Инновации в литейном производстве = Innovationen im Gieβereibetrieb
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Тематика:
Немецкий язык
Издательство:
Издательский Дом НИТУ «МИСиС»
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 285
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Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-87623-752-1
Артикул: 754165.01.99
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Настоящее издание является учебным пособием, предназначенным для аудиторной и самостоятельной работы студентов, продолжающих изучение немецкого языка в технических вузах. Цель пособия - развитие общекультурных и профессиональных компетенций студентов в процессе профессионально ориентированной и практически направленной иноязычной подготовки, в том числе за счёт расширения коммуникативных умений в области различных видов чтения, говорения и письменной речи, формирования и развития навыков и умений реферирования, аннотирования и перевода специализированных текстов по тематике литейного производства. Учебное пособие рассчитано на обучение магистрантов направления подготовки 150400 «Металлургия», кроме того оно может быть использовано аспирантами научной специальности 05.16.04 «Литейное производство», а также теми, кто интересуется актуальной информацией в области технических инноваций.
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И.В. Леушина, В.Д. Белов ИННОВАЦИИ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Учебное пособие на немецком языке Москва 2014 Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150400 – Металлургия
УДК 811.112.2 ББК 81.2 Нем Л52 Р е ц е н з е н т ы : зав. каф. иностранных языков Волгоградского гос. техн. ун-та д-р пед. наук, проф. А.М. Митина; зав. каф. «Технология материалов» Волгоградского гос. техн. ун-та д-р техн. наук, проф. Н.А. Зюбан; зав. каф. литейных процессов и конструкционных материалов Владимирского гос. ун-та им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых акад. Междунар. академии наук высшей школы и Российской академии естественных наук, директор регионального межвуз. инновационного центра, д-р техн. наук, проф. В.А. Кечин Леушина, И.В. Л52 Инновации в литейном производстве = Innovationen im Gieβereibetrieb : учеб. пособие на нем. яз. / И.В. Леушина, В.Д. Белов. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2014. – 285 с. – Текст нем. и рус. ISBN 978-5-87623-752-1 Настоящее издание является учебным пособием, предназначенным для аудиторной и самостоятельной работы студентов, продолжающих изучение немецкого языка в технических вузах. Цель пособия – развитие общекультурных и профессиональных компетенций студентов в процессе профессионально ориентированной и практически направленной иноязычной подготовки, в том числе за счёт расширения коммуникативных умений в области различных видов чтения, говорения и письменной речи, формирования и развития навыков и умений реферирования, аннотирования и перевода специализированных текстов по тематике литейного производства. Учебное пособие рассчитано на обучение магистрантов направления подготовки 150400 «Металлургия», кроме того оно может быть использовано аспирантами научной специальности 05.16.04 «Литейное производство», а также теми, кто интересуется актуальной информацией в области технических инноваций. УДК 811.112.2 ББК 81.2 Нем ISBN 978-5-87623-752-1 © Леушина И.В., Белов В.Д., 2014
I. Leuschina, W. Below Innovationen im Gieβereibetrieb Lehrwerk für Deutschlernende 2014
Leuschina I. Innovationen im Gieβereibetrieb: Lehrwerk für Deutschlernende / I. Leuschina, W. Below. – Verlag MISiS, 2014. – 285 s. Dieses Lehrwerk ist für die Srudierenden an technischen Hochschulen geeignet, die die deutsche Sprache in ihrem lexikalischen und grammatischen Grundbestand beherrschen, eine bestimmte Sprachfertigkeit besitzen und diese im ausgewählten berufsrelevanten Bereich weiterentwickeln wollen. Es kann direkt im Unterricht oder im Selbststudium eingesetzt werden. Die Autoren haben sich das Ziel gesetzt, die Fachkompetenzen der Studierenden durch die kommunikative Sprachkompetenz zu entwickeln. Sie wird in verschiedenen sprachlichen Aktivitäten aktiviert, die Rezeption, Produktion, Interaktion und Sprachmittlung (insbesondere Übersetzung) umfassen. Das vorliegende Lehrwerk „Innovationen im Gieβereibetrieb“ richtet sich an Studierende der Fachrichtung 150400 „Metallurgie“ (im studienbegleitenden fachbezogenen Deutschunterricht), an Aspiranten der wissenschaftlichen Fachrichtung 05.16.04 „Gieβereiproduktion“ sowie an alle, die sich einen Zugang zu aktuellen Informationen über technische Innovationen verschaffen möchten.
