月: 2023年7月

Was ist ein Stromverteiler?

Ein Stromverteiler ist ein Gerät, das Strom abzweigt und an den Ort des Bedarfs liefert.

Er wird in der Regel in Innenräumen installiert, kann aber je nach Spezifikation auch im Freien aufgestellt werden. Die interne Schalttafel besteht aus Fehlerstromschutzschaltern und Leistungsschaltern.

Diese schaltet die Stromversorgung im Falle eines Überstroms oder eines Lecks auf der Lastseite ab und verhindert so Brände oder Stromschläge. In vielen Stromverteilern sind Trockentransformatoren eingebaut, die den Strom umwandeln und liefern.

Anwendungen von Stromverteilern

Stromverteiler werden häufig in Privathaushalten und Fabriken eingesetzt. In normalen Haushalten werden sie für die Stromversorgung von Steckdosen und Beleuchtung eingesetzt. Vielleicht haben Sie schon einmal erlebt, dass ein Unterbrecher ausgelöst wird, wenn Sie gleichzeitig einen Haartrockner und eine Mikrowelle benutzen. Das Gehäuse, in dem sich diese Unterbrecher befinden, ist der Stromverteiler.

Sie werden auch in Fabriken installiert, um Niederspannungsgeräte mit Strom zu versorgen. Die Anwendung ist unabhängig vom Einsatzort dieselbe. Der Stromverteiler schaltet die Stromversorgung im Falle einer Anomalie wie einem Überstrom oder einem Erdschluss auf der Lastseite ab und verhindert so Unfälle durch Feuer oder Stromschlag.

Funktionsweise der Stromverteiler

Ein Stromverteiler besteht aus Sammelschienen, Unterbrechern und einem Außenkasten.

Der von den Übertragungsleitungen des Energieversorgungsunternehmens empfangene Strom wird über die Stromschienen verzweigt. Jede verzweigte Stromzufuhr wird an einen Überstromschutzschalter angeschlossen. Der Anschluss an den Unterbrecher dient der Unterbrechung der Stromzufuhr im Falle einer Überlastung, z. B. an einer Nebensteckdose. Der Ladeteil ist durch einen robusten Außenkasten geschützt, um zu verhindern, dass Personen, die das Innere des Stromverteilers berühren, einen elektrischen Schlag bekommen.

Ein Unterbrecher ist ein Gerät, das die Stromversorgung unterbricht, wenn der Strom den Nennstrom überschreitet. Er unterbricht die Stromzufuhr, wenn der Laststrom den Nennstrom überschreitet und verhindert so Schäden an der Steckdose oder den Geräten. Der äußere Kasten besteht aus lackiertem Stahl oder Isolierharz.

Arten von Unterbrechern in Stromverteilern

In Stromverteilern werden drei Arten von Unterbrechern verwendet: Ampere-Schalter, Fehlerstrom-Schutzschalter und Sicherheitsschalter. Jeder hat seine eigenen Merkmale:

1. Ampere-Schalter

Der Ampere-Schalter ist eine Unterbrechungsvorrichtung, die bei einer Überlastung des gesamten Netzes anspricht. Er schaltet sich ab, wenn mehr Strom verbraucht wird, als mit dem Energieversorgungsunternehmen vereinbart wurde. Die verfügbare Stromstärke ist z. B. auf der Oberseite des Griffs angegeben. Wenn dieser Unterbrecher abschaltet, muss der Stromverbrauch durch Einschränkung der verwendeten Geräte reduziert werden.

2. Sicherheitsschalter

Ein Sicherheitsschalter ist eine Unterbrechungsvorrichtung, die im Falle eines Überstroms in einem Stromkreis auslöst. Das Gerät dient dem Schutz von Stromkreisen und Kabeln. In der Regel sind in einem Stromverteiler mehrere Sicherheitsschalter installiert, die nach Abteilungen und verwendeten Geräten unterteilt sind. Wenn dieser Schalter auslöst, muss der Stromverbrauch reduziert werden, indem die in dem Fach, das der Schalter versorgt, verwendeten Geräte eingeschränkt werden.

3. Fehlerstromschutzschalter

Ein Fehlerstromschutzschalter ist eine Unterbrechungsvorrichtung, die den Stromkreis unterbricht, wenn sie ein Leck feststellt und Katastrophen wie Stromschläge verhindert. Es gibt zwei Arten von Fehlerstromschutzschaltern: solche, die ausschließlich die Funktion des Fehlerstromschutzes erfüllen und solche, die auch Überlastschutz bieten. Im Allgemeinen werden sie auch für den Überlastschutz verwendet, aber bei der Auswahl muss man vorsichtig sein.

Weitere Informationen zu Stromverteilern

Wartung von Stromverteilern

Tritt eine Störung im Stromverteiler auf, müssen Reparaturen an den internen Komponenten des Verteilers durchgeführt werden. Im Folgenden sind Beispiele für Störungen und die zu ergreifenden Maßnahmen aufgeführt:

1. Überhitzung des Stromverteilers 
Die Ursache ist eine lockere Schraube an der Ladeeinheit, die durch Überprüfung des äußeren Erscheinungsbildes und Nachziehen der Schrauben behoben werden kann. Wenn der Kunststoffkasten durch die Hitze verformt ist, tauschen Sie den Außenkasten aus.

2. Beschädigung des Außenkastens des Stromverteilers
Wenn der Außenkasten des elektrischen Verteilerschranks aus Kunststoff besteht, kann er durch Stöße beschädigt werden. In diesem Fall ist der Kunststoff-Außenkasten auszutauschen oder durch Verkleben zu reparieren.

3. Falscher Anschluss des Fehlerstromschutzschalters oder Sicherheitsschalters
Fehlerstromschutzschalter und Sicherheitsschalter können aufgrund von altersbedingter Verschlechterung falsch auslösen. In solchen Fällen ist der Unterbrecher auszutauschen und der Verteiler zu reparieren.

4. Störung der Stromzufuhr zum Verbraucher
Wenn die Stromversorgung instabil ist, kann dies durch ein lockeres Ladegerät verursacht werden. In einigen Fällen kann dies durch Nachziehen behoben werden, doch sollten auch Fehler in den Anschlusskomponenten wie Steckdosen in Betracht gezogen werden.

Reparaturen innerhalb der Stromverteiler müssen mit angemessenen Sicherheitsvorkehrungen, wie z. B. einer Stromunterbrechung, durchgeführt werden. Wenn Sie mit dem Umgang mit Strom nicht vertraut sind, ist es sicherer, einen Fachmann mit der Wartung zu beauftragen.

Was ist ein Stereolithographie-3D-Drucker?

Stereolithographie-3D-Drucker sind 3D-Drucker, die das Lichtmodellierungsverfahren verwenden.

Die Lichtmodellierungsmethode ist eine Methode zur Erstellung dreidimensionaler Strukturen durch Aushärten und schichtweises Auftragen eines Materials, das durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ausgehärtet wird. Als Material werden flüssige lichthärtende Harze wie Epoxid- oder Acrylharze verwendet.

Das optische Modellierverfahren ist die älteste der derzeit in der Praxis eingesetzten 3D-Druckertechnologien. Es ist das am weitesten verbreitete Ladeformverfahren in der Industrie.

Anwendungen von Stereolithographie-3D-Druckern

Zu den Anwendungen für Stereolithographie-3D-Drucker gehören die Designprüfung und die Herstellung von Urmodellen und Formen.

