Productietechniek
Productietechnologie: onderzoek doen naar de achtergronden van de productietechniek. = ‘denken
over het doen’
Kennisdomeinen Guns: chemisch kennisdomein (buskruit), medisch kennisdomein (chirurgie)
industrieel kennisdomein (massaproductie, straatverlichting)
Organisatie en communicatie
Als de communicatie tussen de bedrijfsfuncties niet behoorlijk werkt, is het vrijwel onmogelijk om
aan alle eisen te voldoen die aan het product worden gesteld. Communicatie vraagt in de eerste
plaats om bereidheid om te overleggen met mensen uit andere vakgebieden. Vaak worden
productontwerpen doorgeschoven naar de werkplaats zonder dat de ontwerper zich voldoende
heeft afgevraagd hoe het product gemaakt moet worden. Bij slechte communicatie mist de
verbinding tussen productie-ontwerp/ planning en de productievloer/onderdelen fabricage.
In onderstaand figuur is te zien dat het aandeel van de ontwerpkosten (gemaakte kosten) beperkt is,
maar de ontwerper legt voor een zeer groot deel de productiemethoden vast, en daarmee de
kostprijs van het product (vastgelegde kosten). Als een ontwerp vanuit het oogpunt van kosten
ongunstig is, kan dat nooit worden goed gemaakt door een efficiënte productiemethode.
Indeling vervaardigingstechnieken
Oervormen (hoofdstuk 3): materiaal wordt van een niet gedefi nieerde vorm
rechtstreeks omgezet in wel gedefi nieerde vorm. Gieten: vloeibaar materiaal in vorm
gieten, na stolling of uitharding een vormvast product. Materiaal-aangroeitechniek:
onderdeel opbouwen uit vormloos materiaal, zonder te maken van vormbepalende
gereedschap (bv zonder mal)
Omvormen (hoofdstuk 4): materiaal wordt d.m.v. kracht blijven vervormd. Massief
omvormen: in alle richti ngen kracht op materiaal om product te vormen (bv walsen en
kneden). Plaat-omvormen: Vervormingen loodrecht op het vlak van de plaat zijn van
,ondergeschikt belang voor het vormen van het product (bv buigen)
Scheiden en afnemen (hoofdstuk5,6 & 7): het product komt tot stand door het
verwijderen van overtollig materiaal. Scheiden: overtollig materiaal in principe
bruikbaar (bv stroken knippen). Afnemen: overtollig materiaal omgezet in spanen (bv
draaien of frezen). Ook scheidende bewerking kan afnemend zijn. (bv zagen)
Oervormen
Materiaal wordt van een niet gedefi nieerde vorm rechtstreeks omgezet in wel
gedefi nieerde vorm.
Gieten: het vervaardigen van voorwerpen via vloeibare vormgeving. Een gietstuk wordt gemaakt
door middel van een afdruk van het product in een vorm.
Voordelen gieten:
Relatief eenvoudig
Massa- en serieproductie
Net near shape. Minimale nabewerking
Cost effective: snelste weg tussen uitgangsmateriaal en product. Weinig materiaalverlies.
Energiezuinig
Vrije vormgeving: voor uitwendige en inwendige vormen.
Verschillende gietvormen
Eenmalig gietvormen: deze vormen gaan na het gieten verloren en moeten voor elk volgend
gietstuk opnieuw worden vervaardigd. Deze vormen worden gebruikt bij het gieten in zand en bij
de verloren-modelmethode.
Permanente gietvormen: bij coquillegieten en spuitgieten wordt gebruikgemaakt van een
metalen vorm, een matrijs.
Gieten in zand
Het model wordt op een vormplaat gelegd. Rondom het model wordt een metalen vormkast,
geplaatst, de onderkast. De vormkast wordt daarna gevuld met zand. Dit zand wordt verdicht om de
zandvorm de benodigde stevigheid te geven. Daarna wordt de bovenkant van de vorm
gladgestreken. De vormkast met daarin het model wordt omgekeerd. Op de onderkast wordt nu de
bovenkast geplaatst. Voordat de bovenkast volgestort kan worden met zand, moeten er
voorzieningen getroffen worden om het metaal vanaf de buitenkant in de vormholte te kunnen
gieten. Nabij en op het model worden twee langwerpige kegels geplaatst. Deze zijn nodig om de
gietloop en de opkomer te vormen. De opkomer moet poreusheid in het gietstuk voorkomen. Na
het plaatsen van de kegels kan de bovenkast volgestort worden met zand en verdicht worden.
