Bücher zum Thema Materialbearbeitung
Fachkunde Metall
Das nahezu 600 Seiten starke Buch macht gleich beim Aufschlagen einen guten Eindruck. Keine langen Vorworte und
Danksagungen, sondern auf Seite 3 eine grobe Übersicht der relevanten Themen.
- Längenprüftechnik
- Fertigungstechnik
- Werkstofftechnik
- Maschinen und Gerätetechnik
- Automatisierungstechnik
- Informationstechnik
- Elektrotechnik
Der groben Übersicht folgt ein detailliertes Inhaltsverzeichnis. Am Ende des Buches befindet sich ein Stichwortverzeichnis.
1) Längenprüftechnik:
Über Größen und Einheiten gelangt der Leser zu den Grundlagen der Messtechnik. Besonders gut gefiel mir hier die reich
bebilderte Darstellung der möglichen Messfehler. Dies kommt gerade dem Anfänger zu Gute. Vorgestellt werden neben den gängigen Messmitteln wie Stahlmaßstab, Messschieber (landläufig als Schieblehre bekannt), Bügelmessschraube (Mikrometer) und Messuhr (zum Ausrichten auf Dreh- und Fräsmaschinen) auch weiterführende Messmittel bis hin zu pneumatischen, induktiven und optischen Messverfahren. Für ambitionierte Roboterbauer folgen noch weitere Kapitel in den Bereichen Oberflächenprüfung Toleranzen und Passungen, Form und Lageprüfung
2) Fertigungstechnik:
Hier sind besonders die Kapitel a) Umformen und b) spanende Fertigung erwähnenswert. Umformen (Verhalten der Werkstoffe und Biegeumformen) zu erwähnen. Jeder, der schon mal ein Werkstück gebogen hat und nach dem Biegevorgang feststellte, dass die Maße nicht stimmten findet hier Abhilfe. Der größte Block in diesem Abschnitt ist zweifellos die spanende Fertigung. Darunter versteht man ganz profan alle Fertigungsverfahren, bei denen Späne anfallen. Ausgehend von den Grundlagen der spanenden Fertigung, der Werkzeugschneide, Schneidstoffe und Kühlschmierstoffe werden die für den Hobby-Roboterbauer unumgänglichen Themen: Sägen, Bohren, Senken behandelt. Hier hätte ich mir noch einen weiteren Block, der das Thema „Feilen“ behandelt, gewünscht. Gerade der Hobby-Roboterbauer ist in der Formgebung oft auf dieses Verfahren angewiesen. Für den ambitionierten Roboterbauer werden selbstverständlich auch die Themen: Reiben, Drehen, Fräsen, Schleifen sowie Vorrichtungen und Spannelemente reich bebildert abgehandelt. Ein weiterer großer Block den kein Roboterbauer umgehen kann ist der des Fügens. Wie kommen meine Teile zueinander und welche Verfahren wende ich an? Schrauben, Pressen, Schnappen, Kleben, Löten, Schweißen? Diese Fragen werden dort geklärt.
3) Werkstofftechnik:
Wie ein roter Faden zieht sich auch in diesem Kapitel die saubere Gliederung durch das umfassende Thema. Angefangen von der Übersicht der Werk- und Hilfsstoffe über die Auswahl und Eigenschaften der Werkstoffe zum inneren Aufbau der Metalle. Besonders interessant ist auch für den Hobby-Roboterbauer die Frage, mit welchem Werkstoff arbeite ich? Diese Frage wird entsprechend den Klassifizierungen der Werkstoffe behandelt. Einen Stahl mit der Kennung „45 Cr Mo V 6-7“ kann man nach dem Studium der Kapitel zuordnen. Leider ist das Kapitel der Nichteisenmetalle etwas kurz gehalten. Aluminium (als Leichtmetall) ist unter den Roboterbauern ein sehr beliebter Stoff. So wird zwar erwähnt, dass man Aluminium, ähnlich wie Stahl, härten kann, eine Beschreibung des Verfahrens fehlt aber. Der Leser bekommt aber einen Überblick über die Nichteisenmetalle. Nach dem Studium der entsprechenden Seiten kommt beispielsweise kein Roboterbauer auf den Gedanken eine Gleitlagerung aus Aluminium-Aluminium zu bauen. Die Themen: Sinterwerkstoffe, Keramische Werkstoffe, Wärmebehandlung der Stähle (ggf. auch für den Roboterbauer interessant), Werkstoffprüfung (Zugfestigkeit, Härte, Metallurgie usw.) werden ebenfalls besprochen.