Aufgrund der hohen Präzision und der glatten Oberfläche von Stereolithographie-3D-Druckern können sie auch für die Herstellung von Endprodukten verwendet werden.

Je nach Verwendungszweck müssen unterschiedliche Druckertypen und Materialien verwendet werden.

Funktionsweise von Stereolithographie-3D-Druckern

Bei der optischen Modellierungsmethode werden die 3D-Daten in den Drucker geladen und die Modellierung erfolgt durch Bestrahlung von flüssigem Harz mit ultraviolettem Licht.

Bei der Modellierung wird das Harz ausgehärtet, indem ein Laser auf einen mit lichthärtender Harzflüssigkeit gefüllten Tank gerichtet wird, um die erste Schicht zu erzeugen. Anschließend wird das Harz eine Ebene über der ausgehärteten Schichtoberfläche abgesenkt und die nächste Schicht auf die gleiche Weise ausgehärtet. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, um das Laminat herzustellen.

Wenn die Schichtdicke dünn eingestellt ist, lässt sich ein äußerst präzises Modellieren erreichen, und wenn sie dick eingestellt ist, ist ein schnelles und effizientes Modellieren möglich.

Arten von Stereolithographie-3D-Druckern

Es gibt mehrere Arten von Stereolithographie-3D-Druckern.

Im Folgenden werden die typischen Modellierungsmethoden beschrieben.

1. Klassifizierung von Stereolithographie-3D-Druckern nach der Richtung, in der die Modellierung erfolgt

Stereolithographie-3D-Drucker werden nach der Richtung, in der die Modellierung erfolgt, in die folgenden zwei Kategorien eingeteilt.

• Methode der freien Oberfläche
  Das zu modellierende Objekt wird von oben beleuchtet, und die Modellierung wird durch Aufschichten der gehärteten Schichten vorangetrieben.
• Hängende Methode
  Die Modellierung erfolgt durch Aufhängen des Objekts und Bestrahlung mit Licht von unten.

2. Klassifizierung von Stereolithographie-3D-Druckern nach der Art der Lichtemission

3D-Drucker lassen sich je nach Art der Lichteinstrahlung in verschiedene Typen einteilen. Die folgenden drei sind typische Beispiele:

• Laser-Scanning-Verfahren
  Bei dieser Methode wird ein laserpointerähnliches Licht verwendet, um Linien zu zeichnen.
• Projektor-Methode
  Bei dieser Methode wird ein Projektor verwendet, um Licht in einer Ebene auszustrahlen; eine Lichtschicht wird mit einer einzigen Bestrahlung erzeugt.
• Flüssigkristall-Panel-Methode
  Wie bei der Projektormethode wird das Licht von einer Oberfläche abgestrahlt. Bei der Flüssigkristall-Panel-Methode wird anstelle eines Projektors eine Flüssigkristallanzeige verwendet, um das Licht auszustrahlen.

Weitere Informationen zu Stereolithographie-3D-Druckern

1. Merkmale von Stereolithographie-3D-Druckern

Stereolithographie-3D-Drucker haben die folgenden Vor- und Nachteile.

• Vorteile
  Es ist eine hochpräzise Modellierung möglich, und die Oberfläche des modellierten Objekts ist glatt. Außerdem kann die Modellierung in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden.
• Nachteile
  Ausrüstung und Harz sind teuer, und auch die Nachbearbeitung ist erforderlich, sodass die Kosten hoch sind.

Das verwendete Material, das lichthärtende Harz, hat seine eigenen Eigenschaften und wird je nach Verwendungszweck eingesetzt. Epoxidharze haben beispielsweise eine geringe Sonnenlichtbeständigkeit und Acrylharze sind zerbrechlich, sodass sie sich nicht für Anwendungen eignen, bei denen starke Kräfte wirken oder eine lange Lebensdauer erforderlich ist.

2. Der Prozess der Modellierung mit einem Stereolithographie-3D-Drucker

Die Modellierung mit einem Stereolithographie-3D-Drucker erfolgt in der folgenden Reihenfolge: Erstellung und Konvertierung der 3D-Daten, Modellierung und Nachbearbeitung.

1. Erstellung und Konvertierung von 3D-Daten
   Die 3D-Daten des geformten Objekts werden mit 3D-CAD oder einem 3D-Scanner erstellt. Diese Daten werden in STL-Daten und Werkzeugwegdaten konvertiert, die mit dem zu verwendenden 3D-Drucker kompatibel sind, und dann in den 3D-Drucker geladen.
2. Modellierung
   Die 3D-Modellierung wird mit einem Stereolithographie-3D-Drucker durchgeführt.
3. Nachbearbeitung
   Da unmittelbar nach dem Gießen unausgehärtetes Harz auf der Oberfläche des geformten Objekts verbleibt, wird diese mit Alkohol oder ähnlichen Je nach verwendetem Harz kann zur Erhöhung der Festigkeit ein so genannter Nachhärtungsprozess durchgeführt werden. Nach diesen Prozessen wird das Trägermaterial, das das geformte Objekt vor Verformung schützen soll, entfernt.

3. Datenverarbeitung bei der Modellierung mit einem optischen Stereolithographie-3D-Drucker

Um mit einem Stereolithographie-3D-Drucker modellieren zu können, müssen drei Arten von Daten verarbeitet werden: 3D-Daten, STL-Daten und Werkzeugwegdaten.

• 3D-Daten
  3D-Daten können mit 3D-CAD und 3D-Scannern usw. erstellt werden. 3D-CAD erstellt 3D-Daten, indem das zu modellierende Objekt am Computer entworfen wird. 3D-Scanner erfassen 3D-Daten, indem sie Objekte in unserer Umgebung scannen. Neuerdings gibt es auch Systeme, die ein einfaches Scannen mit Smartphones und anderen Geräten ermöglichen.
• STL-Daten
  STL-Daten sind Daten, die 3D-Daten als eine Sammlung von Dreiecken darstellen und Informationen wie die Koordinaten und Normalenvektoren der Scheitelpunkte der Dreiecke enthalten. Viele 3D-CAD-Softwareprogramme ermöglichen die Ausgabe als STL-Daten. Bei der Erstellung von STL-Daten muss das Modell überprüft und korrigiert werden, um sicherzustellen, dass es nicht so kaputt ist, dass es nicht realistisch modelliert werden kann.
• Werkzeugwegdaten
  Werkzeugwegdaten sind Informationen darüber, wie der 3D-Drucker tatsächlich arbeitet, um das 3D-Modell zu produzieren. Die entsprechenden Werkzeugbahndaten unterscheiden sich je nach verwendetem 3D-Drucker. Der 3D-Drucker kann mit den Werkzeugbahndaten geladen werden, um die Modellierung zu ermöglichen.

Was ist eine photokatalytische Farbe?

Photokatalytische Farben sind Anstriche aus Titandioxid oder Titandioxid.

Sie werden im Allgemeinen für den Anstrich von Außenwänden von Gebäuden verwendet. Nach dem Auftragen wird durch die Einwirkung von Licht oder ultravioletter Strahlung ein Selbstreinigungseffekt erzielt.

Anwendungen photokatalytischer Farben

Aufgrund ihres Selbstreinigungseffekts werden photokatalytische Farben häufig für den Anstrich von Außenwänden verwendet, insbesondere von solchen, die nur schwer regelmäßig gewartet werden können.

