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| Code: DBMAB-331 |
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84UV (84 Unterrichtseinheiten) |
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6 |
| Studienjahr: 3 |
| Pflichtfach: nein |
Arbeitssprache:
Deutsch |
Prüfungsart:
Klausur (120 min)
[letzte Änderung 04.03.2025]
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DBMAB-331 (P720-0062) Maschinenbau / Produktionstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2024
, 3. Studienjahr, Wahlpflichtfach
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Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst 84 Unterrichtseinheiten (= 63 Zeitstunden). Der Gesamtaufwand des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Stunden/ECTS Punkt). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 117 Stunden zur Verfügung.
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Empfohlene Voraussetzungen (Module):
DBMAB-160 Grundlagen der Thermodynamik
DBMAB-240 Werkstofftechnik
DBMAB-261 Fertigungstechnik I
[letzte Änderung 04.03.2025]
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Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
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Modulverantwortung:
N.N. |
Dozent/innen: N.N.
[letzte Änderung 25.02.2025]
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Lernziele:
Die Studierenden können die wichtigsten Fertigungsverfahren der Kunststofftechnologie beschreiben und wissen um die Bedeutung des Recyclings von Produkten aus Polymerwerstoffen. Die Studierenden können die Struktur homogener und heterogener Polymerwerkstoffe (amorphe und teilkristalline Thermoplaste, Duromere, Elastomere, Polymermischungen) beschreiben, sind mit der Schlagzähmodifizierung von Styrolpolymerisaten vertraut und verstehen die äußere und die innere Weichmachung von Polymerwerkstoffen. Sie sind in der Lage, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen herzustellen, womit sie die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Polymerwerkstoffen erklären können. Die Studierenden besitzen Kenntnisse über die für Polymerwerkstoffe gängigen, experimentellen Charakterisierungsmethoden wie dynamische Differenzkalorimetrie, dynamisch-mechanische Analyse, Dilatometrie sowie Zug- und Zeitstandversuch und verstehen, wie sie die Messergebnisse zur Beschreibung der Struktur und Eigenschaften des untersuchten Polymerwerkstoffes nutzen können. Auf Grund dieser Kenntnisse und erworbenen Kompetenzen sind die Studierenden in der Lage, Polymerwerkstoffe für konkrete Einsatzgebiete auszuwählen.
Die Studierenden sind in der Lage, neue und innovative Verfahren im Automobilbau zu beschreiben, deren Vor- und Nachteile darzustellen, und diese mit konventionellen Verfahren zu vergleichen. Sie können die Anforderungen, Einsatzbereiche und Randbedingungen für neue Verfahren beurteilen und die Methodik zur Entwicklung neuer Produkte und zur Auslegung von Prozessen anwenden. Die Studierenden können die verschiedenen Verfahren der additiven Fertigung beschreiben und vergleichen sowie die Vor- und Nachteile der additiven Fertigungsverfahren darstellen. Sie sind in der Lage, die Verfahrensschritte (Datenvorbereitung, 3D-Druck und Nacharbeit) durchzuführen, und können die Methodik zur Entwicklung und Gestaltung neuer Produkte unter besonderer Berücksichtigung der Anforderungen aus der additiven Fertigung anwenden
Die Studierenden kennen die Bedeutung des Werkzeugmaschinenbaus für den Industriestandort Deutschland. Sie können den grundsätzlichen Aufbau von gängigen Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Fertigungstechnologien erkennen, einordnen und beschreiben. Sie kennen systematische Vorgehensweisen zur Planung und Auslegung von Werkzeugmaschinen und können diese anwenden. Sie kennen die Funktion wichtiger Elemente von Werkzeugmaschinen (z.B. Gestelle, Führungen, Antriebe, Getriebe, Steuerungen) und können diese in das Gesamtsystem Werkzeugmaschine einordnen. Die Studierenden sind mit dem Konzept der OEE vertraut und können systemische Ansätze zur Optimierung von Werkzeugmaschinen (z.B. KVP, Wertstrom, SMED, TPM) exemplarisch anwenden.
