De voordelen van de beschaving waar we vandaag de dag van genieten zijn hoofdzakelijk te danken aan de verbeterde kwaliteit van de producten die voor ons beschikbaar zijn. De verbetering van de kwaliteit van goederen kan worden bereikt met een goed ontwerp dat zowel rekening houdt met de functionele vereisten als met de productieaspecten ervan. Het ontwerpproces dat ook goed voor het productieproces zou zorgen, zou ideaal zijn. Dit zou ervoor zorgen dat een beter product beschikbaar komt tegen een economische prijs.
Bij productie gaat het om het omzetten van grondstoffen in eindproducten die voor een bepaald doel kunnen worden gebruikt. Tegenwoordig worden er steeds hogere eisen gesteld aan de productprestaties door middel van wenselijke exotische eigenschappen zoals weerstand tegen hoge temperaturen, hogere bedrijfssnelheden en extra belastingen. Deze zouden op hun beurt een verscheidenheid aan nieuwe materialen en de bijbehorende verwerking vereisen. Ook stellen de veeleisende werkomstandigheden die gewenst zijn in de moderne industriële bedrijfsvoering hoge eisen aan de maakindustrie.
Verder zijn de economische aspecten van de vervaardiging een zeer belangrijke overweging. Om een levensvatbare esthetische aantrekkingskracht te hebben. Daarom is het noodzakelijk dat de ingenieur goed nadenkt over verschillende aspecten van de productie.
Productieprocessen zijn een zeer fundamenteel onderwerp, omdat het niet alleen van belang is voor werktuigbouwkundigen, maar ook voor mensen uit vrijwel elke technische discipline. Dit is zo omdat techniek als geheel bedoeld is om verschillende materialen voor menselijke consumptie te leveren. Voor verschillende producten, zoals fabrieksmachines die nodig zijn voor de chemische, civiele, elektrische, elektronische, textiel, enz., vormt het productieproces een essentieel ingrediënt.
Een gedetailleerd inzicht in de productieprocessen is daarom essentieel voor elke ingenieur. Dit helpt hem de mogelijkheden, voordelen en ook de beperkingen van de verschillende productieprocessen te waarderen. Dit helpt op zijn beurt bij het juiste ontwerp van elk product dat voor hem nodig is. Ten eerste zou hij op basis van zijn ontwerpen de haalbaarheid van de productie kunnen beoordelen. Hij kan er ook achter komen dat er meer dan één proces beschikbaar is voor het vervaardigen van een bepaald product en zo een goede keuze kunnen maken voor het proces dat de laagste productiekosten vereist en het product van de gewenste kwaliteit oplevert. Hij kan zijn ontwerp ook enigszins aanpassen aan het specifieke productieproces dat hij kiest
Vervaardigen wordt gedefinieerd als het tot een bruikbaar product maken van een product. Productie bleef een ambacht tot de eerste industriële revolutie tegen het einde van de 18e eeuw, met lage volumes en producties uit één stuk-. Er waren zeer bekwame vakmensen voor nodig om de stukken individueel te produceren en te monteren wanneer de montage nodig was. Dit was een langzaam en duur proces, maar bij gebrek aan machines was dat het enige wat mogelijk was. De beschikbaarheid van de stoommachine en steenkool-brandovens zorgde voor de uitvinding van een aantal door stoom-kracht aangedreven machines om de productiecapaciteit aanzienlijk te vergroten. Een groot aantal uitvindingen met betrekking tot gereedschapswerktuigen vond tijdens deze periode plaats en ging door tot in de 19e eeuw. Tegen het einde van de 19e eeuw werden de productieactiviteiten met de uitvinding van elektriciteit en betere technische materialen productiever. De ontwikkelingen in de auto's aan het begin van de 20e eeuw hebben een belangrijke rol gespeeld in de groei van een verscheidenheid aan productiemethoden en -praktijken.
Er staat een groot aantal productieprocessen ter beschikking van de ingenieur. Deze processen kunnen grofweg in vier categorieën worden ingedeeld.
