Bachelor of Engineering (B.Eng.)Maschinenbau

Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung verstehen und beschreiben
• Grundlagen und Konzepte der virtuellen Produktentwicklung verstehen
• den Prozess der Entwicklung, des Entwurfs und der Bewertung von maschinentechnischen Produkten oder Systemen mit Hilfe von computergestützten Design- und Simulationstools verstehen
• erweiterte Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen.
• Grundlagen des Model Based Definition kennen.
• Grundlagen und Konzepte einer Finiten-Elemente-Analyse verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für strukturmechanische Fragestellungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung in Beispiel-Projekten anwenden und ihre Stärken und Schwächen praktisch erfahren
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen
• erweiterte Arbeitsmethodiken eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus Fertigungsunterlagen ableiten.
• kommerzielle FEA-Software für die Analyse realer Ingenieurprobleme praktisch anwenden.
• numerische Modelle von Bauteilen entsprechend definierter Anforderungen aufbauen und simulieren.
• Bauteile für statische Lastfälle auslegen und Berechnungsergebnisse interpretieren.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Tools für die methodische Produktentwicklung“:

• Klassische, lineare Methoden
  (zum Beispiel: Lasten- und Pflichtenheft, Stage-Gate-Prozess, Funktionenorientierung, Kreativitätstechniken, TRIZ, Morphologie, Bewertungsmethoden, QFD, FMEA, Wertanalyse, Wasserfall-Projektmanagement).
• Agile, zyklische Methoden
  (zum Beispiel: User Story, SCRUM, Design Thinking, Schnelle Mockups).

Ausgewählte Methoden werden vorgestellt und in praktischen Übungsprojekten erlebbar gemacht. Es wird insbesondere der Unterschied zwischen klassischen, linearen Ansätzen und agilen, zyklischen Ansätzen mit ihren jeweiligen Stärken und Schwächen herausgearbeitet.

b) Vorlesung „Computer Aided Engineering 1“:

Themengebiet CAD:

• Erweiterte Bauteilmodellierung (Zug-Elemente mit variablem Schnitt, Zug-Verbund Elemente, spiralförmige Elemente…)
• Parametrische Flächenmodellierung
• Erweiterte Baugruppenmodellierung (Modelstruktur, Skelettmodelle, flexible Komponenten, Schrumpfverpackungen)
• Model Based Definition (kombinierte Ansichten, Grundzüge ISO GPS, 3D-Master Erstellung, Toleranzanalyse)
• Additive Fertigung (Generisches Design und Gitterstrukturen
• Parametrik (Parametermodelle, Familientabellen)

Themengebiet FEA:

• Grundlagen der Finite-Elemente-Analyse (FEA)
• Einführung in kommerzielle FE-Software
• Aufbereitung von CAD-Daten, Elementauswahl, Diskretisierung, Definition von Materialeigenschaften, Festlegung der Randbedingungen, Aufbringen von statischen Lasten, Durchführen der Berechnung, Darstellung und Auswertung der Ergebnisse
• Aufbau von Modellen mit Balken-, Schalen- und Volumenelementen
• Einfluss der Elementauswahl und Vernetzung auf die Qualität der Ergebnisse
• Anwendung der FEA auf statische Probleme in der Strukturmechanik
• Verifizierung und Validierung von Ergebnissen, Prüfung der Ergebnisse auf Plausibilität
• Darstellung der Ergebnisse in einer technischen Dokumentation

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss des ersten Studienabschnittes, Erfolgreiche Teilnahme Einführung CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) benotete Klausur (90 Minuten)

b) Studienarbeit (benotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Basismodul 2

Auswahl eines Basismoduls aus einem der drei nicht gewählten Schwerpunkte.

Übersicht der Schwerpunkte

Roboterautomation für industrielle Anwendungen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• Grundlagen der anlagennahen Fertigungsautomatisierung
• Einsatzgebiete und Aufbau von Industrierobotern
• Grundlagen der Steuerungstechnik der Industrieroboter
• Grundlagen der funktionalen Sicherheit und der Mensch-Roboter-Kollaboration
• Grundlagen von Feldbussystemen
• Moderne Trends in der Industrierobotik

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Kinematische Strukturen von seriellen Robotern mathematisch beschreiben
• Transformationen zwischen Koordinatensystemen durchführen
• Roboterprogramme erstellen
• Führungsgrößenverläufe und Bahnkurven berechnen
• Bewegungsachsen auslegen

Wissenschaftliche Innovation

• Herausforderungen und mathematische Methoden in der Bewegungssteuerung..

 Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um Aufgabenstellungen zu analysieren und Lösungsansätze zu bilden.
• Inhalte zur Robotik und Automation präsentieren und fachlich diskutieren.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit Produkt- und Anlagenentwicklung

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

• Einführung in die Produktionsautomatisierung, automatisierungstechnische Pyramide, Aufbau und Komponenten von Automatisierungslösungen
• Aufbau und Einsatz von Industrierobotern, Freiheitsgrade von Starrkörpersystemen, Kinematische Transformationen, Homogene Koordinaten, Euler- und Kardanwinkel, Jacobi-Matrix
• Programmierung von Industrierobotern, Simulationswerkzeuge, Mensch-Roboter-Kollaboration, Grundlagen der funktionalen Sicherheit, Trends in der Industrierobotik
• Grundlagen serieller Datenübertragung, Feldbussysteme
• Aufbau von numerischen Steuerungen, Führungsgrößenerzeugung, Interpolation
• Nutzung von MATLAB/Simulink zur Auslegung von Steuerungsalgorithmen
• Herausforderungen bei der Modellbildung sowie Steuerung und Regelung von Bewegungsachsen

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Steuerungstechnik, Regelungstechnik, Technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (90 min.) (benotet)

b) Bericht und Testat (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung verstehen und beschreiben
• Grundlagen und Konzepte der virtuellen Produktentwicklung verstehen
• den Prozess der Entwicklung, des Entwurfs und der Bewertung von maschinentechnischen Produkten oder Systemen mit Hilfe von computergestützten Design- und Simulationstools verstehen
• erweiterte Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen.
• Grundlagen des Model Based Definition kennen.
• Grundlagen und Konzepte einer Finiten-Elemente-Analyse verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für strukturmechanische Fragestellungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung in Beispiel-Projekten anwenden und ihre Stärken und Schwächen praktisch erfahren
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen
• erweiterte Arbeitsmethodiken eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus Fertigungsunterlagen ableiten.
• kommerzielle FEA-Software für die Analyse realer Ingenieurprobleme praktisch anwenden.
• numerische Modelle von Bauteilen entsprechend definierter Anforderungen aufbauen und simulieren.
• Bauteile für statische Lastfälle auslegen und Berechnungsergebnisse interpretieren.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Tools für die methodische Produktentwicklung“:

