NWNR301745 Zerspanungs- und Formgebungstechnik

Art
Vorlesung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Leiter, Lena Maria , Mautner, Andreas , Frömel-Frybort, Stephan
Organisation
Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe
Angeboten im Semester
Wintersemester 2025/26
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Deutsch
Lehrinhalt

Teil Leiter:
Anhand des Schemas für Formgebungs- und Fertigungstechnologien DIN 8580 ff werden alle Fertigungsverfahren angesprochen. Neben materialunabhängigen Erläuterungen zu den Fertigungsverfahren werden für die Holztechnologie relevante Fertigungsverfahren behandelt. Im Detail sind dies: Formgebung durch Urformen, Formgebung durch Umformen und Formgebung durch Fügen. Dabei wird bewusst insbesondere bei Umformungsverfahren auch auf Verfahren Abseits der Holz- und Naturfasertechnologie eingegangen (vorranging Metallverarbeitung). Für die Holz- und Naturfasertechnologie wird auf Fertigungsverfahren für das Urformen (Pressentechnologie), das Umformen (Verdichten, Biegen, Stauchen) und das Fügen (Laminieren, Schichtverleimen, etc.) eigegangen. Die drei Gruppen der möglichen Formgebung von Holz und Naturfaserwerkstoffen werden aus technologischer und materialwissenschaftlicher Sicht beleuchtet.
Neue Fertigungs- und Formgebungsprozesse haben zur Aufgabe unterschiedliche Materialien zu Verbunden und Komponenten zu verbinden. Die Herstellung von sog. Hybridwerkstoffen stellt insbesondere für die Verbindungs- und Verklebungstechnik eine Herausforderung dar.
Analog zu anderen Branchen gewinnen generative Fertigungstechniken auch für die Holztechnologie zunehmend an Bedeutung. Abschließend werden sog. additive Fertigungsverfahren für die Holztechnologie besprochen.

Teil Frömel-Frybort:
Dieser Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit trennenden Verfahren zur Holzverarbeitungund Holzbearbeitung. Dabei werden Werkstück-, Prozess-und Werkzeugparameter vorgestellt und deren Einflüsse auf trennende Verfahren diskutiert.
Neben Standardverfahren werden auch Herausforderungen bestehender Verfahren sowie neue Ansätze zur Holzverarbeitung vorgestellt.

Teil Mautner:
Dieser Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit Fertigungsverfahren zur Herstellung von Formteilen aus biobasierten und synthetischen Polymerwerkstoffen. Unter anderem werden dabei Standard-Verfahren wie Spritzguss und Extrusion besprochen, aber auch aktuelle Verfahren wie z.B. verschiedene 3D Druck Verfahren. Zudem werden spezifische Eigenschaften von Polymeren, insbesondere Biopolymeren, hinsichtlich ihres Einflusses auf Verarbeitung und Formgebung diskutiert sowie die Charakterisierung dieser Eigenschaften angerissen.
– Einleitung: Begriffsdefinitionen, Eigenschaften & Gründe zur Verwendung
– (Biotechnologische) Verfahren zur Herstellung von biobasierten Polymerwerkstoffen, Herstellung von ausgewählten Polymeren (PHAs, PLA, Biopolyethylen, ...)
– Verarbeitung und Formgebung: Formgebung (insbesondere thermoplastische Formgebungsverfahren); Beispiele für Verarbeitungsprozesse aus der Praxis
– Charakterisierung der Materialeigenschaften: Strukturen und Mikrostruktur; mechanische Eigenschaften, Polymer-Spezifika sowie dazugehörige Analytik und Messmethoden
– Aktuelle Formgebungsverfahren für Polymere
Inhaltliche Voraussetzungen (erwartete Kenntnisse)

Mechanische Technologie des Holzes, Holzphysik
Lehrziel

Teil Leiter:
Die/der StudentIn verfügt über ein vollständiges Bild industrieller Formgebungs- bez. Fertigungsverfahren für die Formgebung von Materialien insbesondere für nachhaltige Materialien wie Holz. Die Studierenden können zwischen subtraktiven und additiven Fertigungsverfahren unterscheiden und kennen alle Gruppen der Fertigungs- und Formgebungsverfahren nach DIN 8580 ff. Bekannte und in der Vorlesung neu vorgestellte Verfahren können den 6 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren zugeordnet werden. Teil

Frömel-Frybort:
Die Studierenden verstehen die grundlegenden Mechanismen der Holzzerteilung und den Einfluss der anisotropen Holzstruktur (insbesondere des Faserwinkels) auf Schnittkräfte, Spanbildung und Oberflächenqualität. Sie kennen Aufbau, Werkstoffe und Geometrien von Schneiden und können deren Einfluss auf Verschleiß, Schnittgüte und die Auswahl geeigneter Schneidenparameter beurteilen. Die Studierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse zu linearem und rotierendem Schnitt, Gleich- und Gegenlauf sowie zu den Zusammenhängen zwischen Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnittdicke und deren Auswirkungen auf Prozessstabilität, Energiebedarf und Qualität.

Teil Mautner:
Die Studierenden kennen die wichtigsten Charakteristika und Eigenschaften von Polymeren und deren Einfluss auf Verarbeitung und Formgebung. Des Weiteren können sie die Begriffe "biobasiert", "biologisch abbaubar" und "kompostierbar" unterscheiden sowie Materialien entsprechend zuordnen. Sie können die wichtigsten biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffe benennen und deren Herstellungsverfahren und Eigenschaften beschreiben. Außerdem sind sie in der Lage, aktuelle Entwicklungen und Diskussionen zu biobasierten Materialien kritisch zu beurteilen. Die wesentlichen Verfahren zur Verarbeitung sowie die Methoden zur Beurteilung der Materialeigenschaften von polymeren Materialien sind bekannt. Aktuelle Methoden zur Formgebung polymerer Materialien können beschrieben werden.
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