[letzte Änderung 04.03.2025]
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Inhalt:
Kunststofftechnik
• Kunststofftechnologie: Aufbereitung, Fertigungsverfahren, Recycling
• Struktur in Polymeren
o Homogene Polymerwerkstoffe: Amorpher Zustand, kristalline Phase in teilkristallinen Thermoplasten
o Heterogene Polymerwerkstoffe: Weichmachung, Polymermischungen, Blockcopolymerisate
• Thermisches Verhalten:
o Messverfahren: Dilatometrie und Dynamische Differenzkalorimetrie (differential scanning calorimetry, DSC)
o Auswirkungen des makromolekularen Zustandes auf Glasübergang, Schmelzbereich, Wärmeleitung und thermische Ausdehnung
• Dynamisch-mechanisches Verhalten
o Dynamisch-mechanische Analyse
o T-Anängigkeit der Moduli bei konstanter Anregungsfrequenz
o Dynamisch-mechanisches Verhalten von Thermoplasten (amorph / teilkristallin), Duromeren und Elastomeren
• Mechanische Eigenschaften
o Messverfahren: Zugversuch, Zeitstandversuch
o Linear-viskoelastisches Verhalten
o Festigkeits- und Verformungskennwerte
Leichtbau und Additive Fertigung
• Motivation für neue Technologien im Automobilbau (z.B. neue Antriebskonzepte, gesetzliche Randbedingungen, etc.)
• Werkstoff-Leichtbau (Hochfeste Stähle, Hotforming, Sprayforming, Leichtmetalle)
• Konstruktiver Leichtbau (Tailor welded und tailored rolled blanks, Friction stear welding)
• Near netshape Verfahren (Metal Injection Molding, MIM, Superplastische Formgebung SPF)
• Innovative Umformverfahren (IHU, Inkrementelle Umformung, Thixoforming, Beltcasting)
• Additive Fertigung:
o Einführung in die additiven Fertigungsverfahren
o Gestaltungsregeln für Konstruktion additiv hergestellter Produkte
o Datentransfer und Datenvorbereitung für additive Fertigung
o Durchführung von 3D-Druck
Werkzeugmaschinen
• Planung und Entwurf von Werkzeugmaschinen
• Aufbau und Kennzeichen ausgewählter Typen von Werkzeugmaschinen
• Systemische Betrachtung von Werkzeugmaschinen
• Funktion und Gestaltung wichtiger Elemente von Werkzeugmaschinen
• Systematische Optimierung von Werkzeugmaschinen innerhalb eines Produktionssystems auf Basis der OEE
[letzte Änderung 04.03.2025]
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Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesungen: Vortrag, Frage- und Impulsunterricht, Bearbeitung konkreter Problemstellungen in Gruppenarbeit
[letzte Änderung 04.03.2025]
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Literatur:
• W. Bergmann: Werkstofftechnik 1 (Carl Haser Verlag)
• W. Bergmann: Werkstofftechnik 2 (Carl Haser Verlag)
• W. König: Fertigungsverfahren 3 – Abtragen, Generieren und Lasermaterialbearbeitung, Springer Vieweg
• G. W. Ehrenstein, Polymerwerkstoffe, Hanser-Verlag
• H.-G. Elias, Makromoleküle I – III, Wiley-VCH
• Karle; A: Elektromobilität: Grundlagen und Praxis; Hanser Verlag, München, 2018
• Friedrich, H. E.: Leichtbau in der Fahrzeugtechnik, 2. Auflage, Springer, Berlin, 2017
• Schmid, D. (Hrsg.) Industrielle Fertigung: Fertigungsverfahren, Mess- und Prüftechnik. Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2019
• Dietrich, J.: Praxis der Umformtechnik, Springer, Berlin, 2019
• Hirt, G.: Thixoforming: Semi-solid Metal Processing, Wiley VCH, Weilheim, 2009
• Gupta, K.: Near Net Shape Manufacturing Processes (Materials Forming, Machining and Tribology), Springer, Berlin, 2019
• Berger, U., Hartmann, A., Schmid, D.: Additive Fertigungsverfahren: Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Manufacturing, 2.
Auflage, Europa Lehrmittel, 2017
• Klahn, C., Meboldt, M., Fontana, F. F., Leutenecker-Twelsiek, B., Jansen, J.: Entwicklung und Konstruktion für die Additive
Fertigung - Grundlagen und Methoden für den Einsatz in in-dustriellen Endkundenprodukten, Vogel Communications Group, 2018
• Gebhardt, A.: 3D-Drucken: Grundlagen und Anwendungen des Additive Manufacturing (AM), Hanser Verlag, 2018
• Gibson, I., Rosen, D., Stucker, B.: Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital
Manufacturing, Springer, 2nd edition, 2015
• Junk, S.: Fusion 360 - kurz und bündig: Praktischer Einstieg in Cloud-CAD und Anwendungs-beispiel für 3D-Druck, Springer Vieweg,
2019
• M. Weck: Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme Bd. 1-5, VDI-Verlag
• R. Vahrenkamp: Produktionsmanagement, Oldenbourg Verlag
• H.-P. Wiendahl: Betriebsorganisation für Ingenieure, Hanser Verlag
• J. Bicheno, M. Holweg: The Lean Toolbox: The Essential Guide to Lean Transformation, Pic-sie Books
[letzte Änderung 04.03.2025]
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