Hochwertige Fluorpolymer-FarbenFluorpolymer-Farben haben eine Haltbarkeit von 15-20 Jahren, und photokatalytische Farben haben eine ähnliche Haltbarkeit. Daher werden sie manchmal für Hochhäuser verwendet, bei denen die Anzahl der Wartungszyklen auf ein Minimum reduziert werden muss. Die Anfangsinvestition ist aufgrund der hohen Qualität der Farbe hoch, aber der Vorteil ist, dass die laufenden Kosten niedrig gehalten werden können.

Funktionsweise photokatalytischer Farben

Die Hauptrohstoffe für photokatalytische Farben sind Titandioxid und Titandioxid. Nach dem Auftragen der photokatalytischen Farben bewirkt die Bestrahlung mit Licht oder UV-Strahlung eine Trennung von Elektronen und Löchern (angeregter Zustand) innerhalb des in der Farbe enthaltenen Titandioxids oder Titandioxids. Da die Elektronen aus der photokatalytischen Farbe herausgeschleudert werden, wird die Oberfläche der photokatalytischen Farbe positiv geladen.

Diese positiv geladene Oberfläche hat eine sehr starke Oxidationskraft und zersetzt Wasser, das an der Oberfläche der photokatalytischen Farben haftet, unter Bildung von Hydroxylradikalen. Diese Hydroxylradikale sind äußerst instabile Substanzen. Sie verbinden sich daher mit organischen Verbindungen, organischen Chemikalien, Abgasen und anderen Schadstoffen, die die Ursache für Verschmutzungen auf der Wandoberfläche sind, zersetzen diese und sorgen für einen Selbstreinigungseffekt, der das Anhaften von Schmutz verhindert.

Andererseits führen die von der photokatalytischen Farbe abgegebenen Elektronen eine Reduktionsreaktion mit Sauerstoff durch, bei der ein Superoxidanion entsteht. Dieses Superoxidanion ist ebenfalls eine Substanz mit sehr starker oxidierender Wirkung. Es bindet sich an Schadstoffe wie organische Verbindungen, organische Chemikalien und Abgase, zersetzt sie und sorgt für einen Selbstreinigungseffekt, der das Anhaften von Schmutz verhindert.

Darüber hinaus zeichnen sich photokatalytische Farben durch ihre stark hydrophile Oberfläche aus. Selbst wenn Regen oder anderes Wasser an einer mit photokatalytischen Farben beschichteten Wandoberfläche haftet, bildet es daher keine Wassertröpfchen, sondern läuft ab. Die oben erwähnten zersetzten organischen Verbindungen, organischen Chemikalien, Staub und Schmutz werden ebenfalls mit dem Regen weggespült, wodurch ein Selbstreinigungseffekt entsteht. Darüber hinaus handelt es sich bei Titandioxid und Titandioxid um äußerst sichere Stoffe, und photokatalytische Farben sind umweltfreundlich.

Weitere Informationen zu photokatalytischen Farben

1. Photokatalytische Farben für ultraviolettes und sichtbares Licht

Es gibt zwei Arten von photokatalytischen Farben: ultraviolette photokatalytische Farben, die mit ultraviolettem Licht einen Selbstreinigungseffekt erzielen, und sichtbare photokatalytische Farben, die mit sichtbarem Licht einen Selbstreinigungseffekt erzielen. Herkömmlicherweise werden photokatalytische Farben vom UV-Typ weithin verwendet. Photokatalytische Farben vom UV-Typ haben jedoch den Nachteil, dass der Selbstreinigungseffekt ohne UV-Licht nicht erzielt werden kann.

Photokatalytische Farben mit sichtbarem Licht sind nur dann wirksam, wenn sie sichtbarem Licht und nicht nur ultraviolettem Licht ausgesetzt werden, und haben eine bessere Funktionalität als photokatalytische Farben mit ultraviolettem Licht. Daher wird im Allgemeinen der Typ für sichtbares Licht gewählt, es sei denn, es gibt eine spezielle Anwendung.

2. Photokatalytische Farben für Innenanwendungen

In den letzten Jahren sind auch photokatalytische Farben für Innenanwendungen verfügbar geworden. Wenn photokatalytische Farben für Innenräume verwendet werden, bieten sie den gleichen Selbstreinigungseffekt wie photokatalytische Farben für Außenwände. So wirken sie antifouling, antibakteriell und antiviral und können auch Geruchsstoffe abbauen.

Es kann unerwünschte Gerüche von Haustieren und Abfällen bekämpfen und die Luft reinigen. Sie beugt auch der Schimmelbildung vor und ist für Bereiche geeignet, in denen häufig Wasser verwendet wird.

3. Preis für photokatalytische Farben

Photokatalytische Farben werden in der Regel von Fachbetrieben aufgetragen, da der Auftragsprozess sehr differenziert ist und Fachwissen erfordert. Die Kosten für den Anstrich einer Außenwand werden mit etwa 22 bis 25 Euro pro m2 angegeben.

Silikonfarbe, die häufig als Außenwandfarbe verwendet wird, kostet etwa 14-22 Euro pro m2, während Fluorfarbe, die als etwas teurer gilt, 22-31 Euro pro m2 kostet. Die Anfangskosten sind bei photokatalytischen Farben tendenziell höher.

Es ist wichtig, eine umfassende Entscheidung zu treffen, bei der die Lebensdauer und die Wirksamkeit berücksichtigt werden, unabhängig davon, ob es sich um einen Außenwandanstrich oder eine Innendekoration handelt.

Was ist eine Honmaschine?

Honmaschinen sind Werkzeugmaschinen, mit denen die Innenflächen von Bohrungen in Hohlkörpern bearbeitet werden.

Mit Honmaschinen lässt sich der Innendurchmesser von Bohrungen mit hoher Präzision auf die gewünschte Oberflächenrauheit bringen. Das von Honmaschinen durchgeführte Verfahren wird auch als Honbearbeitung bezeichnet.

Mit dem Honen kann ein hoher Grad an Rundheit und Zylindrizität erreicht werden. Die Kreuzschraffur, die später beschrieben wird, ist ebenfalls ein einzigartiges Merkmal des Honprozesses.

Vor dem Honen müssen im Voraus Löcher gebohrt werden und wenn diese Löcher mit hoher Präzision gebohrt werden, kann die Präzision auch nach dem Honen beibehalten werden. Dies liegt daran, dass der Honprozess eine sehr geringe Bearbeitungszugabe erfordert.

Anwendungen für Honmaschinen

Honmaschinen werden vor allem zum Schleifen von zylindrischen Innenflächen eingesetzt, z. B. von Zylindern in Motoren für Kraftfahrzeuge und Industriemaschinen sowie in hydraulischen und pneumatischen Geräten. Honmaschinen werden auch für die Endbearbeitung des Innendurchmessers von Getriebeteilen, den sogenannten Ritzeln in Planetengetrieben, eingesetzt.

Planetengetriebe sind weit verbreitet in den Übertragungsmechanismen von Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge und in den Vorwärts-/Rückwärtsschaltmechanismen von stufenlosen Getrieben (CVTs).

Funktionsweise der Honmaschinen

Honmaschinen sind Bearbeitungsmaschinen, die schleifen, indem sie eine stangenförmige Schleifscheibe, eine so genannte Sonotrode, gegen die Innenfläche des Werkstücks drücken. Die Sonotroden sind an einem Bauteil befestigt, das als Honkopf bezeichnet wird und vier bis mehrere weitere Honköpfe sind an einer Kernstange, dem Dorn, befestigt.