Voordat de bovenkast en onderkast wordt afgenomen, worden kegels voor de gietloop en opkomer
verwijderd. Nu wordt de bovenkast omgekeerd. Vóór het verwijderen van het model moet eerst met
een vormspatel de aansnijding in de zandvorm van de onderkast worden aangebracht. Deze
aansnijding is nodig om het vloeibare metaal uit de gietloop in de vormholte te laten stromen. De
gietloop + aansnijding vormen samen het gietsysteem. De doorsnede van het gietsysteem neemt af
in de richting van de aansnijding.
, Slink, krimp en lossing
Bij het stollen van de meeste metaallegeringen treedt slink op. Het tekort aan vloeibaar materiaal
wordt aangevuld vanuit de opkomer. Dit voorkomt het optreden van macro en microporeusheid in
het gietstuk. De plaats op het gietstuk en de afmetingen van de opkomer zijn erg belangrijk; daar
moet het laatste restje vloeibaar metaal stollen. Door de wanddikte van het gietstuk aan te passen
kan worden bewerkstelligd dat de stolling plaatsvind in de richting van de opkomer. Men spreekt dan
van gerichte stolling. De tijd waarin het materiaal op een gegeven punt stolt, is ongeveer evenredig
met het oppervlak van de ingeschreven cirkel in dat punt. De ontwerper voorkomt slinkholtes door
ervoor te zorgen dat de wanddikten zo verlopen dat de diameters van deze cirkels steeds toenemen
in de gewenste richting voor het stollen. Ook worden er vaak opkomers op de hoogst gelegen punten
van het gietstuk geplaats. De lucht die in de gietvorm aanwezig is en de gevormde gassen kunnen
daardoor ontsnappen. Zo verkrijgt men een porievrij en gaaf gietstuk.
Productietechnologie: onderzoek doen naar de achtergronden van de productietechniek. = ‘denken
over het doen’
Kennisdomeinen Guns: chemisch kennisdomein (buskruit), medisch kennisdomein (chirurgie)
industrieel kennisdomein (massaproductie, straatverlichting)
Organisatie en communicatie
Als de communicatie tussen de bedrijfsfuncties niet behoorlijk werkt, is het vrijwel onmogelijk om
aan alle eisen te voldoen die aan het product worden gesteld. Communicatie vraagt in de eerste
plaats om bereidheid om te overleggen met mensen uit andere vakgebieden. Vaak worden
productontwerpen doorgeschoven naar de werkplaats zonder dat de ontwerper zich voldoende
heeft afgevraagd hoe het product gemaakt moet worden. Bij slechte communicatie mist de
verbinding tussen productie-ontwerp/ planning en de productievloer/onderdelen fabricage.
In onderstaand figuur is te zien dat het aandeel van de ontwerpkosten (gemaakte kosten) beperkt is,
maar de ontwerper legt voor een zeer groot deel de productiemethoden vast, en daarmee de
kostprijs van het product (vastgelegde kosten). Als een ontwerp vanuit het oogpunt van kosten
ongunstig is, kan dat nooit worden goed gemaakt door een efficiënte productiemethode.
Indeling vervaardigingstechnieken
Oervormen (hoofdstuk 3): materiaal wordt van een niet gedefi nieerde vorm
rechtstreeks omgezet in wel gedefi nieerde vorm. Gieten: vloeibaar materiaal in vorm
gieten, na stolling of uitharding een vormvast product. Materiaal-aangroeitechniek:
onderdeel opbouwen uit vormloos materiaal, zonder te maken van vormbepalende
gereedschap (bv zonder mal)
Omvormen (hoofdstuk 4): materiaal wordt d.m.v. kracht blijven vervormd. Massief
omvormen: in alle richti ngen kracht op materiaal om product te vormen (bv walsen en
kneden). Plaat-omvormen: Vervormingen loodrecht op het vlak van de plaat zijn van
,ondergeschikt belang voor het vormen van het product (bv buigen)
Scheiden en afnemen (hoofdstuk5,6 & 7): het product komt tot stand door het
verwijderen van overtollig materiaal. Scheiden: overtollig materiaal in principe
bruikbaar (bv stroken knippen). Afnemen: overtollig materiaal omgezet in spanen (bv
draaien of frezen). Ook scheidende bewerking kan afnemend zijn. (bv zagen)
Oervormen
Materiaal wordt van een niet gedefi nieerde vorm rechtstreeks omgezet in wel
gedefi nieerde vorm.
