Eigenschaften und Verarbeitung von Metallen und Kunststoffen

Eigenschaften von Metallen

Metalle zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus: elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchung, Zähigkeit, Duktilität, Maleabilität, Festigkeit bei Umgebungstemperatur (außer Quecksilber), Wirtschaftlichkeit, hohes Gewicht, teilweise magnetisch und hohe Schmelztemperatur.

Einteilung von Metallen

Metalle werden in reine Nicht-Eisen-Metalle und Legierungen unterteilt.

Reine Nicht-Eisen-Metalle und Legierungen

• Kupfer: rot, ausgezeichneter thermischer und elektrischer Leiter, korrosionsbeständig, leicht zu schweißen, duktil und malable.
• Zinn: bläulich-weiße, brillante Farbe, weich.
• Zink: weiß, sehr widerstandsfähig gegen Korrosion und Oxidation.
• Aluminium: brillant weiß, leicht, ungiftig, korrosionsbeständig und relativ weich.
• Magnesium: am leichtesten, reagiert heftig mit Sauerstoff.
• Titan: teuer, langlebig, korrosionsbeständig, gute mechanische Beständigkeit und biokompatibel.

Verarbeitung von Metallen

Umformungsprozesse

• Embossing (Prägen): Metall wird über eine Form gelegt und durch hohen Druck verformt.
• Stanzen: Präzisionsschneiden von Metallteilen mit einer scharfen Kante durch eine Presse.
• Punktschweißen: Verbinden von Metallplatten durch Schweißen an einzelnen Punkten.
• Trepannieren: Erzeugen von Löchern in dünnen Metallprofilen mit einem vertikalen Bohrer.
• Trossejament (Sägen): Schneiden von Metallprofilen mit einer rotierenden Scheibe.
• Fräsen und Drehen: Entfernen von Material von einem Werkstück mit einem Schneidwerkzeug.
• Computergestützte Fertigung: Computer unterstützen den Fertigungsprozess.

Eigenschaften von Kunststoffen

Kunststoffe zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus: Plastizität, Wärme- und elektrische Dämmung, gute Brennbarkeit, mechanische Festigkeit, Flexibilität und geringes Gewicht. Die Moleküle sind lange, sich wiederholende Kombinationen von Atomen, die durch eine Verbindung von Monomeren entstehen (Polymerisation).

Arten von Kunststoffen

• Thermoplaste: Verformen sich unter Hitzeeinwirkung und erstarren beim Abkühlen. Sie können mehrfach wiederverwendet werden (z.B. TEFLON, Methacrylat, Polyethylen).
• Duroplaste: Sind spröde und werden durch eine Behandlung starr. Sie sind widerstandsfähig und nicht recycelbar (z.B. Phenolharze, Epoxidharze, Polystyrol).
• Elastomere: Makromoleküle dehnen sich aus und ziehen sich zusammen, was zu Elastizität führt. Hohe Schmelztemperatur, nicht recycelbar (z.B. Silikon, Gummi, Neopren).

Verarbeitungsprozesse für Kunststoffe

Prozesse umfassen: Spritzgießen, Kompressionsformen, Vakuumformen, Blasformen, Herstellung, Spinnen, Laminieren und Schäumen.

Werkzeuge und Verbindungsmethoden

Werkzeuge für die Bearbeitung

• Markierungen: Weicher Bleistift und Tintenstift.
• Schneiden: Schere und Cutter für weiche und dünne Kunststoffe; Metallsäge für dicke Platten, spröde Kunststoffe; Feinsäge, scharfe Klingen für Metalle oder Metallfäden.
• Bohren: Draht oder Bohrer.
• Feilen: Hartmetallfeilen für Metall.
• Biegen: Föhn oder Heizung für Kunststoffe.

Verbindungsmethoden

• Kleben: Cyanacrylatkleber, Sekundenkleber, Gummikleber, Latexkleber, Schmelzkleber, Epoxidkleber.