Die Sonotroden werden durch einen konstanten Druck, entweder hydraulisch oder federbelastet, in einer Spreizbewegung mit der zylindrischen Innenfläche des Werkstücks in Kontakt gebracht. Das Schleifen erfolgt durch die Bewegung der Sonotrode in diesem Kontakt, wobei die Art und Weise, wie diese bewegt wird, wichtig ist. Die Sonotrode bewegt sich gleichzeitig in einer Auf- und Abwärts- oder Links- und Rechtsbewegung und in einer Drehbewegung und diese beiden gleichzeitigen Bewegungen erzeugen die Kreuzschraffur, die für den Honprozess einzigartig ist.

Kreuzschraffuren spielen eine sehr wichtige Rolle für die Funktion der Bauteile. Denn Kreuzschraffuren sind Ölreservoirs, die in Motoren mit gleitenden Kolben und in Ritzeln, den Rollflächen von Wälzlagern, Schmiermittel aufnehmen. Ähnlich wie Honmaschinen werden Innenschleifmaschinen für die Bearbeitung des Innendurchmessers von Bohrungen eingesetzt. Innenschleifmaschinen können jedoch keine Bearbeitungslinien wie z. B. Kreuzschraffuren erzeugen.

Arten von Honmaschinen

Honmaschinen lassen sich grob in vertikale und horizontale Typen einteilen. Vertikale Honmaschinen werden häufig für Werkstücke mit großen Enddurchmessern verwendet, während horizontale Honmaschinen im Allgemeinen für lange Werkstücke eingesetzt werden. Neben den vertikalen und horizontalen Typen sind Honmaschinen auch in den folgenden Ausführungen erhältlich.

1. Parallel-Ebenen-Typ

Bei der Parallelebene werden mehrere Werkstücke zwischen zwei Schleifscheiben eingeklemmt, um sie auf eine einheitliche Höhe auszurichten. Sie schleift nicht die Bohrung des Lochs, sondern wird aufgrund ihres Aufbaus als Honmaschine behandelt, bei der die Schleifscheiben gegeneinander gepresst werden, um die Werkstücke zu polieren.

2. CNC-Mehrachsenmaschine

CNC-Mehrachsenmaschinen sind computergesteuerte Maschinen, bei denen die Bearbeitung automatisch durch mehrere Schleifscheiben erfolgt. Da das Honen im Allgemeinen den Einsatz mehrerer verschiedener Sonotroden mit unterschiedlicher Rauheit erfordert, kann der CNC-Mehrachsentyp automatisch Bearbeitungen durchführen, für die mehrere Sonotroden erforderlich sind, indem er programmiert wird.

3. Flüssighonen

Beim Flüssighonen handelt es sich um eine Maschine, bei der der Schleifprozess mit einer Schleifflüssigkeit und nicht mit einer Schleifscheibe durchgeführt wird. Konkret werden feine Schleifscheiben gleichmäßig in der Arbeitsflüssigkeit dispergiert, die dann mit Druckluft auf die Werkstückoberfläche gesprüht wird. Mit Flüssighonen kann eine matte oder gleichmäßig geschliffene Oberfläche erzeugt werden. Flüssighonen ist auch als Nassstrahlen bekannt und wird auch zum Entgraten verwendet.

Was ist ein Kugelkopffräser?

Ein Kugelkopffräser ist ein Schaftfräser, ein in Werkzeugmaschinen verwendetes Schneidwerkzeug mit einer kugelförmigen Spitze.

Die Querschnittsform der Schnittfläche ist aufgrund der flachen Form normaler Schaftfräser rechtwinklig, während die Querschnittsform beim Schneiden mit einem Kugelkopffräser gekrümmt sein kann.

Durch die Verwendung von Kugelkopffräsern können gekrümmte Oberflächen frei geformt werden, solange der Krümmungsradius gleich oder größer als der Kugelkopffräser-Kugelradius ist, ohne dass 5-Achsen-Bearbeitungszentren mit einem Mechanismus zum Kippen des Schneidwerkzeugs verwendet werden müssen.

Anwendungen von Kugelkopffräsern

Kugelkopffräser eignen sich zum Schneiden von Werkstücken mit gekrümmten Oberflächen und werden zum Schneiden von Verrundungen verwendet, um zu verhindern, dass sich Teile und Ablagerungen in den Ecken der Bodenfläche ansammeln oder zum Schneiden von rillenförmigen Nuten als Fließwege für Flüssigkeiten.

Darüber hinaus kann durch numerisch gesteuertes Fräsen auf einer NC-Fräsmaschine usw. auf der Grundlage einer mit CAD-Software entworfenen Form eine glatte, gekrümmte Oberfläche geformt werden, was mit gewöhnlichen Kugelkopffräsern schwierig ist, sofern der Krümmungsradius größer ist als der Kugelkopffräserradius.

Funktionsweise von Kugelkopffräsern

Kugelkopffräser können in Verbindung mit NC-Werkzeugmaschinen verwendet werden, um leicht gekrümmte Oberflächenprofile zu schneiden. Allerdings gibt es einige Nachteile im Vergleich zu Vierkantfräsern.

Kugelkopffräser haben eine kleine Querschnittsfläche der Schneide, was sie weniger steif und anfälliger für Ausbrüche macht. Der Querschnitt der Schneide eines Kugelkopffräsers ist gekrümmt und der Werkzeugdurchmesser variiert je nach Kontaktposition mit dem zu schneidenden Material stark. Selbst bei konstantem Vorschub und konstanter Drehzahl wird die Spitze des Fräsers je nach Ebenheit und Rauheit der Werkstückoberfläche übermäßig belastet, was zu Kantenausbrüchen führen kann.

Weitere Nachteile sind die Unmöglichkeit, rechtwinklige Ecken an der Unterseite zu bearbeiten und der schlechte Abtransport der Späne, weshalb Vierkantfräser für allgemeine Fräsarbeiten die bessere Wahl sind. Die Qualität der bearbeiteten Oberfläche hängt stark von der Position des Kontakts mit dem zu bearbeitenden Material ab, so dass der Einsatz von Bearbeitungsmaschinen mit hochpräziser Positioniergenauigkeit und eine Oberflächenbehandlung nach der Bearbeitung erforderlich sind, wenn glatte gekrümmte Oberflächen geformt werden sollen.

Weitere Informationen zu Kugelkopffräsern

1. Verwendung von Kugelkopffräsern

Durch die runde, kugelförmige Form der Schneide können mit Kugelkopffräsern beliebige Formen geschnitten werden wie z. B. ebene Flächen, Seitenflächen und kugelförmige Flächen, aber auch Eckenradien mit dem Radius des Fräsers. Aufgrund des kugelförmigen Charakters der Schneide nimmt der Werkzeugdurchmesser von der Spitze nach außen hin allmählich zu und die Drehzahl ändert sich ebenfalls.

Da der Werkzeugdurchmesser an der Spitze Null ist, bleibt die Drehzahl Null, egal wie schnell das Werkzeug gedreht wird. Daher führt die Bearbeitung nur an der Spitze, wo die Rotation gleich Null ist, weder für den Fräser noch für das Werkstück zu guten Ergebnissen, wie z. B. verschmutzte Oberflächen oder verschüttete Kanten. Um mit einem Kugelkopffräser gute Bearbeitungsergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, so viel wie möglich von der Außenseite der Schneidfläche zu nutzen und das Werkstück mit einer hohen Drehzahl zu kontaktieren.