• Klassische, lineare Methoden
  (zum Beispiel: Lasten- und Pflichtenheft, Stage-Gate-Prozess, Funktionenorientierung, Kreativitätstechniken, TRIZ, Morphologie, Bewertungsmethoden, QFD, FMEA, Wertanalyse, Wasserfall-Projektmanagement).
• Agile, zyklische Methoden
  (zum Beispiel: User Story, SCRUM, Design Thinking, Schnelle Mockups).

Ausgewählte Methoden werden vorgestellt und in praktischen Übungsprojekten erlebbar gemacht. Es wird insbesondere der Unterschied zwischen klassischen, linearen Ansätzen und agilen, zyklischen Ansätzen mit ihren jeweiligen Stärken und Schwächen herausgearbeitet.

b) Vorlesung „Computer Aided Engineering 1“:

Themengebiet CAD:

• Erweiterte Bauteilmodellierung (Zug-Elemente mit variablem Schnitt, Zug-Verbund Elemente, spiralförmige Elemente…)
• Parametrische Flächenmodellierung
• Erweiterte Baugruppenmodellierung (Modelstruktur, Skelettmodelle, flexible Komponenten, Schrumpfverpackungen)
• Model Based Definition (kombinierte Ansichten, Grundzüge ISO GPS, 3D-Master Erstellung, Toleranzanalyse)
• Additive Fertigung (Generisches Design und Gitterstrukturen
• Parametrik (Parametermodelle, Familientabellen)

Themengebiet FEA:

• Grundlagen der Finite-Elemente-Analyse (FEA)
• Einführung in kommerzielle FE-Software
• Aufbereitung von CAD-Daten, Elementauswahl, Diskretisierung, Definition von Materialeigenschaften, Festlegung der Randbedingungen, Aufbringen von statischen Lasten, Durchführen der Berechnung, Darstellung und Auswertung der Ergebnisse
• Aufbau von Modellen mit Balken-, Schalen- und Volumenelementen
• Einfluss der Elementauswahl und Vernetzung auf die Qualität der Ergebnisse
• Anwendung der FEA auf statische Probleme in der Strukturmechanik
• Verifizierung und Validierung von Ergebnissen, Prüfung der Ergebnisse auf Plausibilität
• Darstellung der Ergebnisse in einer technischen Dokumentation

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss des ersten Studienabschnittes, Erfolgreiche Teilnahme Einführung CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) benotete Klausur (90 Minuten)

b) Studienarbeit (benotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Standardmethoden in der Produktion und Produktionsplanung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• Grundsätzlich die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozesse vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung und – steuerung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Produktionsanlagen detailliert auslegen und abtakten

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der Produktionsplanung zu gewinnen.
• neue Modelle erstellen.
• Produktionssysteme optimieren.
• Hypothesentests aufstellen.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Standardmethoden für Produktionsprozesse

Eingliederung der Arbeitsvorbereitung in die Unternehmensorganisation, Einführung in die Arbeitsorganisation, Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung, Kapazitäts- und Terminplanung, Fertigungsteuerung, Bestimmung vorherbestimmter manueller Vorgabezeiten, Systematische Planung von Produktionssystemen

b) Standardmethoden in der Planung der Produktion

Personalplanung, Betriebsmittelplanung, Betriebsmittelinstandhaltung, Zeitwesen, Arbeitsbewertung und Entlohnungssysteme, Gestaltung von Arbeitsabläufen, Grundlagen zu Lean Management und modernen Produktionssystemen

c) Labor Digitale Planung und Steuerung der Produktion

Einführung in die Kapazitäts- und Terminplanung, PPS-System, rechner-gestützte Produktionsplanung und –controlling

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Fertigungstechnik, Grundlagen der Produktentwicklung, Konstruktionslehre 1 und 2, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet]

Bericht/Ausarbeitung einer eigenen Planung [unbenotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Grundlagen Sustainable Engineering

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• das Konzept der Exergie verstehen und erklären.
• Grundlagen zur thermodynamischen Berechnung von Systemen mit chemischen Reaktionen verstehen und erklären.
• Grundlagen der Bilanzierung und Simulation strömungstechnischer Vorgänge verstehen und erklären.
• die Grundlagen von Ähnlichkeitsgesetzen für thermodynamische und fluidmechanische Systeme erklären und verstehen.
• das Konzept von dimensionslosen Kennzahlen im thermofluiddynamischen Zusammenhang verstehen.
• das Konzept einer Ökobilanz verstehen und erklären.
• das Konzept eines Product Carbon Footprints (PCA) und eines Corporate Carbon Footprints (CCA) verstehen und erklären.
• die Bedeutung und die Quantifizierung von Umwelteinflüssen verstehen und erklären.
• Grundlegende Werkstoffkennwerte kennen.
• Methode der Werkstoffauswahl erklären können.
• Materilalindices für den Leichtbau benennen können.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• die Exergie von thermodynamischen Systemen und Prozessen berechnen.
• die Energiebilanz von chemischen Prozessen und Reaktionen berechnen.
• Ähnlichkeitsgesetze auf thermodynamische und fluidmechanische Systeme und Prozesse anwenden.
• dimensionslose Kennzahlen für thermofluiddynamische Systeme und Prozesse berechnen.
• Anwendung der Erhaltungsätze in der Strömungslehre.
• die Umwelteinflüsse von technischen Systemen analysieren.
• technische Systeme anhand ihrer Umwelteinflüsse, ihres PCA bzw. CCA oder ihrer Ökobilanz bewerten.
• Konzepte zur Optimierung der Umwelteinflüsse von technischen Systemen entwickeln.
• Zielkonflikt bei der Werkstoffauswahl analysieren und bewerten
• Einfluss verschiedener Querschnittsformen bewerten
• Werkstoffauswahlschaubilder anwenden.
• Elastische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und Schäumen vorhersagen.
• Software Ansys Granta EduPack anwenden.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Fluidmechanik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA, CCA verstehen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA und CCA fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Werkstoffauswahl im Rahmen des Produktentstehungsprozesses integrieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifiziere

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Lösungen im Hinblick auf thermodynamische und fluidmechanische Kennzahlen bewerten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• Ableiten von neuen Werkstoffindices.
• Randbedingungen in den Werkstoffauswahlprozess integrieren.