Des weiteren findet sich ein eigenes Kapitel zur Korrosion und Korrosionsschutz in diesem Abschnitt. Auf sechs Seiten wird beschrieben, wie es zur Korrosion kommt (incl. elektrochemischer Spannungsreihe).
Korrosionsschutzmaßnahmen bis hin zu Fremdstromanoden (sog. Opferanoden) werden angesprochen.
Mit dem Themenkomplex der Kunststoffe geht es weiter. Ausgehend von „Eigenschaften und Verwendung“ über die Aufklärung bezüglich Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere bis hin zur Formgebung findet man einiges an Informationen. Insbesondere im Bereich der Weiterverarbeitung findet der Leser einige, auf die Industrie zugeschnittene Verfahren. Manches lässt sich aber, mit Kreativität, auch zu Hause durchführen.
Das Kapitel schließt mit den beiden Themen Verbundwerkstoffe und, auch für uns wichtig, der Umweltproblematik der Werkstoffe.
4) Maschinen und Gerätetechnik:
Über die Einteilung der Maschinen (z.B: Kraftmaschinen, Arbeitsmaschinen usw.) und den Funktionseinheiten der Maschinen (welche exemplarisch an Beispielen wie CNC Werkzeugmaschine, Kraftfahrzeug, Klimaanlage besprochen werden), bis hin zu Sicherungseinrichtungen, sowie Bedienung und Instandhaltung gelangt man zu den für uns ebenfalls wichtigen Themen der: Beanspruchung und Festigkeit. Die einzelnen Beanspruchungsfälle werden anhand von: Schraubverbindungen, Stiftverbindungen, Nietverbindungen und Welle-Nabe-Verbindungen besprochen. Weiterhin werden auch Reibung und Schmierstoffe, Gleit und Wälzlager, Führungen, Dichtungen und Federn abgehandelt. Nach durcharbeiten des Themenkomplexes kennt der Roboterbauer Begriffe wie statische Belastung und die drei Formen der dynamischen Belastung. Zug-, Druck-, Abscher-, Biege-, Verdreh- (Torsions-), oder auch zusammengesetzte Beanspruchung werden exemplarisch und bebildert erläutert.
Weitere Themen sind die Schraubverbindung (Gewindearten, Einteilung, Verwendung), Schraubensicherung (sehr wichtig bei dynamischen Belastungen im Roboterbau), Stiftverbindungen (Zylinderstifte, Kegelstifte, Kerbstifte) Nietverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen (formschlüssige, sowie kraftschlüssige). Der große Komplex der Gleit- und Wälzlager, Führungen, Dichtungen und Federn wird hier sehr gut in Wort und Bild dargestellt.
Auf all diese Themen im einzelnen einzugehen würde den Rahmen dieser Besprechung bei weitem sprengen. Es ist für jeden Roboterbauer (auch ohne Drehmaschine mit Fräseinrichtung) ein lesenswertes Thema. Für die, welche eine kleine Drehmaschine und/oder Fräse ihr Eigen nennen geradezu ein Muss! Weitere Themen in diesem Kapitel sind: Funktionseinheiten zur Energieübertragung (Wellen, Achsen, Kupplungen, Riementriebe, Kettentriebe, Zahnriementriebe, sowie Elektromotoren, für den Industriebedarf und Getriebe – Linearantriebe) Die verbleibenden Abschnitte in diesem Kapitel (Montagetechnik und Fertigungseinrichtungen) orientieren sich weitestgehend an industrielle Bedürfnissen.
Zwischenfazit zu diesem Kapitel: Ein, mit 108 Seiten sehr gut und kompakt abgehandelter Themenkomplex, der insbesondere für den Roboterbau sehr viele grundlegende Informationen im Bereich Mechanik vermittelt. Auch der Leser, welcher nicht über eine komplett ausgerüstete Metall-Werkstatt verfügt findet hier Anregungen, die oft mit einfachen Mitteln zu besseren Ergebnissen führen kann.
Auch der Laie wird nach dem Studium dieses Kapitel wissen, ob er ein metrisches Normalgewinde oder Feingewinde oder sogar ein Trapezgewinde einsetzen muss. Nehme ich ein Gleitlager oder Wälzlager. Benutze ich eine einfache Flachführung, Führung mit Kugelumlaufspindel oder ein Wälzführung mit Laufrollen. Möglichkeiten zum spannen von Riemen, Aufbau von Ketten Zahnrädern und Getrieben werden ebenfalls dargestellt. Die Themen sind reich bebildert und mit zumindest einführenden Texten behandelt. Berechnungsbeispiele findet der Leser exemplarisch, aber nicht durchgängig. Dies macht auch Sinn, da ansonsten das Buch mit seinen nahezu 600 Seiten gesprengt würde. Die Berechnungen findet man in einem eigenen Mathe-Buch in Kombination mit dem Tabellenbuch. Beide werde ich zu einem späteren Zeitpunkt besprechen.