Bei 5-Achsen-Maschinen mit frei einstellbaren Tisch- und Spindelwinkeln kann der Schaftfräser oder der Tisch in jeden beliebigen Winkel geschwenkt werden, um eine gute Schnittgenauigkeit zu erzielen. Es ist nicht unmöglich, mit einem Kugelkopffräser ebene Flächen zu bearbeiten. Obwohl es mehr Zeit in Anspruch nimmt als mit einem Fräser, ist es möglich, eine ebene Fläche zu bearbeiten, indem man den Durchmesser der Kugel um die Hälfte (10 mm für 20 mm) verschiebt und die ebene Fläche ausfüllt.

In diesem Fall ist die Oberfläche merklich uneben und nicht sauber. Ein Kugelkopffräser ist zwar auf Schruppanwendungen beschränkt, kann aber universell für alles eingesetzt werden, von komplexen Oberflächenformen bis hin zur Bearbeitung flacher Oberflächen mit Seitenbearbeitung.

2. Bestückte Kugelkopffräser

Für Kugelkopffräser mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm gibt es sowohl massive Typen als auch Typen mit zwei abnehmbaren, auswechselbaren Schneiden (Wendeplatten). Die auswechselbaren Schneiden können nicht nachgeschliffen und wieder verwendet werden, wie dies bei den massiven Typen der Fall ist.

Sie lassen sich jedoch leicht austauschen, wenn die Schärfe nachlässt, was einfach ist und den Zeitaufwand für den Klingenwechsel verringert. Je nach Art der Spitze gibt es zwei Typen: eine zum Schruppen und eine zum Schlichten, wobei eine Spitze zum Schruppen oben und unten symmetrisch ist.

In vielen Fällen kann eine Spitze für zwei Bearbeitungen verwendet werden, wenn die Spitze nach dem Gebrauch umgedreht und montiert wird. Kugeln zum Schlichten sind einteilige Einsätze in Form eines Halbmondes und können nicht wie beim Schruppen durch Wiederzusammensetzen der Schneiden nachbearbeitet werden.

3. Maschinen in Verbindung mit Kugelkopffräsern

Die wichtigsten Maschinentypen, die in Verbindung mit Kugelkopffräsern eingesetzt werden, sind 3-Achsen-CNC-Fräsen, 4-Achsen-CNC-Fräsen und 5-Achsen-CNC-Fräsen. Jede CNC-Fräsmaschine liest die von der CAD/CAM-Software erstellten 3D-Daten und bearbeitet sie mit Kugelkopffräsern.

Die Bearbeitungsgenauigkeit kann durch den Radius der Schneide des Kugelkopffräsers, die Anzahl der Umdrehungen und die Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden. In jüngster Zeit wurden auch Maschinen mit einer Hochgeschwindigkeitsschneidfunktion eingeführt, die auf die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung spezialisiert sind.

3-Achsen-CNC-Fräsen
3-Achsen-CNC-Oberfräsen werden durch drei Achsen – X-, Y- und Z-Achse – gesteuert und eignen sich für das Planfräsen und das Nutenfräsen.

4-Achsen-CNC-Oberfräsen
4-Achsen-CNC-Oberfräsen haben zusätzlich zu den X-, Y- und Z-Achsen eine Drehachse und eignen sich für dreidimensionale Bearbeitungen und Gravuren, da sie sich während der Bearbeitung drehen können.

5-Achsen-CNC-Oberfräsen
5-Achsen-CNC-Fräsen verfügen zusätzlich zur 4-Achsen-CNC-Fräse über eine Kippachse und ermöglichen die Bearbeitung komplexerer Formen.

Was ist ein Kugelkopfhahn?

Ein Kugelkopfhahn ist ein Ventil mit einem kugelförmigen Kegel. Grundsätzlich wird er entweder ganz offen oder ganz geschlossen betrieben und eignet sich nicht zur Durchflusseinstellung durch Öffnen.

Da der innere Durchflussweg jedoch dem Rohrdurchmesser entspricht, gibt es praktisch keinen Druckverlust. Aus diesem Grund werden sie häufig an Orten eingesetzt, an denen es kein Problem darstellt, nur ganz offen oder ganz geschlossen zu regeln. Die Korrosionsbeständigkeit kann auch durch einen Wechsel des Werkstoffs gewährleistet werden.

Anwendungen für Kugelkopfhähne

Kugelkopfhähne werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von Konsumgütern bis hin zu industriellen Anwendungen. Bei Konsumgütern werden Kugelhähne in Gasherdventilen verwendet. Sie können auch in Wasserleitungsarmaturen verwendet werden.

In industriellen Anwendungen werden sie aufgrund ihres sehr geringen Druckabfalls und ihrer hohen Absperrleistung in vielen Situationen eingesetzt. Sie werden insbesondere in Wasser- und Gasleitungen eingesetzt.

Sie werden auch in Leitungen zur Beförderung von festen Lebensmitteln und in Entwässerungsleitungen mit Schlamm verwendet, da der Durchflussweg bei voller Öffnung nicht behindert wird. Durch Aufbringen einer PFA-Beschichtung auf der Innenseite oder durch Herstellung des Ventils aus PVC oder PTFE kann es auch in chemischen Leitungen wie Salzsäure eingesetzt werden.

Funktionsweise der Kugelkopfhähne

Der Aufbau eines Kugelkopfhahns ist sehr einfach. Er enthält einen Kugelkopfhahn mit einer zylindrischen Innenbohrung, der durch eine Drehung um 90° geöffnet und geschlossen wird. Die Richtung des Griffs ist im Allgemeinen vollständig geschlossen, wenn er senkrecht zum Strömungskanal steht und vollständig geöffnet, wenn er parallel zum Strömungskanal steht. Da sie leicht zu unterscheiden sind, besteht keine Gefahr einer Fehlbedienung.

Aufgrund ihrer Konstruktion sind sie jedoch nicht für die Durchflusskontrolle geeignet. Zur Abdichtung des Ventilkegels wird häufig PTFE verwendet. Es ist selbstschmierend und kann für viele Flüssigkeiten verwendet werden, jedoch nicht bei hohen Temperaturen, wie z. B. in Dampfleitungen. Bei hohen Temperaturen und Drücken sollten daher hitzebeständige Materialien oder Metalldichtungen verwendet werden.

Je größer die Bohrung eines Kugelkopfhahns ist, desto höher ist das Öffnungs- und Schließdrehmoment aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen Dichtung und Kugel; über 100 A ist das Drehmoment wesentlich höher und es ist schwierig, den Hahn von Hand zu öffnen.

Weitere Informationen über Kugelkopfhähne

1. Durchflussrichtung von Kugelkopfhähnen

Es gibt verschiedene Arten von Ventilen (Hähnen), wie z. B. Schieber, Rückschlagventile, Ventile und Kugelhähne. Die verschiedenen Arten haben unterschiedliche Eigenschaften.

Schieber und Kugelhähne können den Durchfluss nicht regeln. Durchgangsventile können den Durchfluss regeln, haben aber einen höheren Druckabfall. Jedes Ventil hat auch seine eigenen Einschränkungen hinsichtlich der Durchflussrichtung.

Rückschlagventile werden eingebaut, um einen Rückfluss zu verhindern, so dass der Durchfluss nur in eine Richtung fließt und nicht in die andere. Durchgangsventile sind ebenfalls grundsätzlich nur in eine Richtung durchlässig. Je nach Bauart können sie auch in umgekehrter Richtung eingesetzt werden. Schieber und Kugelhähne haben grundsätzlich keine feste Durchflussrichtung.