Inhalte

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Energie- und Strömungsprozesse

Allgemeine Grundlagen der weiterführenden Behandlung energetischer und strömungstechnischer Prozesse, wie Exergie-Grundlagen, chem. Thermodynamik, Mehrdimensionale Strömungen, Ähnlichkeitstheorie

b) Grundlagen LCA

Allgemeine Grundlagen von LCA/Ökobilanzen, die sowohl im Rahmen energetischer und strömungstechnischer Prozesse als auch im Rahmen der Werkstoffauswahl benötigt werden. Übersicht über Umwelteinflüsse und Nachhaltigkeitsmetriken. Aufbau und Elemente von Ökobilanz (LCA), Product Carbon Footprint (PCF), Corporate Carbon Footprint (CCF). Interpretation der Ergebnisse von Ökobilanzen.

c) Systematische Werkstoffauswahl

Ausgewählte Methoden / Herangehensweisen der Werkstoffauswahl mit Beispielen auf Basis von Materialindices und Werkstoffeigenschaftsschaubilder. Berücksichtigung von verschiedenen Faktoren bei der Werkstoffauswahl und lösen von Zielkonflikten.

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Werkstoffe 1, Werkstoffe 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (90 Minuten), benotet

c) Klausur (60 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Projekt 1

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erlernen im Modul „Projekt 1“ die Bearbeitung einer konkreten, praxisnahen und zeitlich klar begrenzten Aufgabenstellung aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus unter Verwendung der Methoden des Projektmanagements. Die Projektdurchführung erfolgt in einer Gruppe, bestehend aus jeweils 3 oder 4 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den. Abweichungen von der vorgesehenen Gruppengröße bedürfen der Zustimmung durch die Studiengangkoordination des Studiengangs. Zu Semesterbeginn erfolgt im Rahmen der geblockten Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“ die Vorstellung von Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeugen und von Techniken zur Präsentation von Arbeitsergebnissen. Damit werden im Rahmen der dann erfolgenden Projektdurchführung die studentische Teamfähigkeit, die Projektmanagement-Kompetenzen und die Fähigkeit zur Selbstorganisation aufgebaut. Außerdem beginnen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den mit dem Aufbau, ihre Kompetenzen, Arbeitsergebnisse in einer für Fachleute verständlichen, klar gegliederten, schriftlichen, ingenieurwissenschaftlichen Abhandlung schriftlich darzustellen und geeignet zu präsentieren.

Die benötigten Informationen, Daten und Unterlagen für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabenstellung werden von den Projektgruppen in Rahmen der Projektbearbeitung selbst beschafft. Wöchentlich erfolgt projektgruppenweise durch die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den im Rahmen einer Besprechung mit der Projektbetreuung die Präsentation der erreichten Teilergebnisse. Die jeweilige Projektbetreuung coacht im Rahmen dieser Besprechungen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den der Projektgruppe Projektmanagement- und Aufgabenstellung-bezogen.

Sofern aufgrund der Gruppenanzahl räumlich und zeitlich technisch möglich, erfolgen im Projektverlauf jeweils drei (in Ausnahmesemestern zwei) Präsentationen der einzelnen Projekte mit zunehmender Länge mittels geeigneter Präsentationstechniken entweder vor allen Projektgruppen des Fachsemesters ansonsten vor einer aus technischen Gründen begrenzten Anzahl von Projektgruppen. In der Regel wirkt jedes Projektgruppenmitglied persönlich bei diesen Präsentationen des eigenen Projekts mit. Bei diesen Präsentationen besteht Anwesenheitspflicht.

Die Projektergebnisse werden bei Projektende schriftlich in einem Bericht dokumentiert.

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Wissen und Verstehen

• … die grundlegende Vorgehensweise bei der Bearbeitung konkreter praxisnaher Aufgabenstellungen aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus im Team darlegen und die maschinenbaulichen / ingenieurwissenschaftlichen Zusammenhänge verstehen.
• … die Bedeutung des Projektmanagements und der Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge verstehen und erklären.
• … Präsentationstechniken verstehen und erklären.
• … maschinenbauliche Grundlagen aus einem Teilgebiet verstehen und beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• … Technische Berichte schreiben, Präsentationen vorbereiten und durchführen.
• … Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge zielorientiert anwenden.
• … im Team arbeiten.
• … sich ausgehend von Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … in Teilgebieten technische Zusammenhänge erkennen und einordnen, Aufgabenstellungen analysieren, Schlussfolgerungen ziehen und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber einem Sachverhalt einnehmen, Sachverhalte gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• … Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse im Maschinenbau zu gewinnen.
• … sofern jeweils im Projekt erforderlich, neue maschinenbauliche Modelle erstellen bzw. eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen, Hypothesentests aufstellen und maschinenbauliche Systeme optimieren.

Kommunikation und Kooperation

• … aktiv innerhalb eines Teams / einer Organisation zusammenarbeiten/kooperieren und durch Kommunizieren Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für die gestellte Projektaufgabe zu finden.
• … den erarbeiteten Lösungsweg der Aufgabe theoretisch und methodisch begründen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• … auf Basis der projektspezifisch angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … die eigenen Fähigkeiten im Teamvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“: Definition, Abgrenzung und charakteristische Rollen von Projekten und Projektmanagement (PM); PM-Prozessmodelle (Ablauf von Projekten); Initialisierung, Planung, Steuerung und Abschluss von Projekten; Erstellen von Projektskizzen und Projektplänen; PM-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge; Präsentationstechniken, Verfassung von technischen Berichten.

b) Selbständige Bearbeitung einer vorgegebenen individuellen Projektaufgabenstellung in Projektgruppen unter Anleitung durch die Projektbetreuung.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend:    Module der Semester 1 und 2

empfohlen:       Module des Semesters 3

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Testat

b) Technischer Bericht (benotet) und Präsentationen (nicht benotet)