(a) Gietprocessen (b) Vormprocessen
(c) Fabricageprocessen (d) Meteriële verwijderingsprocessen
1. Gietprocessen
Dit zijn de enige processen waarbij vloeibaar metaal wordt gebruikt. Gieten is ook een van de oudst bekende productieprocessen. Het vereist de voorbereiding van een holte, meestal in vuurvast materiaal, zodat deze nauw aansluit bij het uiteindelijke te maken voorwerp. Gesmolten metaal wordt in deze vuurvaste vormholte gegoten en laat het stollen. Het object wordt na het stollen uit de mal verwijderd. Gietprocessen worden universeel gebruikt voor de vervaardiging van een grote verscheidenheid aan producten. Het belangrijkste proces hiervan is zandgieten, waarbij zand als vuurvast materiaal wordt gebruikt. Het proces is zowel geschikt voor de productie van een zeer kleine batch als op zeer grote schaal.
Enkele van de andere gietprocessen voor gespecialiseerde behoeften zijn:
- Permanent-gieten in mallen
- Verkoop-vormgietwerk
- Precisie-Investeringscasting
- Centrifugaal gieten
- Spuitgieten
- Paster-vormgieten
Gesmolten metaal gieten bij Casting Foundry:
2. Vormprocessen
Dit zijn solid-state productieprocessen met een minimale hoeveelheid materiaalverspilling en een snellere productie. Bij een vormproces kan het metaal worden verwarmd tot een temperatuur die iets onder de solidustemperatuur ligt en vervolgens wordt er een grote kracht op uitgeoefend zodat het materiaal vloeit en de gewenste vorm aanneemt. De gewenste vorm wordt bepaald door middel van een set gereedschappen die matrijzen worden genoemd en die tijdens de productie volledig of gedeeltelijk gesloten kunnen zijn. Deze processen worden normaal gesproken gebruikt voor productie op grote- schaal. Deze zijn over het algemeen economisch en verbeteren in veel gevallen ook de mechanische eigenschappen.
Enkele van de metaalvormprocessen zijn:
- Rollend
- Extrusie
- Smeden
- Draadtrekken
- Pers smeden
- Plaatwerkbewerkingen
- Boos smeden
3. Fabricageprocessen
Dit zijn secundaire productieprocessen waarbij de uitgangsgrondstoffen worden verwerkt door een van de eerder beschreven productieprocessen. Het gaat in wezen om het permanent of tijdelijk verbinden van stukken, zodat ze de noodzakelijke functie kunnen vervullen. Het verbinden kan worden bereikt door middel van warmte en druk en/of een verbindingsmateriaal, of beide. Veel van de stalen constructieconstructies die we zien, worden eerst gewalst en vervolgens met elkaar verbonden door een fabricageproces.
Enkele van de interessante processen in deze categorie zijn:
- Koudlassen
- Gaslassen
- Elektrisch booglassen
- Solderen
- Elektrisch weerstandslassen
- Solderen
- Thermisch lassen
4. Materiaalverwijderingsprocessen
Dit zijn ook secundaire productieprocessen waarbij het extra ongewenste materiaal in de vorm van spanen uit het blanco materiaal wordt verwijderd door een harder gereedschap om de uiteindelijke gewenste vorm te verkrijgen. Materiaalverwijdering is normaal gesproken het duurste productieproces omdat er meer energie wordt verbruikt en er ook veel afvalmateriaal wordt gegenereerd tijdens het proces. Toch wordt dit veel gebruikt omdat het een zeer goede maatnauwkeurigheid en een goede oppervlakteafwerking biedt. Het genereert ook nauwkeurige contouren. Materiaalverwijderingsprocessen worden ook wel bewerkingsprocessen genoemd.
De verschillende processen in deze categorie zijn:
- Slijpen
- Draaien
- Boren
- Vormgeven en schaven
- Zagen
- Frezen
- Aansnijden
Precisie CNC-bewerkingsworkshop:
Al deze productieprocessen zijn voortdurend ontwikkeld om betere producten te verkrijgen tegen lagere kosten. Van bijzonder belang is de ontwikkeling van computers en hun effect op de productieprocessen. De komst van computers heeft een opmerkelijk verschil gemaakt voor de meeste van de bovengenoemde productieprocessen. Ze hebben een grote bijdrage geleverd aan zowel de automatisering als het ontwerp van het proces.