Kugelkopfhähne funktionieren, indem der Griff um 90° gedreht wird, um das Fluid zu stoppen. Aufgrund ihrer einfachen Funktionsweise lassen sie sich schneller öffnen und schließen als Schieberventile. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass kein Wasserschlag entsteht. Im Allgemeinen gilt der Griff als geöffnet, wenn er parallel zum Rohrleitungssystem steht.

2. Kugelkopfhähne mit vollem Durchgang

Es gibt zwei Arten von Kugelkopfhähnen: mit reduziertem Durchgang und mit vollem Durchgang. Bei Ventilen mit reduziertem Durchgang ist der Öffnungsdurchmesser des Ventilkegels kleiner als der Durchmesser der Rohrleitung. Ventile mit vollem Durchgang haben den gleichen Durchmesser wie die Rohrleitung und die Öffnung des Ventilkegels.

Der Druckabfall ist bei einem Ventil mit vollem Durchgang geringer als bei einem Ventil mit reduziertem Durchgang. Daher werden bei der Planung von Rohrleitungen Druckabfallberechnungen durchgeführt und geprüft, ob eine reduzierte oder eine volle Bohrung in Betracht gezogen werden sollte. Wenn es aufgrund eines hohen Druckabfalls Probleme mit dem Dichtungsdruck gibt, wird eine volle Bohrung verwendet.

Was ist eine Kugelmühle?

Eine Kugelmühle ist eine Art Mahlvorrichtung, bei der Kugeln, z. B. Tonerde, in einem zylindrischen Behälter platziert und als Mahlmedium gedreht werden. Im allgemeinen gibt es Vibrationskugelmühlen, die den Behälter in Schwingungen versetzen, und Planeten-Kugelmühlen, die den Behälter in einer Orbital- oder Spinnbewegung drehen. Kugelmühlen werden im Allgemeinen als solche definiert, die den Behälter drehen.

In einem Gerät, das sich horizontal drehen kann, werden Mahlkugeln (20-100 mm Durchmesser) und Rohmaterialien platziert. Die Rohmaterialien werden durch Zusammenprall mit den Mahlkugeln, Aufprall zwischen den Mahlkugeln und der Innenfläche sowie durch Reibung fein zerkleinert.

Als Geräte zur Vermahlung von Rohstoffen stehen auch Perlmühlen zur Verfügung. Die Mahlleistung einer Kugelmühle wird durch den freien Fall der Mahlkugeln bestimmt. Im Gegensatz dazu werden Perlmühlen durch ein Rührwerk durch die Zentrifugalkraft gezwungen, eine starke Schlagkraft auszuüben. Perlmühlen zeichnen sich auch durch einen geringeren Perlendurchmesser von weniger als 2 mm im Vergleich zu Kugelmühlen aus. Aufgrund der unterschiedlichen Mahlenergie und anderer Merkmale werden diese Maschinen in der Praxis unterschiedlich eingesetzt.

Anwendungen von Kugelmühlen

Aufgrund ihres einfachen Aufbaus und der leichten Skalierbarkeit werden Kugelmühlen für die Zerkleinerung von Erzen, Kohle, Zement, Pharmazeutika, Keramiken und Metallen in vielen Bereichen eingesetzt. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt.

• Titandioxid (Anwendungen: Pigmente, Farbstoffe, Photokatalyse, Offsetdruck, Kosmetika)
• Kautschuk-Ruß (Anwendungen: Produktverstärkung, Farben, Zusatzstoffe für magnetische Aufzeichnungsmedien, Batteriematerialien)
• Bariumtitanat (Anwendungen: Keramikkondensatoren, Verbundkondensatoren und andere elektronische Bauteile)
• Aluminiumoxid (Anwendungen: Keramiken, Schleifmittel)
• Harze (Anwendungen: Verwendung in einigen Batteriekomponenten und Allzweckkunststoffen)

Funktionsweise der Kugelmühle

Die optimale Drehzahl N einer Kugelmühle hängt von der Größe der Mahlkörper, dem Mahlverfahren (trocken oder nass), dem Vorhandensein von Hebern und der Größe der Mühle ab. Im Allgemeinen wird die Spezifikation einer Kugelmühle als Verhältnis zwischen der kritischen Drehzahl Nc und der optimalen Drehzahl N (N / Nc) ausgedrückt. Die hier angegebene „kritische Drehzahl Nc“ ist die Mindestdrehzahl, bei der die Partikel aufgrund der Zentrifugalkraft an der äußeren Innenwand haften bleiben. Wenn die Mahlkugeln einen Durchmesser von 30 mm haben, ist es üblich, bei der Berechnung der Drehzahl einen Wert von 75 % für trockene und 65 % für nasse Mahlung anzusetzen.

Das Verhältnis von Pulver, Kugel und Raum im Gefäß wirkt sich ebenfalls auf den Mahlvorgang aus. Im Allgemeinen sollte jedes Element etwa 1/3 des Volumens ausmachen, aber in der Praxis müssen die Bedingungen je nach Probe und Zweck (Verarbeitungszeit und Chargenvolumen) variiert werden.

Bei der Trockenmahlung werden das Rohmaterial und die Kugeln in die Mahlkammer gegeben. Der Vorteil der einfachen Struktur ist, dass Verunreinigungen unwahrscheinlich sind. Bei der Nassvermahlung wird zusätzlich zu den Rohstoffen und Mahlkugeln Wasser oder ein organisches Lösungsmittel zugegeben. Diese Methode eignet sich für die Aufbereitung und Mischung von Rohstoffen. Zur Erhöhung der Austragseffizienz der gemahlenen Produkte wird standardmäßig ein Luftspülmechanismus eingebaut. In Kugelmühlen werden manchmal spezielle Behälter eingesetzt. Diese werden für die Vermahlung von Materialien verwendet, bei denen während der Vermahlung Explosionsgefahr besteht, oder für die Vermahlung von Metallen, die oxidationsempfindlich sind.

Auswahl einer geeigneten Kugelmühle

Die häufigsten Arten von Behältern für Kugelmühlen sind aus Keramik und Metall. Metall wird für große Produktionsmengen verwendet, aber wenn die Gefahr einer Metallverunreinigung oder Korrosion besteht, müssen die Innenwände mit Gummi oder Urethan ausgekleidet werden. Dies erhöht die Kosten und kann je nach Größe schwierig zu fertigen sein. Die Kugeln bestehen grundsätzlich aus demselben Material wie der Behälter. Je höher die Dichte des Materials ist, desto stärker ist die Brechkraft, und je kleiner der Kugeldurchmesser ist, desto mehr Kontaktpunkte gibt es und desto höher ist die Brechleistung. Einige Materialien sind jedoch verschleißanfälliger als andere, sodass bei der Auswahl des richtigen Materials Vorsicht geboten ist.

Was ist ein Postprozessor?

Ein Postprozessor wandelt die vom CAM-System erzeugte Fräsbahn in ein NC-Programm um, das für die Konfiguration der Steuerung/Werkzeugmaschine geeignet ist.

Im Lateinischen bedeutet Post „nach“ und Processor „etwas, das verarbeitet“. Was bedeutet, dass der Postprozessor ein Postprozessor des Hauptprozessors ist.

Üblicherweise haben die firmenspezifischen NC-Maschinen und CAM-Systeme entsprechende Konvertierungsbibliotheken. Für jede Steuerung oder NC-Werkzeugmaschine wird ein normaler Postprozessor benötigt. Einige Postprozessoren können jedoch steuerungs- oder NC-Werkzeugmaschinenspezifische Vorgaben in Parameterform erfassen und mit einer einfachen Operation auf die entsprechenden NC-Daten für jede Maschine umschalten.