Simulation und Regelung von Systemen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Regelungstechnik vorweisen.
• dynamisches Verhalten von linearen System mit Hilfe verschiedener Methoden (DGL, Frequenzgang, Übertragungsfunktion) beschreiben und ihre Stabilität beurteilen.
• Dynamische Systeme in Simulationstools aufbauen und analysieren.
• Aufbau und Struktur von Regelkreisen erkennen und sich ergebende Übertragungsfunktionen bestimmen-.
• Einfluss von Störgrößen auf den Regelkreis begreifen und mit den Grundlagen der Regelungstechnik mathematisch beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Ein- und mehrschleifige Regelkreise nach unterschiedlichen Methoden auslegen, die Vor- und Nachteile der verschiedenen Regler gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• Modelle von Regelsysteme erstellen und mit Hilfe von Übertragungsgliedern im s-Bereich beschreiben, sowie das Verhalten mit geeigneten Programmen simulieren.
• mit Hilfe der Laplace Transformation gewöhnliche Differentialgleichungen lösen.
• Frequenzgänge berechnen und grafisch darstellen sowie auf Grundlage eines Blockschaltbildes beliebige Übertragungsfunktionen berechnen.
• die Systemantwort (Zeit- u. Frequenzbereich) einem Übertragungsglied zuordnen.

Wissenschaftliche Innovation

• Steuerungs- und regelungstechnische Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Regelsysteme optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Regelkonzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• Regelungstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung Regelungstechnik 1:

Steuern und Regeln, Signalflussbild, Übertragungselemente, Lösung von DGL’s, LAPLACE-Transformation, Übertragungs- und Frequenzgangfunktion, Testfunktionen, Pol-Nullstellenplan, Stabilität von Regelkreisen, NYQUIST-Kriterium, BODE-Verfahren, Kaskadenregelung.

b) Übungen Computer Aided Control Engineering 1 (CACE 1):

Simulation mit MATLAB/Simulink, Rapid Control Prototyping.

c) Labor Regelungstechnik 1:

Identifikation von Streckenparametern. Auslegung, Berechnung und Aufbau eines Regelkreises mit verschiedenen Reglern. Modellierung einer Gleichstrommaschine. Auslegung, Aufbau und Berechnung eines Drehzahlreglers und eines Positionsreglers für den Gleichstrommotor. Kaskadenregelung eines Antriebs.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Mathematik 1 - 3, Steuerungstechnik, Elektronik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur- 90 Min., benotet
b) Testat, unbenotet
c) Bericht, unbenotet

Konstruktion 3

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktion von einzelnen Bauteilen und ganzen Baugruppen verstehen.
• die Vorgehensweise der Auslegung von Maschinenelementen nachvollziehen und die Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung verstehen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Problemstellungen zu ausgewählten Maschinenelementen lösen.
• Methoden zur Berechnung und Auslegung von komplexen Maschinenelementen der Antriebstechnik anwenden.
• Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung auf neue Einsatzfälle anwenden.
• durch Anwendung der Grundkenntnisse, sich in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Berechnungsmodelle erstellen und anwenden, auch bei neuen Themengebieten.
• Konzepte zur Optimierung vorhandener Lösungen entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• zusammenarbeiten in der Gruppe (Teamarbeit), kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Konstruktion und Berechnung benutzen, um daraus Schlussfolgerungen zu ziehen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg der Konstruktion theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten in der Gruppe einbringen, reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Maschinenelemente 2:
  · Übersicht Zahnradgetriebe (Stirn-, Kegel-, Schraubenräder)
  · Stirnradgetriebe (Übersetzung, Allg. Verzahnungsgesetz, Schrägverzahnung, Profilverschiebung, Zahnkräfte, Tragfähigkeit)
  · Achsen und Wellen (Grobauslegung, Nachrechnung mit Methode „Bach“, dynamisches Verhalten)
  · Schraubenverbindungen (Anzieh- und Lösemoment, Verspannungsdiagramm, Spannungen)
  · Übersicht Zugmittelgetriebe (Flach-, Keil-, Zahnriemen, Ketten)
  · Reibschlüssiger Riementrieb
  · Übersicht Kupplungen (Bauarten)
 

b) Konstruktiver Entwurf 3:
  · Wird als Teamarbeit in Kleingruppen durchgeführt
  · Eine Baugruppe entwerfen mit den Elementen aus Maschinenelemente 1 und 2 - für eine vorgegebene Funktion (Getriebe)
  · Gesamtentwurf der Baugruppe mit CAD erstellen (Volumenmodell und abgeleitete Baugruppenzeichnung)
  · Einzelteilzeichnungen als normgerechte Fertigungszeichnungen mit CAD erstellen
  · Berechnung der verwendeten Maschinenelemente

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: MBB Konstruktion 1, MBB Konstruktion 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur - 90 Minuten (benotet)

b) Hausarbeit: Entwurf (benotet)

Mess- und Antriebstechnik

Lernergebnisse (learning outcomes) und  Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Mess- und Antriebstechnik vorweisen.
• Antriebssysteme konzipieren, aufbauen und in Betrieb nehmen
• Messaufgaben in der Automatisierungs- und Prozessmesstechnik lösen und durchführen
• die Bedeutung des Fachgebiets für den Maschinenbau erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Anwendung gelernter Kenntnisse aus Elektronik, Elektrotechnik, technischer Mechanik, Physik, Mathematik
• Zusammenhänge in der Mess- und Antriebstechnik erkennen und einordnen.
• die Grundlagen der Mess- und Antriebstechnik sowie deren Signalverarbeitung verstehen
• Mess- und Antriebsprobleme analysieren und Lösungen dafür ableiten bzw. erarbeiten.
• Mess- und Antriebssysteme auslegen.
• Laborberichte erstellen, Messkurven bewerten und analysieren

Wissenschaftliche Innovation

• mathematische Methoden zur Signalanalyse anwenden.
• Mess- und Antriebssystemmodelle erstellen.
• Mess- und Antriebssysteme optimieren
• Mess- und Antriebsaufgaben lösen bzw. bekannte Lösungen verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Arbeitsgruppe kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Laborübungen auswerten und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Lösung neuartiger Aufgaben heranziehen
• Inhalte zu Mess- und Antriebstechnik präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der gelernten Erkenntnisse Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• einen erarbeiteten Lösungsweg zu Mess-, Antriebsproblemen theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

Vorlesung Grundlagen Messtechnik:

Grundlegende Begriffe und Methoden der Messtechnik und Sensorik, systematische und zufällige Messabweichungen, Beschreibung von Messeinrichtungen (Kennlinien), Messmittelfähigkeitsanalyse, Ausgleichsrechnung, Fehlerfortpflanzung, Aufbau von Messketten.

