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Feinschnitt

Glattschnittanteil > 80 %

Vorgabekriterium: sehr gute Ecken – und Kantenqualität (nahezu rechtwinklig)


Alle weiteren Verfahrensparameter werden diesem Qualitätsziel angepasst.

Feuerschweißen

Feuerschweißen ist die älteste bekannte Schweißmethode. Dabei werden die zu verbindenden Metalle  im Feuer unter Luftabschluss in einen teigigen Zustand gebracht und anschliessend durch großen Druck, z. B. durch Hammerschläge, miteinander verbunden. Diese dürfen anfangs nicht zu stark sein , da sonst die zu verbindenden Teile wieder auseinander geprellt werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Schweißmethoden wird der Stahl hierbei nicht aufgeschmolzen. Luftabschluss ist nötig, damit die Oberflächen bei Schweißtemperatur (1200 bis 1300 °C)  nicht oxidieren. Ursprünglich wurde der Luftabschluss durch eine stark reduzierende Flamme bzw. feinkörnigen Flusssand  erreicht, wobei es schwierig war, einen solchen Sand mit dem richtigen Schmelzpunkt zu finden.

Feuerverzinken

In der Regel ist Ausgangsmaterial hierfür ungeglühtes kaltgewalztes Stahlband (0,4 bis 4 mm dick, 400 bis 1800 mm breit), das zu einem Coil (Bund) aufgewickelt ist. Die Bandlänge eines solchen Coils kann bis zu 3000 m betragen. Im Einlaufteil wird das Stahlband vom Coil abgewickelt. Zwei Abwickelhaspeln und eine Schweißmaschine  ermöglichen die Herstellung von Endlosbändern, so dass die Anlage kontinuierlich gewahren werden kann. Der eigentliche Behandlungsteil besteht aus dem Durchlaufofen, dem Schmelzbad, einer Vorrichtung zur Einstellung der Zinkauflage und der Kühlung.
Der Durchlaufofen ist unterteilt in die direkte beheizte Vorwärmzone, die indirekt beheizten Reduktions- und Haltezonen sowie die Kühlzone. In der Vorwärmzone wird das Band schnell auf etwa 450-650 °C erwärmt. Dieser Teil wird auch Oxidationszone genannt. Hier erfolgte eine oxidative Reinigung des Bandes, z. B. durch Abbrennen von Emulsionsrückständen aus dem Kaltwalzen. In der Reduktions- und Haltezone wird das Band weiter in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre (etwa 25-28 % Wasserstoff in Stickstoff) auf etwa 800 °C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten. Das Band wird kontinuierlich geglüht, dabei werden durch Rekristallisation des Stahls die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffes eingestellt. Daneben werden in der Vorwärmzone gebildete Eisenoxide reduziert. Die nachfolgende Kühlzone ist durch eine Schleuse (Rüssel) mit dem Schmelzbad verbunden. In der Kühlzone wird das Band unter Schutzgas auf eine Temperatur nahe der Schmelzbadtemperatur abgekühlt.
Das Band taucht schräg nach unten in das Schmelzbad (Badtemperatur bei Zink etwa 460°C) ein, wird durch eine Rolle im Bad nach oben umgelenkt und verlässt das Schmelzbad wieder. Beim Austritt aus dem Bad reißt das Band eine von der Bandgeschwindigkeit abhängige Metallmenge mit sich, die weit über der gewünschten Überzugsdicke (Auflage) liegt. Das noch flüssige überschüssige Überzugsmetall  wird im sogenannten Düsenabstreifverfahren mit einem gerichteten Luftstrahl aus einer breiten Flachdüse auf