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Ziel der Diplomarbeit ist es, einen Überblick der vorwiegend im Metallbau und in der Kfz-Branche eingesetzten Aluminiumwerkstoffe zu schaffen. Im theoretischen Teil wird auf die Einteilung, die Bezeichnung, die Wärmebehandlung, die Eigenschaften und das Verhalten beim Schweißen eingegangen. Im Anschluss finden Untersuchungen an ausgewählten Aluminiumwerkstoffen bezüglich ihres Härte-, Festigkeits- und Verformungsverhaltens im ungeschweißten und geschweißten Zustand statt. Die Auswahl beschränkt sich auf das Reinaluminium Al99,5/H14 und Al99,5/O1, sowie die Legierungen AlMg3, AlMgSi/T66, AlMgSi/T4, AlSi1MgMn/T651 und AlSi1MgMn/T4. Die Untersuchung dieser Werkstoffe beinnhaltet eine Werkstoffanalyse, WIG- Schweißen mit zwei ausgewählten Stromstärken, diversen Härtemessungen, mehrere Zugversuche und die Anfertigung von Gefügeschliffbildern. Für die erfolgreiche Durchführung dieser Arbeitsschritte sind vorab aufwendige Präparationen der zu untersuchenden Proben notwendig. Mit den Ergebnissen der genannten Prüfverfahren lassen anschließend genauere Aussagen über die Eigenschaften bzw. igenschaftsänderungen beim Schweißen getroffen werden. Dabei erfolgt zum einen die Untersuchung der Einflüsse der chemischen Zusammensetzung und des Werkstoffzustandes auf die Härte-, Festigkeits- und Verformungseigenschaften, sowie die Gefügeveränderungen. Zum anderen wird der Einfluss der Kaltauslagerungszeiten bei den aushärtbaren Legierungen auf die Härteeigenschaften sowie der Einfluss der Streckenenergie beim Schweißen auf die Härte-, Festigkeits- und Verformungseigenschaften aufgezeigt. Abschließend erfolgt ein Vergleich dieser Ergebnisse mit den Bemessungsregeln für Aluminiumbauten nach Eurocode 9.
Die vorliegende Arbeit dient als Guideline für den Vertriebsmitarbeiter von Aluminiumstrangpressprodukten und kann diesem in Auszügen bereit gestellt werden. Die erarbeiteten Informationen dienen dem Vertriebsmitarbeiter beim Kontakt mit dem Kunden auftretende Fragen/Probleme zu verstehen und entsprechend zu beantworten/lösen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und um den Fokus auf vertriebsrelevante Themen zu begrenzen, wird in einzelnen Teilen der vorliegenden Arbeit auf eine detaillierte Ausarbeitung verzichtet und stattdessen auf weiterführende Literatur verwiesen. Das Wissen eines Verkäufers von Aluminiumstrangpressprodukten muss neben der kaufmännischen auch die technische Seite abdecken. Den Werkstoff Aluminium zu kennen, Vorteile und Herstellung nachvollziehen zu können bildet die Basis der Ausarbeitungen in den technischen Kapiteln dieser Arbeit. Der kaufmännische Teil dieser Arbeit zielt auf die Kenntnisse über Markt, Kalkulation und Controlling ab. Abseits der technischen und kaufmännischen Betrachtung ist es auch wichtig die Vertragsgestaltung darzustellen sowie das Qualitätsmanagement zu adressieren. Außerdem müssen Mitarbeiter laufend gefördert, begleitet und geschult werden. Nicht jeder Bewerber ist für den Vertrieb geeignet. Diesen Punkten sowie der richtigen Personalwahl wird in der vorliegenden Arbeit auch Rechnung getragen. Diese Arbeit soll dieses breite Spektrum abdecken, Verständnis und Freude über den Werkstoff Aluminium wecken.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Planung eines Versuchsstandes zur Zerspanungsuntersuchung zum Fräsen von CFK-Bauteilen und der Rauheitsmessung an gefertigten T-Profilen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. Weiterhin werden Bohrversuche mit ta-C beschichteten bzw. feinst bearbeiteten HSS-Bohrern an einer Aluminium-Gusslegierungen durchgeführt, und das Einsatzverhalten dieser Werkzeuge dargelegt werden.
Al-Si-Legierungen werden bevorzugt zur Fertigung von Druckgusserzeugnissen eingesetzt. Die Einsatzbereiche für diese sind sehr vielschichtig und erstrecken sich über viele Branchen, wie bspw. die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Wegen der komplexen Prozessführung und der Vielzahl an Einflussgrößen unterliegt der Gussprozess mittleren Ausschussraten von ca. 10 %. Dabei führen kleinste Defekte, wie Poren oder Gestaltabweichungen im Bereich von Dichtflächen dazu, dass die Funktionalität des Bauteils nicht mehr gegeben ist. In diesem Fall wird das Bauteil wieder der Schmelzebeschickung zugeführt und erneut gegossen. Daraus resultieren Leerzeiten in nachgelagerten Prozessschritten oder eine Überproduktion. Ein Ansatz um dies zu umgehen, stellt die Instandsetzung der Defektstellen mittels automatisiertem Laserauftragschweißen dar. In der vorliegenden Veröffentlichung erfolgte dazu eine umfassende Prozesscharakterisierung. Prozessgrenzen, die Optimierung
des Aufmischungsgrades und die Adaption des Energieeintrages beim Volumenaufbau wurden untersucht.
Ziel der Diplomarbeit ist es, die Energie- und Kosteneffizienz bei der Hochleistungszerspanung von Aluminium-Knetlegierungen bei Verwendung verschiedener Werkzeuge zu untersuchen. Limitierende Faktoren für die Leistungsfähigkeit solcher Prozesse werden untersucht und werkzeug- und maschinenseitig kategorisiert. Es werden Zerspanungsversuche durchgeführt, die ein erhebliches Leistungssteigerungspotential erkennen lassen, welches in der Auswahl des eines maschinenspezifisch günstigen Werkzeuges begründet ist. Es zeigen sich signifikante Unterschiede, sowohl in der prozessbezogenen Energie-, als auch in der Kosteneffizienz im Vergleich zwischen den verschiedenen Werkzeugen. Durch ebenjene Leistungssteigerung des Zerspanungsprozesses kann der Wirkungsgrad der gesamten Maschine verbessert und der Energie-verbrauch pro Werkstück und die Fertigungskosten pro Werkstück reduziert werden. Es werden geeignete Kenngrößen für einen detaillierten Vergleich der Werkzeuge entwickelt. Weiterhin wird ein Werkzeugauswahlverfahren vorgeschlagen, welches durch Integration in die produktive Fertigung auch für Ein-zelteil- und Kleinserienfertigung die Möglichkeit zur Erschließung des Leistungssteigerungspotentials bietet.