Messen elektrischer Größen sowie ausgewählter physikalischen Größen wie z. B. Temperatur, Druck, Kraft, Volumenstrom

Messbrücken

Signalerfassung und -filterung, Signalformen, Frequenzanalyse, Fourier-Reihe, diskrete Fourier-Transformation (FFT).

Vorlesung Antriebssysteme:

Bewegungsgleichungen mit Einfluss von Trägheitsmomenten, Getriebewirkungsgrad und Getriebeübersetzung, Lastkennlinien von Arbeitsmaschinen mit Übungen.

Dynamik-, Genauigkeit-, Leistungsbetrachtungen, typische Antriebssysteme wie Spindel/Mutter, Zahnstange/Ritzel, elektrische Motorprinzipien (Gleichstrom-, Synchron-, Asynchronmotoren, Linearmotoren, Schrittmotoren), Peripheriekomponenten (Bremsen, Drehgeber, Resolver), Leistungselektronik zum Betrieb verschiedener el. Motoren.

Labor:
Inbetriebnahme und Kennlinienmessung von Drehstrom-, BLDC-Motoren, Messmittelfähigkeitsuntersuchung,

Inkrementelle Wegmesssysteme, Linearsynchronmotor, Programmierung einer Sensorkennlinie

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend

empfohlen: Elektronik, Elektrotechnik, Mathematik, technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Klausur 90 Min. benotet
Labor: Testat,  unbenotet

Standardmethoden in der Produktion und Produktionsplanung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundsätzlich die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozesse vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung und – steuerung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Produktionsanlagen detailliert auslegen und abtakten

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der Produktionsplanung zu gewinnen.
• neue Modelle erstellen.
• Produktionssysteme optimieren.
• Hypothesentests aufstellen.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Standardmethoden für Produktionsprozesse

Eingliederung der Arbeitsvorbereitung in die Unternehmensorganisation, Einführung in die Arbeitsorganisation, Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung, Kapazitäts- und Terminplanung, Fertigungsteuerung, Bestimmung vorherbestimmter manueller Vorgabezeiten, Systematische Planung von Produktionssystemen

b) Standardmethoden in der Planung der Produktion

Personalplanung, Betriebsmittelplanung, Betriebsmittelinstandhaltung, Zeitwesen, Arbeitsbewertung und Entlohnungssysteme, Gestaltung von Arbeitsabläufen, Grundlagen zu Lean Management und modernen Produktionssystemen

c) Labor Digitale Planung und Steuerung der Produktion

Einführung in die Kapazitäts- und Terminplanung, PPS-System, rechner-gestützte Produktionsplanung und –controlling

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Fertigungstechnik, Grundlagen der Produktentwicklung, Konstruktionslehre 1 und 2, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet]

Bericht/Ausarbeitung einer eigenen Planung [unbenotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Basismodul 2

Auswahl eines Basismoduls aus einem der drei nicht gewählten Schwerpunkte.

Übersicht der Schwerpunkte

Roboterautomation für industrielle Anwendungen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagen der anlagennahen Fertigungsautomatisierung
• Einsatzgebiete und Aufbau von Industrierobotern
• Grundlagen der Steuerungstechnik der Industrieroboter
• Grundlagen der funktionalen Sicherheit und der Mensch-Roboter-Kollaboration
• Grundlagen von Feldbussystemen
• Moderne Trends in der Industrierobotik

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Kinematische Strukturen von seriellen Robotern mathematisch beschreiben
• Transformationen zwischen Koordinatensystemen durchführen
• Roboterprogramme erstellen
• Führungsgrößenverläufe und Bahnkurven berechnen
• Bewegungsachsen auslegen

Wissenschaftliche Innovation

• Herausforderungen und mathematische Methoden in der Bewegungssteuerung..

 Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um Aufgabenstellungen zu analysieren und Lösungsansätze zu bilden.
• Inhalte zur Robotik und Automation präsentieren und fachlich diskutieren.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit Produkt- und Anlagenentwicklung

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

• Einführung in die Produktionsautomatisierung, automatisierungstechnische Pyramide, Aufbau und Komponenten von Automatisierungslösungen
• Aufbau und Einsatz von Industrierobotern, Freiheitsgrade von Starrkörpersystemen, Kinematische Transformationen, Homogene Koordinaten, Euler- und Kardanwinkel, Jacobi-Matrix
• Programmierung von Industrierobotern, Simulationswerkzeuge, Mensch-Roboter-Kollaboration, Grundlagen der funktionalen Sicherheit, Trends in der Industrierobotik
• Grundlagen serieller Datenübertragung, Feldbussysteme
• Aufbau von numerischen Steuerungen, Führungsgrößenerzeugung, Interpolation
• Nutzung von MATLAB/Simulink zur Auslegung von Steuerungsalgorithmen
• Herausforderungen bei der Modellbildung sowie Steuerung und Regelung von Bewegungsachsen

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Steuerungstechnik, Regelungstechnik, Technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (90 min.) (benotet)

b) Bericht und Testat (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung verstehen und beschreiben
• Grundlagen und Konzepte der virtuellen Produktentwicklung verstehen
• den Prozess der Entwicklung, des Entwurfs und der Bewertung von maschinentechnischen Produkten oder Systemen mit Hilfe von computergestützten Design- und Simulationstools verstehen
• erweiterte Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen.
• Grundlagen des Model Based Definition kennen.
• Grundlagen und Konzepte einer Finiten-Elemente-Analyse verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für strukturmechanische Fragestellungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung in Beispiel-Projekten anwenden und ihre Stärken und Schwächen praktisch erfahren
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen
• erweiterte Arbeitsmethodiken eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus Fertigungsunterlagen ableiten.
• kommerzielle FEA-Software für die Analyse realer Ingenieurprobleme praktisch anwenden.
• numerische Modelle von Bauteilen entsprechend definierter Anforderungen aufbauen und simulieren.
• Bauteile für statische Lastfälle auslegen und Berechnungsergebnisse interpretieren.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Tools für die methodische Produktentwicklung“:

• Klassische, lineare Methoden
  (zum Beispiel: Lasten- und Pflichtenheft, Stage-Gate-Prozess, Funktionenorientierung, Kreativitätstechniken, TRIZ, Morphologie, Bewertungsmethoden, QFD, FMEA, Wertanalyse, Wasserfall-Projektmanagement).
• Agile, zyklische Methoden
  (zum Beispiel: User Story, SCRUM, Design Thinking, Schnelle Mockups).

