren und Bohrmaschinen verwendet. Das Verfahren findet breite Anwendung bei verschiedenen Produkten, beispielsweise bei Haushaltsgeräte- und Autoteilen.
Mahlprozess
Dies ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem mit einer Schleifscheibe unerwünschte Teile vom Werkstück entfernt werden. Schleifen wird häufig dort eingesetzt, wo präzise Oberflächen erforderlich sind, beispielsweise bei Automobilteilen und Gleitkomponenten von Werkzeugmaschinen.
Spezielle Verarbeitung
Mechanische Bearbeitungsverfahren, die nicht unter Schneiden oder Schleifen fallen, werden üblicherweise als Spezialbearbeitungsverfahren klassifiziert. Zu dieser Art der Bearbeitung gehören viele Methoden, darunter beispielsweise die Funkenerosion und die Laserbearbeitung.
Die Funkenerosion wird häufig zum Gravieren von Formhohlräumen, zum präzisen Schneiden dünner Platten und Keilnuten usw. eingesetzt.
Die Laserbearbeitung wird häufig für das präzise Schneiden dünner Platten, das Bohren von Mikrolöchern und andere Zwecke eingesetzt.
2. Kunststoffverarbeitung
In der Kunststoffverarbeitung umfasst sie neben Stanzen und Schmieden auch das Walzen.
Stanzverarbeitung
Bei diesem Bearbeitungsverfahren wird ein Werkzeug oder eine Form mit großem Druck auf das Blechwerkstück gepresst, um es zu schneiden oder entsprechend der Form der Form zu bearbeiten. Die Blechbearbeitung zählt zu den Stanzverfahren und findet breite Anwendung bei Fahrzeugkarosserien und Haushaltsgeräten aus Blech.
Schmieden
Bei diesem Bearbeitungsverfahren wird mit erheblichem Druck auf den Hammerkopf oder die Form das Werkstück gepresst oder gehämmert und so der Form der Form angepasst. Dank der hohen Festigkeit der Werkstücke eignet es sich für die Bearbeitung von Motorteilen und Produkten, die hohen Belastungen standhalten müssen, wie beispielsweise Schraubenschlüssel.
Rollend
Das Verfahren wird als Walzen bezeichnet, weil das Werkstück durch Drehen oder Rollen geformt wird. Es findet häufig Anwendung bei der Bearbeitung von Außengewinden usw. Hauptprodukte sind handelsübliche Schrauben und andere Schraubenarten, die in Haushaltswarengeschäften erhältlich sind.
3. Gießen
Bei diesem Herstellungsverfahren wird das als Rohmaterial verwendete Metall in einem Ofen geschmolzen und anschließend in eine Form mit einer Aussparung in der Form des Produkts gegossen. Dort erstarrt es und das Produkt entsteht. Dieses Verfahren wird häufig bei der Massenproduktion von Produkten mit komplexen Formen eingesetzt. Es eignet sich zur Herstellung von Motorteilen, Werkzeugmaschinengestellen, Motorenteilen usw.
4. Sonstige
Pulvermetallurgie und 3D-Metalldruck sind relativ neue Verarbeitungsmethoden, mit denen sich komplexe Formen und Geometrien realisieren lassen, die mit traditionellen Techniken nicht möglich sind.
Pulvermetallurgie
Bei diesem Verfahren wird das als Rohmaterial verwendete Metallpulver in eine produktförmige Form gepresst und anschließend in einem Ofen erhitzt, um die Metallpartikel miteinander zu verbinden und so das Produkt herzustellen. Es wird häufig zur Herstellung von Zahnrädern eingesetzt, die Antriebskraft sparen, sowie von Speziallagern, die keine Schmierung benötigen.
Metall-3D-Drucker
Dieses Verarbeitungsverfahren hat in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt. Dabei werden die für die einzelnen Produktteile benötigten Materialien stufenweise übereinandergeschichtet, um das Endprodukt zu formen. Obwohl die Entwicklung dieses Verfahrens noch relativ jung ist, wird es unter anderem bereits bei der Herstellung von Triebwerkschaufeln und Bremsenteilen für Luxuswagen eingesetzt.
Verarbeitungsprozesse, die die Eigenschaften von Metallen verändern
Zu den wichtigsten Verarbeitungsmethoden zur Veränderung der Eigenschaften von Metallen gehören Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung.
1. Wärmebehandlung
Eine der Haupteigenschaften von Metallen ist, dass ihre innere Mikrostruktur durch Wärmebehandlung verändert und verschiedene Eigenschaften erzielt werden können. Zu den bekanntesten Wärmebehandlungen zählen Härten und Anlassen. Aufkohlen ist eine Form des Härtens, bei der die Härte von Stahl teilweise erhöht wird, indem Kohlenstoff in die Oberfläche eindringt. Diese Verfahren finden breite Anwendung bei Produkten aus Stahl und Aluminium, darunter Automobil- und Flugzeugteile.
2. Oberflächenbehandlung
Zu den typischen Oberflächenbehandlungsverfahren gehören Beschichtungen und chemische Filmbildungsverfahren.
Beschichtung
Hierbei handelt es sich um ein Behandlungsverfahren, bei dem Metalloberflächen mit anderen Metallfilmen beschichtet werden. Es ermöglicht verschiedene Funktionen wie Rostschutz, ästhetische Verbesserung und Oberflächenhärtung und findet breite Anwendung bei Haushaltswaren, Automobilteilen und anderen Bereichen.
Behandlung zur Bildung chemischer Filme
Im Gegensatz zur Beschichtung nutzt dieses Verfahren chemische Mittel, um die Eigenschaften der Metalloberfläche zu verändern und ihr so bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Es wird häufig in anspruchsvollen Betriebsumgebungen für Teile von Automobilen oder Baumaschinen eingesetzt, die vor Rost geschützt werden müssen.
Zusammenfassung
Es gibt verschiedene Verfahren der Metallverarbeitung. Zu den wichtigsten zählen die spanende Bearbeitung, die Kunststoffverarbeitung, das Gießen und andere Verfahren, die die Form von Metallen verändern. Auch Wärmebehandlungen, Oberflächenbehandlungen und andere Prozesse, die die Eigenschaften von Metallen verändern, können je nach Verwendungszweck ausgewählt werden.