Gieten: het vervaardigen van voorwerpen via vloeibare vormgeving. Een gietstuk wordt gemaakt
door middel van een afdruk van het product in een vorm.
Voordelen gieten:
Relatief eenvoudig
Massa- en serieproductie
Net near shape. Minimale nabewerking
Cost effective: snelste weg tussen uitgangsmateriaal en product. Weinig materiaalverlies.
Energiezuinig
Vrije vormgeving: voor uitwendige en inwendige vormen.
Verschillende gietvormen
Eenmalig gietvormen: deze vormen gaan na het gieten verloren en moeten voor elk volgend
gietstuk opnieuw worden vervaardigd. Deze vormen worden gebruikt bij het gieten in zand en bij
de verloren-modelmethode.
Permanente gietvormen: bij coquillegieten en spuitgieten wordt gebruikgemaakt van een
metalen vorm, een matrijs.
Gieten in zand
Het model wordt op een vormplaat gelegd. Rondom het model wordt een metalen vormkast,
geplaatst, de onderkast. De vormkast wordt daarna gevuld met zand. Dit zand wordt verdicht om de
zandvorm de benodigde stevigheid te geven. Daarna wordt de bovenkant van de vorm
gladgestreken. De vormkast met daarin het model wordt omgekeerd. Op de onderkast wordt nu de
bovenkast geplaatst. Voordat de bovenkast volgestort kan worden met zand, moeten er
voorzieningen getroffen worden om het metaal vanaf de buitenkant in de vormholte te kunnen
gieten. Nabij en op het model worden twee langwerpige kegels geplaatst. Deze zijn nodig om de
gietloop en de opkomer te vormen. De opkomer moet poreusheid in het gietstuk voorkomen. Na
het plaatsen van de kegels kan de bovenkast volgestort worden met zand en verdicht worden.
Voordat de bovenkast en onderkast wordt afgenomen, worden kegels voor de gietloop en opkomer
verwijderd. Nu wordt de bovenkast omgekeerd. Vóór het verwijderen van het model moet eerst met
een vormspatel de aansnijding in de zandvorm van de onderkast worden aangebracht. Deze
aansnijding is nodig om het vloeibare metaal uit de gietloop in de vormholte te laten stromen. De
gietloop + aansnijding vormen samen het gietsysteem. De doorsnede van het gietsysteem neemt af
in de richting van de aansnijding.
, Slink, krimp en lossing
Bij het stollen van de meeste metaallegeringen treedt slink op. Het tekort aan vloeibaar materiaal
wordt aangevuld vanuit de opkomer. Dit voorkomt het optreden van macro en microporeusheid in
het gietstuk. De plaats op het gietstuk en de afmetingen van de opkomer zijn erg belangrijk; daar
moet het laatste restje vloeibaar metaal stollen. Door de wanddikte van het gietstuk aan te passen
kan worden bewerkstelligd dat de stolling plaatsvind in de richting van de opkomer. Men spreekt dan
van gerichte stolling. De tijd waarin het materiaal op een gegeven punt stolt, is ongeveer evenredig
met het oppervlak van de ingeschreven cirkel in dat punt. De ontwerper voorkomt slinkholtes door
ervoor te zorgen dat de wanddikten zo verlopen dat de diameters van deze cirkels steeds toenemen
in de gewenste richting voor het stollen. Ook worden er vaak opkomers op de hoogst gelegen punten
van het gietstuk geplaats. De lucht die in de gietvorm aanwezig is en de gevormde gassen kunnen
daardoor ontsnappen. Zo verkrijgt men een porievrij en gaaf gietstuk.