Ausgewählte Methoden werden vorgestellt und in praktischen Übungsprojekten erlebbar gemacht. Es wird insbesondere der Unterschied zwischen klassischen, linearen Ansätzen und agilen, zyklischen Ansätzen mit ihren jeweiligen Stärken und Schwächen herausgearbeitet.

b) Vorlesung „Computer Aided Engineering 1“:

Themengebiet CAD:

• Erweiterte Bauteilmodellierung (Zug-Elemente mit variablem Schnitt, Zug-Verbund Elemente, spiralförmige Elemente…)
• Parametrische Flächenmodellierung
• Erweiterte Baugruppenmodellierung (Modelstruktur, Skelettmodelle, flexible Komponenten, Schrumpfverpackungen)
• Model Based Definition (kombinierte Ansichten, Grundzüge ISO GPS, 3D-Master Erstellung, Toleranzanalyse)
• Additive Fertigung (Generisches Design und Gitterstrukturen
• Parametrik (Parametermodelle, Familientabellen)

Themengebiet FEA:

• Grundlagen der Finite-Elemente-Analyse (FEA)
• Einführung in kommerzielle FE-Software
• Aufbereitung von CAD-Daten, Elementauswahl, Diskretisierung, Definition von Materialeigenschaften, Festlegung der Randbedingungen, Aufbringen von statischen Lasten, Durchführen der Berechnung, Darstellung und Auswertung der Ergebnisse
• Aufbau von Modellen mit Balken-, Schalen- und Volumenelementen
• Einfluss der Elementauswahl und Vernetzung auf die Qualität der Ergebnisse
• Anwendung der FEA auf statische Probleme in der Strukturmechanik
• Verifizierung und Validierung von Ergebnissen, Prüfung der Ergebnisse auf Plausibilität
• Darstellung der Ergebnisse in einer technischen Dokumentation

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss des ersten Studienabschnittes, Erfolgreiche Teilnahme Einführung CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) benotete Klausur (90 Minuten)

b) Studienarbeit (benotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Standardmethoden in der Produktion und Produktionsplanung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• Grundsätzlich die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozesse vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung und – steuerung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Produktionsanlagen detailliert auslegen und abtakten

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der Produktionsplanung zu gewinnen.
• neue Modelle erstellen.
• Produktionssysteme optimieren.
• Hypothesentests aufstellen.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Standardmethoden für Produktionsprozesse

Eingliederung der Arbeitsvorbereitung in die Unternehmensorganisation, Einführung in die Arbeitsorganisation, Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung, Kapazitäts- und Terminplanung, Fertigungsteuerung, Bestimmung vorherbestimmter manueller Vorgabezeiten, Systematische Planung von Produktionssystemen

b) Standardmethoden in der Planung der Produktion

Personalplanung, Betriebsmittelplanung, Betriebsmittelinstandhaltung, Zeitwesen, Arbeitsbewertung und Entlohnungssysteme, Gestaltung von Arbeitsabläufen, Grundlagen zu Lean Management und modernen Produktionssystemen

c) Labor Digitale Planung und Steuerung der Produktion

Einführung in die Kapazitäts- und Terminplanung, PPS-System, rechner-gestützte Produktionsplanung und –controlling

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Fertigungstechnik, Grundlagen der Produktentwicklung, Konstruktionslehre 1 und 2, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet]

Bericht/Ausarbeitung einer eigenen Planung [unbenotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Grundlagen Sustainable Engineering

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• das Konzept der Exergie verstehen und erklären.
• Grundlagen zur thermodynamischen Berechnung von Systemen mit chemischen Reaktionen verstehen und erklären.
• Grundlagen der Bilanzierung und Simulation strömungstechnischer Vorgänge verstehen und erklären.
• die Grundlagen von Ähnlichkeitsgesetzen für thermodynamische und fluidmechanische Systeme erklären und verstehen.
• das Konzept von dimensionslosen Kennzahlen im thermofluiddynamischen Zusammenhang verstehen.
• das Konzept einer Ökobilanz verstehen und erklären.
• das Konzept eines Product Carbon Footprints (PCA) und eines Corporate Carbon Footprints (CCA) verstehen und erklären.
• die Bedeutung und die Quantifizierung von Umwelteinflüssen verstehen und erklären.
• Grundlegende Werkstoffkennwerte kennen.
• Methode der Werkstoffauswahl erklären können.
• Materilalindices für den Leichtbau benennen können.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• die Exergie von thermodynamischen Systemen und Prozessen berechnen.
• die Energiebilanz von chemischen Prozessen und Reaktionen berechnen.
• Ähnlichkeitsgesetze auf thermodynamische und fluidmechanische Systeme und Prozesse anwenden.
• dimensionslose Kennzahlen für thermofluiddynamische Systeme und Prozesse berechnen.
• Anwendung der Erhaltungsätze in der Strömungslehre.
• die Umwelteinflüsse von technischen Systemen analysieren.
• technische Systeme anhand ihrer Umwelteinflüsse, ihres PCA bzw. CCA oder ihrer Ökobilanz bewerten.
• Konzepte zur Optimierung der Umwelteinflüsse von technischen Systemen entwickeln.
• Zielkonflikt bei der Werkstoffauswahl analysieren und bewerten
• Einfluss verschiedener Querschnittsformen bewerten
• Werkstoffauswahlschaubilder anwenden.
• Elastische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und Schäumen vorhersagen.
• Software Ansys Granta EduPack anwenden.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Fluidmechanik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA, CCA verstehen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA und CCA fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Werkstoffauswahl im Rahmen des Produktentstehungsprozesses integrieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifiziere

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Lösungen im Hinblick auf thermodynamische und fluidmechanische Kennzahlen bewerten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• Ableiten von neuen Werkstoffindices.
• Randbedingungen in den Werkstoffauswahlprozess integrieren.