5) Automatisierungstechnik
Gerade der Roboter-Bauer ist besonders an der Automatisierungstechnik interessiert. Dieser Komplex wird in dem vorliegenden Buch auf ca. 80 Seiten behandelt. Anhand von bebilderten Beispielen wird vieles in den Grundlagen gut dargestellt. Des weiteren bietet dieses Thema einen Einblick in die Pneumatik und Hydraulik. Logische Verknüpfungen, SPS und CNC – Steuerungen werden angeschnitten. Für einen Einstieg in die Thematik ist dieses Buch, auch aufgrund seiner Begriffsdefinitionen gut geeignet. Mikrocontroller- Programmierung, oder gar beispielhafte Lösungen im Bereich der Mikrocontroller findet man in einem Fachbuch der Metallkunde natürlich nicht Das Thema der CNC-Maschinen incl. der Programmierung ist dann ausführlicher behandelt (26 Seiten). Wer also plant, sich eine kleine CNC- Fräse zuzulegen oder um(selbst)- zu bauen, findet in diesem Kapitel einiges an Informationen rund um die
CNC-Maschine.
6) Informationstechnik
Das Kapitel Informationstechnik wird in die Bereiche Technische Kommunikation und Grundlagen der Computertechnik eingeteilt. Hier findet man nur einen kleinen Abriss der ansonsten sehr umfangreichen Themen. Das Thema Technische Kommunikation ist zwar wichtig, aber dafür gibt es spezielle Bücher. Zum Thema Computertechnik stelle ich die These auf, dass die Mehrzahl der Forum-User mehr darüber wissen, als in dem Buch beschrieben ist.
7) Elektrotechnik
Das Buch endet mit dem Thema Elektrotechnik. Die Themen Spannung, Strom, Wiederstand (und deren Schaltungen), sowie Stromarten, Leistung und Arbeit, Überstrom-Schutzeinrichtungen und Fehler an elektrischen Anlagen und Schutzmaßnahmen, werden gerade für den Laien sehr gut und einführend beschrieben.
Die mitgelieferte CD ist überschrieben mit: „Bilder und Tabellen – interaktiv“. Und damit ist die CD auch schon nahezu beschrieben. Erwähnenswert wäre noch die Möglichkeit einzelne Ergänzungen in Form von bebilderten Abfragen (Schema: richtiger Begriff) vorzunehmen. Dies ermöglicht ein gewisses Training im Umgang mit den Fachtermini.
Die großen Möglichkeiten eines interaktiven Mediums zum Buch wurden hier zwar im Ansatz realisiert, aber bei weitem nicht voll genutzt. Möglich wäre z.B: ein Lexikon der Fachbegriffe, welche bei entsprechender Eingabe auf den Artikel in den Büchern (Fachkunde, Fachrechnen, Tabellenbuch) verweist, sowie eine kurze Darstellung auf dem Monitor (ggf. mit Grafik/Foto). Des weiteren könnte man eine online-Schnittstelle zu Wikipedia einrichten. Der Ansatz der CD ist sicherlich gut, aber das Potenzial der Medien (CD-Rechner-Internet) ist bei weitem nicht ausgereizt.
Fazit:
Obwohl das Buch in erster Linie auf die Arbeit in der industriellen Fertigung zugeschnitten ist, bringt es auch dem
ambitionierten Hobby-Bastler einen reichen Zugewinn. Ein wirklich lohnenswertes Buch für alle, die mit Metallen (und anderen Werkstoffen) oder Maschinen arbeiten und sich nicht scheuen, Zeit in die Durcharbeitung der für sie relevanten Themen zu investieren. Die reiche Bebilderung (ein Bild sagt mehr als tausend Worte!), sowie die prägnante Beschreibung machen ein lernen mit diesem Buch sehr effektiv. Auch den Preis halte ich für mehr als gerechtfertigt.
Klingon77 20. Feb 2007 (CET)
Fachkunde Metall Europa Verlag Auflage: 54 Europa Verlags NR: 10129 ISBN 3-8085-1154-0
Siehe auch
- Buchvorstellungen - Übersicht Buchvorstellungen zu allen Themengebieten