INHALTSVERZEICHNIS Vorwort .......................................................................................................6 Einleitung ...................................................................................................8 Teil 1: Vorbereitung der giesstechnischen Fertigung ..................................................................9 Aufgaben zum Teil 1 .................................................................................35 Teil 2: Schmelzbetrieb in Giessereien ......................................................36 Aufgaben zum Teil 2 .................................................................................51 Teil 3: Gusswerkstoffe ..............................................................................52 Aufgaben zum Teil 3 .................................................................................77 Teil 4: Formwerkstoffe, Form- und Kernherstellung ................................78 Aufgaben zum Teil 4 ...............................................................................126 Teil 5: Vielfalt der Giessverfahren ..........................................................127 Aufgaben zum Teil 5 ...............................................................................162 Teil 6: Rohgussnachbearbeitung .............................................................163 Aufgaben zum Teil 6 ...............................................................................181 Teil 7: Ökologische Nachhaltigkeit, Energie- und Materialeffi zienz im Giessereibetrieb .................................................................................182 Aufgaben zum Teil 7 ...............................................................................199 Teil 8: Innovationen werden gefordert ...................................................201 Aufgaben zum Teil 8 ...............................................................................224 Zum Schluss ...........................................................................................228 Deutsch-russisches Fachlexikon .............................................................230 Liste der Verben für die naturwissenschaftlich-technische Kommunikation ......................................................................................241 Quellennachweis .....................................................................................248 Anhang ....................................................................................................249 Texterschließung .....................................................................................249 Übergreifendes Verständnis ....................................................................260 Konversation ...........................................................................................279
VORWORT Eine der prioritären Aufgaben der heutigen Produktion ist die schnelle betriebliche Umsetzung von technischen Neuentwicklungen bei der deutlichen Notwendigkeit für die Industrie, sich mit den Themen Energieeffi zienz und Ressourceneinsparungen auseinanderzusetzen. Das ist nicht zuletzt mit dem Betritt Russlands zur WTO, mit den groβen Hoffnungen auf einen leichteren Weltmarktzugang sowie mit dem Trend zur Globalisierung verbunden. Die Gieβereibranche steht in diesem Zusammenhang komplexen Anforderungen gegenüber. Eine hohe Innovationskraft der Gieβereitechnik ist für den Erfolg im Wettbewerb der Verfahren wichtig. Dies muss sich auch in der Ausbildung der Gieβereiingenieure widerspiegeln. Erfi nderlust und Forschergeist sind gerade nötig. Dazu sind die Produktion für den Nachwuchs zu öffnen und ein lebenslanges Lernen zu realisieren, um auf die aktuellen bildungsrelevanten Tendenzen zu reagieren. Die Einführung neuer staatlicher Bildungsstandards auf allen Ebenen der Berufsbildungssystems Russlands, Kompetenzen als Kernbereich moderner Bildung sowie die Beteiligung der Arbeitgeber und die Entwicklung der technologischen Plattform „Werkstoffe und Technologien der Metallurgie» tragen dazu bei. Deutschkenntnisse spielen eine immer gröβere Rolle bei der Intensivierung der wirtschaftlichen Kontakte zwischen Deutschland und Russland. Die Fachleute der Gieβereibranche müssen sich in ihrem Fach angemessen ausdrücken können. Das vorliegende Lehrwerk „Innovationen im Gieβereibetrieb» richtet sich an Studierende der Fachrichtung 150400 „Metallurgie» im studienbegleitenden fachbezogenen Deutschunterricht und kann direkt im Unterricht oder im Selbststudium eingesetzt werden. Die Autoren haben sich das Ziel gesetzt, die Fachkompetenzen der Studierenden durch die kommunikative Sprachkompetenz zu entwickeln. Sie wird in verschiedenen kommunikativen Sprachaktivitäten aktiviert, die Rezeption, Produktion, Interaktion und Sprachmittlung (insbesondere Übersetzung) umfassen, wobei jeder dieser Typen von Aktivitäten in mündlicher oder schriftlicher Form oder in beiden vorkommen kann. Das Lehrwerk vermittelt die Sprachbefähigung zur fachlichen Wissens- und Könnensaneignung. Es werden verschiedene Wahlmöglichkeiten zur Förderung eines erfolgreichen Lernens eröffnet. Anhand von authentischen Fachtexten aus
der Fachzeitschrift „Giesserei» werden allumfassende Fertigkeiten für die kommunikativ-pragmatische Verwendung der deutschen Fachsprache trainiert. Das Lehrwerk besteht aus acht thematisch orientierten Teilen, deren Texte dem fachlich inhaltlichen Interesse der Studierenden dienen. Sie können für sich wichtige Informationen den deutschen Texten entnehmen, sie kritisch auswerten, in der Mutter- oder Fremdsprache darauf reagieren und gegebenenfalls auf das eigene Umfeld beziehen. Kreative Aufgaben am Ende jedes Teils fördern den Meinungsaustausch und regen die Deutschlerner zu Diskussionen an. Es ist besonders motivierend, weil die Deutschlerner nicht mit.