Inhalte

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Energie- und Strömungsprozesse

Allgemeine Grundlagen der weiterführenden Behandlung energetischer und strömungstechnischer Prozesse, wie Exergie-Grundlagen, chem. Thermodynamik, Mehrdimensionale Strömungen, Ähnlichkeitstheorie

b) Grundlagen LCA

Allgemeine Grundlagen von LCA/Ökobilanzen, die sowohl im Rahmen energetischer und strömungstechnischer Prozesse als auch im Rahmen der Werkstoffauswahl benötigt werden. Übersicht über Umwelteinflüsse und Nachhaltigkeitsmetriken. Aufbau und Elemente von Ökobilanz (LCA), Product Carbon Footprint (PCF), Corporate Carbon Footprint (CCF). Interpretation der Ergebnisse von Ökobilanzen.

c) Systematische Werkstoffauswahl

Ausgewählte Methoden / Herangehensweisen der Werkstoffauswahl mit Beispielen auf Basis von Materialindices und Werkstoffeigenschaftsschaubilder. Berücksichtigung von verschiedenen Faktoren bei der Werkstoffauswahl und lösen von Zielkonflikten.

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Werkstoffe 1, Werkstoffe 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (90 Minuten), benotet

c) Klausur (60 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Projekt 1

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erlernen im Modul „Projekt 1“ die Bearbeitung einer konkreten, praxisnahen und zeitlich klar begrenzten Aufgabenstellung aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus unter Verwendung der Methoden des Projektmanagements. Die Projektdurchführung erfolgt in einer Gruppe, bestehend aus jeweils 3 oder 4 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den. Abweichungen von der vorgesehenen Gruppengröße bedürfen der Zustimmung durch die Studiengangkoordination des Studiengangs. Zu Semesterbeginn erfolgt im Rahmen der geblockten Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“ die Vorstellung von Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeugen und von Techniken zur Präsentation von Arbeitsergebnissen. Damit werden im Rahmen der dann erfolgenden Projektdurchführung die studentische Teamfähigkeit, die Projektmanagement-Kompetenzen und die Fähigkeit zur Selbstorganisation aufgebaut. Außerdem beginnen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den mit dem Aufbau, ihre Kompetenzen, Arbeitsergebnisse in einer für Fachleute verständlichen, klar gegliederten, schriftlichen, ingenieurwissenschaftlichen Abhandlung schriftlich darzustellen und geeignet zu präsentieren.

Die benötigten Informationen, Daten und Unterlagen für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabenstellung werden von den Projektgruppen in Rahmen der Projektbearbeitung selbst beschafft. Wöchentlich erfolgt projektgruppenweise durch die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den im Rahmen einer Besprechung mit der Projektbetreuung die Präsentation der erreichten Teilergebnisse. Die jeweilige Projektbetreuung coacht im Rahmen dieser Besprechungen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den der Projektgruppe Projektmanagement- und Aufgabenstellung-bezogen.

Sofern aufgrund der Gruppenanzahl räumlich und zeitlich technisch möglich, erfolgen im Projektverlauf jeweils drei (in Ausnahmesemestern zwei) Präsentationen der einzelnen Projekte mit zunehmender Länge mittels geeigneter Präsentationstechniken entweder vor allen Projektgruppen des Fachsemesters ansonsten vor einer aus technischen Gründen begrenzten Anzahl von Projektgruppen. In der Regel wirkt jedes Projektgruppenmitglied persönlich bei diesen Präsentationen des eigenen Projekts mit. Bei diesen Präsentationen besteht Anwesenheitspflicht.

Die Projektergebnisse werden bei Projektende schriftlich in einem Bericht dokumentiert.

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• … die grundlegende Vorgehensweise bei der Bearbeitung konkreter praxisnaher Aufgabenstellungen aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus im Team darlegen und die maschinenbaulichen / ingenieurwissenschaftlichen Zusammenhänge verstehen.
• … die Bedeutung des Projektmanagements und der Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge verstehen und erklären.
• … Präsentationstechniken verstehen und erklären.
• … maschinenbauliche Grundlagen aus einem Teilgebiet verstehen und beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• … Technische Berichte schreiben, Präsentationen vorbereiten und durchführen.
• … Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge zielorientiert anwenden.
• … im Team arbeiten.
• … sich ausgehend von Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … in Teilgebieten technische Zusammenhänge erkennen und einordnen, Aufgabenstellungen analysieren, Schlussfolgerungen ziehen und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber einem Sachverhalt einnehmen, Sachverhalte gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• … Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse im Maschinenbau zu gewinnen.
• … sofern jeweils im Projekt erforderlich, neue maschinenbauliche Modelle erstellen bzw. eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen, Hypothesentests aufstellen und maschinenbauliche Systeme optimieren.

Kommunikation und Kooperation

• … aktiv innerhalb eines Teams / einer Organisation zusammenarbeiten/kooperieren und durch Kommunizieren Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für die gestellte Projektaufgabe zu finden.
• … den erarbeiteten Lösungsweg der Aufgabe theoretisch und methodisch begründen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• … auf Basis der projektspezifisch angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … die eigenen Fähigkeiten im Teamvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“: Definition, Abgrenzung und charakteristische Rollen von Projekten und Projektmanagement (PM); PM-Prozessmodelle (Ablauf von Projekten); Initialisierung, Planung, Steuerung und Abschluss von Projekten; Erstellen von Projektskizzen und Projektplänen; PM-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge; Präsentationstechniken, Verfassung von technischen Berichten.

b) Selbständige Bearbeitung einer vorgegebenen individuellen Projektaufgabenstellung in Projektgruppen unter Anleitung durch die Projektbetreuung.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend:    Module der Semester 1 und 2

empfohlen:       Module des Semesters 3

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Testat

b) Technischer Bericht (benotet) und Präsentationen (nicht benotet)

