Anisotropie ist ein Begriff der in der Fertigungslehre verwendet wird um die Richtungsabhängigkeit bestimmter Eigenschaften von Werkstoffen zu beschreiben. Im Gegensatz zur Isotropie bei der eine Eigenschaft unabhängig von der Richtung ist weisen anisotrope Werkstoffe unterschiedliche Eigenschaften entlang verschiedener Raumrichtungen auf.
Ein gängiges Beispiel für anisotrope Werkstoffe sind Faserverbund-Werkstoffe. In Faserrichtung weisen sie einen größeren E-Modul auf als quer zur Faserrichtung. Dies liegt daran – dass die Fasern entlang der Hauptspannungsrichtung ausgerichtet sind und dadurch eine höhere Steifigkeit in dieser Richtung bieten. Im Gegensatz dazu ist die Steifigkeit quer zur Faserrichtung geringer, da die Fasern hier weniger Einfluss haben.
Auch Bleche können anisotrope Eigenschaften aufweisen. Wenn ein kaltgewalztes Blech gebogen wird, wird für eine Biegung "quer zur Faser" ein anderer K-Faktor benötigt als für eine Biegung "längs zur Faser". Dies liegt daran – dass die plastische Verformung beim Walzen das Gefüge des Blechs nicht so viel in alle Raumrichtungen verändert. Das Gefüge wird deshalb anisotrop was sich in den mechanischen Eigenschaften des Blechs widerspiegelt.
Die Anisotropie von Werkstoffen hat in der Fertigungslehre verschiedene Auswirkungen. Zum einen kann dies bei der Auswahl des richtigen Werkstoffs für bestimmte Anwendungen von Bedeutung sein. Wenn zum Beispiel eine hohe Steifigkeit entlang einer bestimmten Richtung erforderlich ist, sollten anisotrope Werkstoffe in Betracht gezogen werden.
Darüber hinaus beeinflusst die Anisotropie ebenfalls die Verarbeitung von Werkstoffen. Bei der Zerspanung von Werkstoffen müssen die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften entlang der verschiedenen Raumrichtungen berücksichtigt werden. Auch bei der Umformung von Blechen spielen anisotrope Eigenschaften eine Rolle, da sich das Material je nach Einspannung unterschiedlich verhält.
In der Fertigungslehre ist es daher wichtig die Anisotropie von Werkstoffen zu verstehen und zu berücksichtigen um eine optimale Verarbeitung und Anwendung zu gewährleisten. Unterschiedliche Prüf- und Messverfahren können verwendet werden um die Richtungsabhängigkeit bestimmter Eigenschaften von Werkstoffen zu bestimmen und zu quantifizieren.
Anisotropie in der Fertigungslehre - Erklärung und Beispiele
Was bedeutet der Begriff "Anisotropie" in der Fertigungslehre und wie äußert sich dies in Bezug auf Werkstoffe?