der Vorder- und Rückseite  abgestreift. Die so einstell- und regelbare Überzugsdicke hängt von der Bandgeschwindigkeit. dem Abblasdruck und dem Düsenabstand  vom Band ab (hierzu siehe auch:  elektromagnetische  Bandstabilisierung). Danach wird das Band durch Jetkühler mit Luft abgekühlt, wobei der metallische Überzug auf der Bandoberfläche erstarrt. Die dabei gebildete Kristallstruktur und deren Aussehen hängt von der Art des Überzugs und den Bedingungen des Erstarrungsvorgangs ab.
Das schmelztauchveredelte  Stahlband kann bei Bedarf noch in der Feuerverzinkungsanlage nachgewalzt, gerichtet und eventl. chemisch nachbehandelt (phosphatiert, passiviert) werden. Danach wird das Band wieder zu einem Coil aufgewickelt. Die Bandgeschwindigkeiten in kontiniuierlichen Feuerverzinkungsanlagen liegen je nach Banddicke bei bis zu 220 m/min., somit erreichen Feuerverzinkungsanlagen eine Tonnenleistung von über 2000 t verzinktem Stahlband pro Tag. Vom Aufheizen des Bandes bis zum Austauchen des Bandes aus dem flüssigen Zink muss darauf geachtet werden, dass nicht die geringsten Spuren von Sauerstoff auf das Stahlband gelangen, ansonsten benetzt das Zink die Stahloberfläche nicht und ein Verzinken ist nicht mehr möglich. (das Zink perlt ab) Stahlbänder können in so guter Qualität feuerverzinkt werden, dass diese sogar in Automobilen für Außenbauteile (z. B. Dach, Kotflügel…) eingesetzt werden.
Dazu wird das beschichtete Band zu einer Platine geschnitten und in mehreren Schritten tiefgezogen. Das Zink haftet so gut, dass es bei diesem Tiefziehen nicht abblättert. Das so geformte Bauteil (Kotflügel, Motorhaube Kühlschranktüren, …) wird lackiert und verbaut.
Zinkbäder für die kontiniuierliche  Bandverzinkung enthalten (neben Zink) ca. 0,2 %  Aluminium , um die Ausbildung einer ZnFe-Phase  zu unterbinden und die Bildung von Zinkblumen zu fördern.
Da ZnFe-Phasen spröde sind, würden diese beim folgenden Umformen eines verzinkten Blechs brechen, das Zink würde die Haftung verlieren und sich ablösen. Auch wird durch Aluminium die Oxidation der Oberfläche der Zinkschmelze durch Luft verlangsamt, wodurch weniger Oberflächenschlacke auf der Zinkschmelze entsteht. Zusätzlich wird durch die geringe Menge von Aluminium im Zinkbad die spätere Zinkschicht  heller und glänzender. Galfanbäder enthalten (neben dem Zink) noch bis 4 bis 5 % Aluminium und geringe Mengen an Lanthan und Cer.Galfan wird heute nur mehr wenig verwendet.
Neben Aluminium sind manchmal unter anderem folgende Elemente in unterschiedlichen Mengen dem Zink zugesetzt: Blei, das verhindert, dass sich eine Hartzinkschicht auf dem Boden der Wanne bildet, Silizium.
Beim Feuerverzinken spricht man ausserdem auch noch von der Stückverzinkung. Hierbei werden größere Stahlteile und Konstruktionen feuerverzinkt.  Rohlinge oder fertige Werkstücke werden nach einer Vorbehandlung  einzeln in das Schmelzbad getaucht. Durch das Tauchen werden auch Innenflächen, Schweißnähte  und unzugängliche Stellen gut erreicht. Beispiele hierfür sind: Schutzplanken (Leitplanken), Geländer, Außentreppen, PKW-Anhänger, LKW-Auflieger, Teile für Stahlhallen, Stahl-Glas-Gebäude und Parkhäuser.