Anwendungen von Postprozessoren

3D-CAD-Daten werden in der Fertigung immer beliebter, um die Verknüpfung von Produktdaten und die abteilungsübergreifende Vorabprüfung im vorgelagerten Prozess zu erleichtern. In der Teilebearbeitung werden jedoch immer häufiger Multitasking-Maschinen eingesetzt, um auf die sich verändernden Produktionsformen wie Prozessintensivierung und Teileformen zu reagieren, und eine einfache Konvertierung in NC-Programme mit 3D-CAM ist erforderlich. Ein Postprozessor ist erforderlich, um diese Konvertierung präzise durchzuführen.

Funktionsweise des Postprozessors

Postprozessoren führen das Postprocessing mit speziellen, für verschiedene CAM-Systeme geeigneten Postprocessing-Anwendungen durch, indem sie die NC-Zieldaten rückwärts verarbeiten und sie unter Verwendung früherer NC-Datenbestände in NC-Daten für andere Maschinen umwandeln.

Der Postprozessor unterstützt die Eingabe jeder der verschiedenen APT-Quellen sowie von CL-Daten und kann an jede Maschine angepasst werden, indem die Spezifikationen der NC-Werkzeugmaschine und der Steuereinheit eingestellt werden.

Es können Bearbeitungsinformationen wie Bearbeitungszeit, Bearbeitungsstartkoordinaten, Bearbeitungsendkoordinaten und NC-Konvertierungsergebnisse ausgegeben werden. Der Inhalt der Postprozessoren wird im Allgemeinen nicht offengelegt.

Arten von Postprozessoren

Zu den wichtigsten Werkzeugmaschinen, für die Postprozessoren eingesetzt werden, gehören die 3- bis 5-Achs-Bearbeitung, NC-Drehmaschinen, Stanz-, Draht- und Laserschneidmaschinen sowie kombinierte Drehmaschinen.

Beispiele für Steuerungshersteller sind Yamazaki Mazak, Ohm, Okuma, Fanuc usw. Spezifische Beispiele für CAM-Systeme sind AUTON, CATIA V4/V5, DELCAM, CIMATRON, Pro-E, I-DEAS, MasterCAM, Surfcam,. Unigraphics, VX, WorkNC, usw.

Auswahl eines geeigneten Postprozessors

Obwohl ein typischer Postprozessor mit dem zum Zeitpunkt der Auslieferung installierten Standardsystem verwendet werden kann, kann es je nach Bearbeitungsaufgabe vorkommen, dass das Standardsystem nicht ausreichend funktioniert. Der Postprozessor muss so angepasst werden, dass er auch für die gewünschte Bearbeitung verwendet werden kann.

Die Anpassung des Postprozessors erfordert jedoch fortgeschrittene Kenntnisse der Sprache und des Bedienfelds und stellt eine große Herausforderung dar. Bei der Anpassung muss man sehr sorgfältig vorgehen.

Struktur der Postprozessoren

Allgemeine CAM-Software besteht aus zwei Arten von Postprozessoren: einem Hauptprozessor, der die Werkzeugbahndaten auf einem Modellkoordinatensystem wie CAD berechnet, und einem Postprozessor, der die CL-Daten in ein geeignetes NC-Programm umwandelt.

Der CAM-Hauptpostprozessor wandelt die auf dem Modellkoordinatensystem berechneten CL-Daten in das Maschinenkoordinatensystem um und berücksichtigt dabei die Struktur der zu verwendenden Werkzeugmaschine und die Spezifikationen des NC-Geräts. Anschließend können Befehlscodes wie Vorschub, Spindeldrehzahl und Makros eingefügt und die entsprechenden NC-Daten ausgegeben werden.

Handelsübliche CAM-Software unterscheidet klar zwischen Hauptprozessoren und Postprozessoren. Für jede Kombination von Werkzeugmaschine und CAM-Software, die der Anwender besitzt, musste ein Postprozessor erstellt werden. Heutzutage gibt es universelle Postprozessoren, die für jede Kombination verwendet werden können, wenn die Parameter einmal festgelegt sind.

Was ist eine Heißpresse?

Eine Heißpresse ist ein Gerät, das hohen Druck auf ein Material ausübt, das zur Verarbeitung auf eine hohe Temperatur erhitzt wurde.

Die hohe Temperatur des Metallmaterials erweicht es, und die Anwendung von hohem Druck in diesem Zustand ermöglicht die plastische Verarbeitung. Heißpressen werden daher in vielen Bereichen eingesetzt.

Die Druckbeaufschlagung von Heißpressen erfolgt in der Regel einachsig, d. h. nur in eine Richtung, aber es gibt auch mehrachsige Typen, die Druck aus mehreren Richtungen ausüben können und je nach Anwendung ausgewählt werden. Die in Heißpressen verwendeten Temperaturen reichen von einigen hundert Grad bis zu den hohen Temperaturen von 2000 °C oder mehr, die für die Verarbeitung von Keramik erforderlich sind.

Anwendungen von Heißpressen

Es gibt zwei Haupttypen von Heißpressen, die jeweils für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden.

1. Heißpressen zum Fügen

Heißpressen zum Fügen werden zum Verbinden und Umformen von Metallen und Verbundwerkstoffen verwendet. Sie werden bei relativ niedrigen Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius eingesetzt. Heißpressen zum Fügen verwenden Hitze und Druck, um Materialien miteinander zu verbinden und hochwertige Produkte herzustellen.

2. Sinter-Heißpressen

Diese Geräte werden für die Herstellung von Keramik und Metalloxid-Filmsubstraten verwendet. Heißpressen zum Sintern werden für Materialien verwendet, die eine Verarbeitung bei hohen Temperaturen erfordern, wie z. B. Aluminiumoxid und andere Keramiken und Metalloxid-Foliensubstrate.

Durch das Pressen von Aluminiumoxidpulver unter hohem Druck können extrem harte Keramiken hergestellt werden.

Funktionsweise der Heißpressen

Heißpressen ist eine Verarbeitungsmethode, bei der hohe Temperaturen und hoher Druck kombiniert werden. Zunächst wird hydraulischer Druck zur Druckbeaufschlagung verwendet. Der Druck kann je nach Gerät zwischen 1 MPa (etwa das 10-fache des Atmosphärendrucks) und 70 MPa liegen.

Bei einachsigen Typen wird der Druck aus einer Richtung auf das Werkstück ausgeübt. Bei mehrachsigen Verfahren hingegen kann der Druck aus mehreren Richtungen aufgebracht werden, da einige Materialien Druck aus mehr als einer Richtung erfordern.

Mit Heizgeräten können hohe Temperaturen bis zu etwa 2500 °C erwärmt werden. Hohe Temperaturen können durch Widerstandsheizung mit Graphitheizungen erreicht werden. In einem einfachen Heißpressen-Mechanismus werden Produkte wie Kunststoffplatten hergestellt, indem zwei flache Platten erhitzt, eine Materialplatte dazwischen gelegt und gepresst werden.

Da sie bei hohen Temperaturen verwendet werden, sind die frisch hergestellten Produkte oft sehr heiß und können nicht bewegt werden, bis die grobe Hitze abgeführt ist. In solchen Fällen werden Kühlsysteme installiert, um die Verarbeitungszeit zu verkürzen.

