Produktionstechnik I und II - Cheatsheet

Fertigungsverfahren: Unterschiede zwischen additiven und subtraktiven Methoden

Definition:

Additive Verfahren fügen Material schichtweise hinzu, subtraktive Verfahren entfernen Material von einem Ausgangsblock.

Details:

• Additive Methoden: z.B. 3D-Druck
• Subtraktive Methoden: z.B. Fräsen, Drehen
• Additiv: Flexibilität in der Geometrie, geringere Materialverschwendung
• Subtraktiv: Höhere Präzision, bessere Oberflächenqualität
• Parameter beeinflussen beide Methoden (z.B. Geschwindigkeit, Materialeigenschaften)

Werkstoffprüfung und -analyse: Verfahren zur Bestimmung von Materialeigenschaften

Definition:

Werkstoffprüfung und -analyse: Verfahren zur Bestimmung von Materialeigenschaften

Details:

• Zugversuch: Bestimmung der Zugfestigkeit, Streckgrenze und Elastizitätsmodul
• Härteprüfung: Vickers-, Brinell- und Rockwell-Verfahren
• Kerbschlagbiegeversuch: Messung der Energieaufnahme bei Stoßeinwirkung
• Metallografie: Untersuchung der Mikrostruktur von Materialien durch mikroskopische Analysen
• Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA): Elementaranalyse durch Röntgenstrahlen
• Spektroskopie: Analytische Methoden zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
• Thermische Analysen: DSC, TGA zur Bestimmung von Schmelzpunkt, Glasübergangstemperatur und Zersetzungsverhalten

Prozessoptimierung: Methoden zur Effizienzsteigerung in Produktionsprozessen

Definition:

Prozessoptimierung: Reduktion von Verschwendung, Erhöhung der Produktionseffizienz, Qualität und Durchsatz

Details:

• Lean Production: Eliminierung von Verschwendung (Muda), kontinuierliche Verbesserung (Kaizen)
• Six Sigma: Reduzierung von Prozessvariationen, Anwendung des DMAIC-Zyklus (Define, Measure, Analyze, Improve, Control)
• Just-in-Time (JIT): Minimierung der Lagerbestände durch bedarfsgerechte Produktion
• Total Quality Management (TQM): Einbeziehung der gesamten Organisation in kontinuierliche Qualitätsverbesserung
• Value Stream Mapping (VSM): Visualisierung und Analyse des Wertstroms zur Identifizierung von Verschwendung und Optimierungspotenzialen
• Automatisierung: Einsatz von Technologien zur Automatisierung von Produktionsprozessen, um Effizienz und Genauigkeit zu erhöhen
• Wertanalyse: Systematische Bewertung und Verbesserung der Herstellungsprozesse unter wirtschaftlichen und funktionalen Aspekten
• Engpass-Management (Theory of Constraints): Identifikation und Beseitigung von Engpässen zur Maximierung des Durchsatzes
• Kennzahlen und KPIs: Überwachung der Prozessleistung mittels Kennzahlen (z.B. OEE - Overall Equipment Effectiveness)

Robotik in der Automatisierungstechnik: Einsatz und Programmierung von Industrierobotern

Definition:

Industrieroboter in der Automatisierungstechnik verwendbar zur Durchführung von Fertigungsprozessen. Programmierung zur Steuerung und Synchronisation der Robotikvorgänge unerlässlich.

Details:

• Einsetzbarkeit: Schweißen, Lackieren, Montage, Materialhandhabung
• Programmiersprachen: RAPID, KRL, PDL
• Sensorikintegration zur Anpassung an Umgebungsbedingungen
• Freiheitsgrade berechnen: Denavit-Hartenberg-Parameter
• Kinematik: Vorwärts- und Inverskinematik zur Positions- und Bewegungssteuerung
• Mathematische Formeln: Trajektorienplanung \(\mathbf{x}(t) = (x(t), y(t), z(t))\)
• Herausforderungen: Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit, Kollisionsvermeidung

Qualitätsmanagement: Statistische Prozesskontrolle und kontinuierliche Verbesserung

Definition:

Methoden zur Überwachung von Produktionsprozessen und zur systematischen Verbesserung dieser Prozesse.

Details:

• SPC: Statistische Methoden zur Überwachung und Steuerung eines Prozesses.
• Kontinuierliche Verbesserung: Zyklischer Prozess zur schrittweisen Verbesserung (Plan-Do-Check-Act).
• Wichtige Werkzeuge: Kontrollkarten, Histogramme, Pareto-Diagramme.
• Messgrößen: Mittlere Werte \(\bar{x}\), Standardabweichung \(\text{S}\), Prozessfähigkeit \(\text{C}_{p}, \text{C}_{pk}\).

Spanende vs. spanlose Fertigung: Techniken und Anwendungsgebiete

Definition:

Spanende Fertigung: Materialabtrag durch Schneiden. Spanlose Fertigung: Formgebung ohne Materialabtrag.

Details:

• Spanende Fertigung
• Drehen, Fräsen, Bohren
• Hohe Präzision, komplexe Formen
• Anwendung: Maschinenbau, Luftfahrt
• Spanlose Fertigung
• Schmieden, Pressen, Gießen
• Geräte für hohe Stückzahlen
• Anwendung: Automobilindustrie, Konsumgüter

Thermische und mechanische Behandlung von Werkstoffen: Einfluss auf Materialeigenschaften

Definition:

Beanstandungen von Materialien durch Wärme- oder Kraftmittel - verbessern oder ändern Materialeigenschaften.

Details:

• Thermische Behandlung: Glühen, Härten, Anlassen
• Mechanische Behandlung: Walzen, Schmieden, Ziehen
• Einfluss auf: Härte, Festigkeit, Duktilität
• Einflussgrößen: Temperatur, Deformationsgrad, Kühlgeschwindigkeit
• Formeln: Einfluss der Temperatur auf Fließspannung \( \tau = C \times e^{(-Q/RT)} \)

Produktionsplanung und -überwachung: Integration und Koordination der Produktionsschritte

Definition:

Integration und Koordination der Produktionsschritte zur effizienten Produktionsplanung und -überwachung.

Details:

• Zentrale Aufgabe: Sicherstellung eines reibungslosen Produktionsablaufs.
• Planung: Ressourcenallokation, Zeitplanung, Materialbedarfsplanung.
• Überwachung: Erfassung und Analyse von Produktionsdaten.
• Wichtige Kennzahlen: Auslastung, Produktionseffizienz, Durchlaufzeiten.
• Softwaretools: ERP-Systeme, MES (Manufacturing Execution Systems).
• Ziel: Maximierung der Produktivität, Minimierung der Kosten.