EINLEITUNG Stichwort Innovation! Wir sind umgeben von Innovation. Innovation steckt in vielem und bildet die Grundlage für fast alle Produkte bzw. Dienstleistungen. Ohne Innovation gäbe es keinen Fortschritt, keine neuen oder verbesserten Produkte. Innovationen sorgen als zentrales Element einer Volkswirtschaft für Wirtschaftswachstum, Beschäftigung und Wohlstand. Zudem leisten Innovationen einen großen Beitrag zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit. Gerade in Zeiten von längeren Krisen, tiefen Rezessionen und hoher Unsicherheit der Wirtschaftsakteure sind Kreativität und Innovationsgeist gefordert. Und noch etwas: Haben Sie gewusst, dass das Jahr 2009 zum „Europäischen Jahr der Kreativität und Innovation“ ausgerufen wurde? Vor lauter Krisengeschrei ist diese europäische Herausforderung an vielen vorbeigegangen. Bislang hat sich Deutschland im europäischen Konzert der innovativen Nationen gut behaupten können. Besonders gut steht die deutsche Gießereibranche im europäischen Vergleich da. Wie es gelingen kann, hochwertige, innovative Gussprodukte bei verbesserten umweltverträglicheren Gießereiprozessen herzustellen, lesen Sie im diesem Buch. Es wird ein Gesamtüberblick über die Potentiale und die Problemstellungen der Gießereitechnik zu Beginn des 21. Jahrhunderts gegeben. Kenntnisse vom und über das Gießen, seine Möglichkeiten und Voraussetzungen, sind für (nicht nur) Produktentwickler, Umweltingenieure und Betriebswirtschaftler von großer Bedeutung. Gießereitechnik ist ein Verfahren, welches mit fast unbegrenzter Freiheit das funktionsgerechte Gestalten von Bauteilen aus verschiedenen Werkstoffen ermöglicht.
TEIL 1 VORBEREITUNG DER GIESSTECHNISCHEN FERTIGUNG 1.1 Simulation gießereitechnischer Prozesse – Bestandsaufnahme und Ausblick In den letzten beiden Jahrzehnten haben sich numerische Berechnungsmethoden als Werkzeuge zur Prozess- und Bauteiloptimierung in der Gießerei-Industrie etabliert, so dass diese aus der modernen Gießereipraxis nicht mehr wegzudenken sind. Der Fokus der Simulation lag in ihrer Anfangszeit noch bei der Berechnung der Formfüllung und Erstarrung von Gussteilen sowie auf der Vorhersage einiger weiterer Phänomene wie etwa der lokalen Mikrostruktur auf Basis von Kriteriumsfunktionen. Heutige Simulationstools bieten neben der Simulation des Kernprozesses auch die Möglichkeit, vor- und nachgeschaltete Prozessschritte zu koppeln so „Unsere Vision als Gießer sollte das herausragende Produkt sein, welches in Design, Eigenschaften, Preis und Zuverlässigkeit den Industriemaßstab setzt und damit dem konkurrierenden Verfahren überlegen ist. Dem Kunden insgesamt sollten Wettbewerbsvorteile geboten werden, die dessen Marktposition deutlich verbessern. Denn Gießen ist der rationellste Formgebungsprozess mit den innovativsten Gestaltungsfreiräumen. Unsere Mission als Gießer sollte sein, dieses Produkt mit robusten Prozessen in einer, auf zuverlässiger Anlagentechnik aufbauenden, ausgewogenen Fertigungskette mit prozessfähigen Betriebsmitteln unter konsequenter Kostenführerschaft zu erzeugen. Denn Gießen ist ein außerordentlich komplexes Fertigungsverfahren, das nach einem hohen Maß an Prozessstabilisierung verlangt“. (Herbert Smetan)