Fräsen

In der Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 zählt das Fräsen als Trennverfahren und
bezeichnet das spanabhebende Bearbeiten von Metallen, Holz oder Kunststoffen mittels eines Fräswerkzeuges. Das Fräsen leitet sich vom Bohren ab, doch stehen dem Fräsen mindestens drei Vorschubrichtungen zur Verfügung, wodurch auch komplexe räumliche Körper hergestellt werden können. Es erfolgt auf speziellen Werkzeugmaschinen, in der Regel auf einer Fräsmaschine oder einem Bearbeitungszentrum.
Im Gegensatz zum Drehen wird die zur Spanabhebung notwendige Schnittbewegung durch Rotation des Schneidewerkzeuges gegenüber dem fest im Maschinentisch eingespannten Werkstück erzeugt. Die hingegen zur Formgebung notwendige Vorschubbewegung wird je nach Bauart entweder durch Verschiebung des Maschinentisches oder durch Bewegung des Fräswerkzeuges um das Werkstück herum erreicht. Vorschubbewegungen können je nach Bauweise – auch kombiniert – in der X- ,Y- und Z-Achse oder entlang der jeweiligen Rotationsachsen erfolgen.

Mittels rotierender Schneidwerkzeuge trägt die Fräsmaschine Material von einem Werkstück zerspanend ab, um es in die gewünschte Form zu bringen. Auf Fräsmaschinen können komplexe Teile wie ein Motorblock oder Zahnräder hergestellt werden, aber auch einfache Arbeiten wie Bohren oder Reiben präziser Bohrungen sind möglich.
Fräsmaschinen sind durch drei oder mehr Bewegungsachsen gekennzeichnet, die dem Werkzeug- oder Werkstückträger zugeordnet sind. Das meist mehrschneidige Fräswerkzeug fährt dabei durch den Werkstoff und trägt Werkstoff durch Zerspanung ab. Einfache Fräsmaschinen für die Werkstatt bestehen aus einem manuell horizontal und vertikal verfahrbaren Maschinentisch sowie einen horizontal beweglichen Fräskopf, dessen Fräser außerdem manuell mit der Pinole ausgefahren werden kann. Modernen Maschinen sind die Bewegungsachsen jedoch recht unterschiedlich zugeordnet und verfügen oft auch über dreh- und schwenkbare Werkzeug- oder Werkstückaufnahme. Zum Einsatz kommen einteilige oder zusammengesetzte Fräswerkzeuge sowie Fräsersätze (mehrere gemeinsam eingespannte Einzelwerkzeuge)

Beim Fräsen unterscheidet man grundsätzlich zwischen Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen.

Fräsmaschine

Die Universal-Werkzeugfräs- und Bohrmaschine ist eine Universal-Konsolfräsmaschine und unter den Konsolfräsmaschinen die wohl meist verwendete Bauform in der Einzelfertigung und der Werkstatt, da sie eine senkrechte und waagerechte Frässpindel besitzt und sich in vielfacher Weise erweitern lässt. Die Konsole hängt dabei vorne am Maschinengestell in einer vertikalen Führung, deren Bewegungsachse als Z-Achse bezeichnet wird. Sie trägt weiterhin den Querschieber, mit dem der Maschinentisch in einer horizontalen Achse, der sogenannten X-Achse verfahren wird. Bei der Universalfräse führt somit das Werkstück die Bewegungen in der X- und Z-Achse aus (also links und rechts sowie hoch und runter). Die Bewegung in der Y-Achse führt das Werkzeug aus. An der Oberseite des Gestells befindet sich ein waagerechte Schwalbenschwanzführung, auf welcher der Spindelstock mit Horizontalspindel, dem Getriebe und in manchen Fällen der Spindel-Antriebsmotor sowie der Fräskopf sitzen. Bei einer Bewegung auf der Y-Achse bewegt sich also diese ganze Baugruppe. Bei einigen Fräsmaschinen ist auf der Konsole auch ein Kreuztisch montiert, wodurch das Werkstück auch die Bewegung auf der Y-Achse ausführen kann. Die vertikale Bewegung kann auch manuell durch eine Pinole im Fräserkopf geschehen, jedoch ist der Verfahrweg auf ca. 200 mm begrenzt und eignet sich nur zum Bohren, da die Steifigkeit durch die weit ausgefahrene Pinole nachlässt.
Den Vorschub treibt der im Gestell untergebrachter Hauptmotor an. Über ein Wechselgetriebe lassen sich verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten einstellen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, jede Achse auch manuell über Kurbeln zu bewegen, was bei geringfügigen Bewegungen an mechanisch gesteuerten Fräsen ein Muss darstellt, da den automatischen Vorschüben kein mechanischer Endpunkt gesetzt werden kann. Die Ausnahme bildet der Endpunkt der Achse, der durch eine Sicherheitskupplung ausgelöst wird. Geübte Fräser schaffen es auch, durch manuelles Betätigen zweier Achsen gleichzeitig Rundungen zu fräsen.
An die Konsole passen verschiedene Maschinentische, wobei der Winkeltisch an der einfachen Universalfräse am häufigsten anmontiert ist. Hat die Fräsmaschine eine CNC-Steuerung werden meistens schwenkbare Rundtische anmontiert, da dadurch eine weitere Achse zur Verfügung steht. Um schräge Flächen zu fräsen, kann entweder der Fräskopf in alle zwei Seiten um bis zu 90° gedreht werden, oder es wird ein schwenkbarer Maschinentisch an die Konsole montiert, wodurch auch große Flächen bearbeitet werden können.