Weitere Informationen zu hochfesten Werkstoffen

1. Heißpressen für hochfeste Werkstoffe

Der Rahmen, der auch als Rückgrat eines Automobils bezeichnet wird, steht in direktem Zusammenhang mit der Festigkeit und Steifigkeit des Fahrzeugs. Da er auch eine wichtige Rolle beim Schutz der Insassen bei einem Unfall spielt, wurde die Festigkeit durch die Verwendung schwerer, dicker Metallwerkstoffe erhöht. Aus Gründen des Umweltschutzes ist man jedoch bestrebt, das Gewicht der Fahrzeuge zu verringern, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Daher werden die Rahmenteile heute aus einem leichten, harten und dünnen Metallwerkstoff (hochfester Werkstoff) hergestellt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Werkstoffen sind hochfeste Werkstoffe sehr wirksam bei der Gewichtsreduzierung. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit lassen sie sich jedoch nur schwer zu Produkten formen. Bei der Umformung von hochfesten Werkstoffen müssen große Pressen verwendet und hohe Umformkräfte aufgebracht werden, wodurch sich auch die Anzahl der Federsäcke erhöht. Federsäcke sind ein Phänomen, das auftritt, wenn die Kraft, mit der ein Objekt in seine ursprüngliche Form zurückgebracht wird, größer ist als die Kraft, mit der die Form des Objekts verändert wird (Pressen).

Aufgrund der Schwierigkeit, die Umformgenauigkeit und die Belastung der Werkzeuge zu reproduzieren, wurde die Verarbeitung von hochfesten Werkstoffen in herkömmlichen Pressen (Kaltpressen) als sehr schwierig angesehen. Heißpressen hingegen erhitzen harte hochfeste Werkstoffe und erweichen sie, um die Umformung zu erleichtern. Außerdem können Federsäcke unterdrückt werden, so dass eine genaue Maßhaltigkeit leichter zu erreichen ist.

2. Vor- und Nachteile von Heißpressen

Heißpressen haben nicht nur den Vorteil, dass sie den Umformprozess erleichtern, sondern auch, dass sie die Festigkeit des Produkts erhöhen. Indem Druck auf das erhitzte Material in der Form ausgeübt wird, um es abzukühlen und zu härten, tritt ein Abschreckungseffekt ein und das fertige Produkt wird noch fester. Der größte Vorteil von Heißpressen besteht darin, dass das Produkt während des Formprozesses weich und danach hart ist.

Auf der anderen Seite haben Heißpressen den Nachteil, dass sie sehr hohe Produktionskosten verursachen. Zum Erhitzen des Materials ist ein Ofen erforderlich, was sowohl Anfangsinvestitionen als auch laufende Kosten erfordert. Außerdem ist die Produktionszeit um ein Vielfaches länger als bei konventionell gepressten Produkten, da das Produkt während der Produktion in der Form abkühlen muss.

Auch bei der Weiterverarbeitung gibt es Einschränkungen. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit können sie nicht umgeformt werden und sind auf Bohren und Schneiden beschränkt.

Was ist Heißkleben?

Heißkleben ist eine Art von Klebeverfahren. Beim Heißkleben wird ein Harz verwendet, das bei Raumtemperatur fest ist, durch Erhitzen verflüssigt und dann abgekühlt und wieder verfestigt wird.

Heißkleben verwendet keine flüchtigen Lösungsmittel im Harz und zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht brennbar und umweltfreundlich ist. Weitere Vorteile sind hohe Arbeitseffizienz durch schnelle Verklebung, breite Palette an verwendbaren Materialien, Lagerung bei Raumtemperatur und schöne Oberfläche zum Zeitpunkt der Verklebung.

Anwendungen von Heißklebern

Heißklebebänder werden aufgrund ihrer großen Bandbreite an verwendbaren Materialien, ihrer schnellen Haftung und ihrer hohen Sicherheit in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Verpackungen, elektronische Bauteile, Bauwesen, Möbel, Hobby- und Schnickschnackartikel, Automobile und Lebensmittel.

In der Verpackungsindustrie wird es häufig zum Verkleben von Kartons verwendet und kommt in Verschließmaschinen an Verpackungslinien in der Fertigungsindustrie zum Einsatz. Im Hobby- und Bastelbereich wird er auch als Klebstoff für Klebepistolen im Haushaltsbereich verwendet. Im Lebensmittelbereich wird er aufgrund seiner Unbedenklichkeit zum Verkleben von Trockenmitteln in Lebensmittelverpackungen verwendet.

Funktionsweise von Heißklebern

Das Hauptmerkmal von Heißklebern ist ihre sehr schnelle Klebegeschwindigkeit, die in der Größenordnung von Sekunden liegt. Bei allgemeinen Klebstoffen erfolgt die Verklebung durch die Verflüchtigung von Lösungsmitteln und Wasser im Klebstoff oder durch eine chemische Reaktion, die den Klebstoff erstarren lässt. Im Gegensatz dazu werden Heißkleber durch den Zyklus „Erhitzen-Schmelzen-Abkühlen-Erstarren“ des Schmelzklebstoffs verklebt.

Die Geschwindigkeit des Abkühlens und Verfestigens von Heißklebern ist schneller als die chemische Reaktion allgemeiner Klebstoffe, und Heißkleber können schneller verklebt werden als allgemeine Klebstoffe.

Arten von Heißklebern

Es gibt zwei Haupttypen von Heißklebern, abhängig von den Klebeeigenschaften des Basisharzes.

1. Formulierte Heißkleber

Zu den zusammengesetzten Schmelzklebstoffen, bei denen das Basisharz keine Klebeeigenschaften hat, gehören Schmelzklebstoffe auf Polyolefin-, Synthesekautschuk- und EVA-Basis. Zu den Bestandteilen von zusammengesetzten Heißklebern gehören Basisharze, Haftvermittler und Wachse sowie Stabilisatoren wie Weichmacher, Füllstoffe und Antioxidantien nach Bedarf.

2. Klebende Schmelzklebstoffe auf Polymerbasis

Schmelzklebstoffe auf Polyester-, Polyamid- und Urethanbasis sind typische Beispiele für klebende Schmelzklebstoffe auf Polymerbasis, bei denen das Basisharz klebende Eigenschaften aufweist.

Ein hitzeschmelzender Klebstoff, der den Heißklebern ähnelt, ist der Leim. Nikawa ist ein Klebstoff mit Gelatine als Hauptbestandteil. Der hochreine Typ, der hauptsächlich in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie verwendet wird, heißt Gelatine.

Vor- und Nachteile von Heißklebern

Abschließend werden die grundlegenden Vor- und Nachteile der Eigenschaften von Heißklebern zusammengefasst. Die Vor- und Nachteile lauten wie folgt:

1. Vorteile

• Kann in kurzer Zeit geklebt werden
• Anwendbar auf verschiedene Arten von zu verklebenden Materialien
• Hochsicher, da lösungsmittelfrei
• Kann geschmolzen und durch Wiedererwärmung wiederverwendet werden
• Kann leicht gelagert und aufbewahrt werden
• Klebeprozesse können leicht automatisiert werden

2. Nachteile

• Begrenzte Hitzebeständigkeit des Klebstoffs.
• Die Klebekraft ist geringer als die allgemeiner gehärteter Klebstoffe.
• Nicht geeignet für Materialien mit geringer Hitzebeständigkeit durch überhitztes Schmelzen.
• Die Adhäsion variiert mit der Temperatur.
• Erfordert einen speziellen Applikator für die Anwendung.