wie auch etwaige Nebenprozesse zu modellieren. Werkzeuge zur Modellierung von Wärmebehandlungsprozessen vor allem bei Aluminium- und Gusseisenwerkstoffen sind Stand der Technik. Auch die Modellierung des Kernschießens zur Optimierung von Kernschießboxen hat Einzug in die Praxis gefunden. Im Bereich der Design- und Topologieoptimierung von Bauteilen wird die Simulation schon seit Längerem eingesetzt. Seit Kurzem stehen auch Tools zur autonomen Optimierung von Lauf- und Anschnittsystemen zur Verfügung. Leichtbaubestrebungen im Automobilbau haben zur vermehrten Substitution von (meist umgeformten) Strukturbauteilen aus Stahl hin zu Gussteilen aus Leichtmetall geführt. Aufgrund ihrer Dimensionen sind solche Bauteile besonders anfällig für auftretenden Verzug durch Gießeigenspannungen und Warmrisse. Dies wiederum führt zum vermehrten Bedarf für die Spannungssimulation in der Gießereibranche. Ein weiteres Einsatzgebiet für die Spannungssimulation ist die Identifi zierung versagenskritischer Bereiche in Dauerformen zur Optimierung der Werkzeugstandzeiten. All diese Entwicklungen verdanken ihren noch immer anhaltenden Siegeszug nicht zuletzt der rasanten Entwicklungen auf dem Hardwaresektor, die es ermöglichen, Simulationen auf sehr großen Netzen in vernünftigen Zeiten durchzuführen. Diese Neuerungen erlauben es auch, immer komplexere physikalische Modelle, wie z.B. lokale Werkstorfparameter oder Bildung und Migration von Kerngasen, miteinzubeziehen. Das wohl ambitionierteste Forschungsprogramm im Hinblick auf die nächsten Jahre und Jahrzehnte beschäftigt sich mit der Entwicklung skalenübergreifender Simulation. Ziel ist es hierbei physikalische Modelle der Vorgänge im Werkstoff über mehrere Längenskalen, beginnend beim Atom bis hin zu den Abmessungen von Bauteilen und Werkzeugen zu entwickeln. Wie lange es dauern wird, bis die Ergebnisse in der industriellen Forschung und Entwicklung Einzug fi nden, ist vom jetzigen Standpunkt aus schwer abzuschätzen, da auch externe Faktoren, wie etwa die Verfügbarkeit kostengünstiger Hochleistungsrechner, miteinzubeziehen sind. (© 2013 Giesserei-Verlag GmbH, Düsseldorf, Germany) Mit einer V-Probe lässt sich beispielsweise überprüfen, inwiefern sich der Verzug der Gussteile mit Hilfe kommerzieller Simulationssoftware nachbilden lässt
1.2 AL-CAST „Aluminiumguss aus der Harzregion“ AL-CAST = das Bündnis von 14 Industrie-, FuE-Partnern sowie Lehranstalten aus der Harzregion. Die gesamte Produktentwicklungskette von Erzeugnissen mit oder aus gegossenen Aluminiumbauteilen ist in Bild (unten) dargestellt. Dazu gehören die Entwicklung neuer Aluminiumlegierungen mit anforderungsgerecht zugeschnittenen statischen und dynamischen Eigenschaften, die Entwicklung innovativer Gießverfahren und Technologien, die Simulation des Gießvorgangs mit Vorhersage der statischen und dynamischen Bauteilkennwerte für eine Bauteil-Lebensdauerprognose, die Methodenentwicklung für eine anforderungs-, werkstoff- und fertigungsgerechte Gussteilgestaltung zur Verkürzung der virtuellen Produktentwicklung, die Weiterentwicklung der generativen Dauerform-Werkzeugentwicklung auch für Serienwerkzeuge sowie die objektivierte zerstörungsfreie Gussteilprüfung mit Rückkopplung auf den Herstellungsprozess. Konstruktion (inkl. Topologieoptimierung, Festigkeitsberechnung) ↓↑ virtuelle Bauteilentwicklung ↓ Legierung* (Sonder- und Primärlegierungen mit erhöhten Zähigkeit, Warmfestigkeit und Dauerfestigkeit) ↓
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