Simulation und Regelung von Systemen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Regelungstechnik vorweisen.
• dynamisches Verhalten von linearen System mit Hilfe verschiedener Methoden (DGL, Frequenzgang, Übertragungsfunktion) beschreiben und ihre Stabilität beurteilen.
• Dynamische Systeme in Simulationstools aufbauen und analysieren.
• Aufbau und Struktur von Regelkreisen erkennen und sich ergebende Übertragungsfunktionen bestimmen-.
• Einfluss von Störgrößen auf den Regelkreis begreifen und mit den Grundlagen der Regelungstechnik mathematisch beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Ein- und mehrschleifige Regelkreise nach unterschiedlichen Methoden auslegen, die Vor- und Nachteile der verschiedenen Regler gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• Modelle von Regelsysteme erstellen und mit Hilfe von Übertragungsgliedern im s-Bereich beschreiben, sowie das Verhalten mit geeigneten Programmen simulieren.
• mit Hilfe der Laplace Transformation gewöhnliche Differentialgleichungen lösen.
• Frequenzgänge berechnen und grafisch darstellen sowie auf Grundlage eines Blockschaltbildes beliebige Übertragungsfunktionen berechnen.
• die Systemantwort (Zeit- u. Frequenzbereich) einem Übertragungsglied zuordnen.

Wissenschaftliche Innovation

• Steuerungs- und regelungstechnische Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Regelsysteme optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Regelkonzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• Regelungstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung Regelungstechnik 1:

Steuern und Regeln, Signalflussbild, Übertragungselemente, Lösung von DGL’s, LAPLACE-Transformation, Übertragungs- und Frequenzgangfunktion, Testfunktionen, Pol-Nullstellenplan, Stabilität von Regelkreisen, NYQUIST-Kriterium, BODE-Verfahren, Kaskadenregelung.

b) Übungen Computer Aided Control Engineering 1 (CACE 1):

Simulation mit MATLAB/Simulink, Rapid Control Prototyping.

c) Labor Regelungstechnik 1:

Identifikation von Streckenparametern. Auslegung, Berechnung und Aufbau eines Regelkreises mit verschiedenen Reglern. Modellierung einer Gleichstrommaschine. Auslegung, Aufbau und Berechnung eines Drehzahlreglers und eines Positionsreglers für den Gleichstrommotor. Kaskadenregelung eines Antriebs.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Mathematik 1 - 3, Steuerungstechnik, Elektronik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur- 90 Min., benotet
b) Testat, unbenotet
c) Bericht, unbenotet

Konstruktion 3

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktion von einzelnen Bauteilen und ganzen Baugruppen verstehen.
• die Vorgehensweise der Auslegung von Maschinenelementen nachvollziehen und die Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung verstehen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Problemstellungen zu ausgewählten Maschinenelementen lösen.
• Methoden zur Berechnung und Auslegung von komplexen Maschinenelementen der Antriebstechnik anwenden.
• Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung auf neue Einsatzfälle anwenden.
• durch Anwendung der Grundkenntnisse, sich in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Berechnungsmodelle erstellen und anwenden, auch bei neuen Themengebieten.
• Konzepte zur Optimierung vorhandener Lösungen entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• zusammenarbeiten in der Gruppe (Teamarbeit), kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Konstruktion und Berechnung benutzen, um daraus Schlussfolgerungen zu ziehen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg der Konstruktion theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten in der Gruppe einbringen, reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Maschinenelemente 2:
  · Übersicht Zahnradgetriebe (Stirn-, Kegel-, Schraubenräder)
  · Stirnradgetriebe (Übersetzung, Allg. Verzahnungsgesetz, Schrägverzahnung, Profilverschiebung, Zahnkräfte, Tragfähigkeit)
  · Achsen und Wellen (Grobauslegung, Nachrechnung mit Methode „Bach“, dynamisches Verhalten)
  · Schraubenverbindungen (Anzieh- und Lösemoment, Verspannungsdiagramm, Spannungen)
  · Übersicht Zugmittelgetriebe (Flach-, Keil-, Zahnriemen, Ketten)
  · Reibschlüssiger Riementrieb
  · Übersicht Kupplungen (Bauarten)
 

b) Konstruktiver Entwurf 3:
  · Wird als Teamarbeit in Kleingruppen durchgeführt
  · Eine Baugruppe entwerfen mit den Elementen aus Maschinenelemente 1 und 2 - für eine vorgegebene Funktion (Getriebe)
  · Gesamtentwurf der Baugruppe mit CAD erstellen (Volumenmodell und abgeleitete Baugruppenzeichnung)
  · Einzelteilzeichnungen als normgerechte Fertigungszeichnungen mit CAD erstellen
  · Berechnung der verwendeten Maschinenelemente

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: MBB Konstruktion 1, MBB Konstruktion 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur - 90 Minuten (benotet)

b) Hausarbeit: Entwurf (benotet)

Mess- und Antriebstechnik

Lernergebnisse (learning outcomes) und  Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Mess- und Antriebstechnik vorweisen.
• Antriebssysteme konzipieren, aufbauen und in Betrieb nehmen
• Messaufgaben in der Automatisierungs- und Prozessmesstechnik lösen und durchführen
• die Bedeutung des Fachgebiets für den Maschinenbau erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Anwendung gelernter Kenntnisse aus Elektronik, Elektrotechnik, technischer Mechanik, Physik, Mathematik
• Zusammenhänge in der Mess- und Antriebstechnik erkennen und einordnen.
• die Grundlagen der Mess- und Antriebstechnik sowie deren Signalverarbeitung verstehen
• Mess- und Antriebsprobleme analysieren und Lösungen dafür ableiten bzw. erarbeiten.
• Mess- und Antriebssysteme auslegen.
• Laborberichte erstellen, Messkurven bewerten und analysieren

Wissenschaftliche Innovation

• mathematische Methoden zur Signalanalyse anwenden.
• Mess- und Antriebssystemmodelle erstellen.
• Mess- und Antriebssysteme optimieren
• Mess- und Antriebsaufgaben lösen bzw. bekannte Lösungen verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Arbeitsgruppe kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Laborübungen auswerten und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Lösung neuartiger Aufgaben heranziehen
• Inhalte zu Mess- und Antriebstechnik präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der gelernten Erkenntnisse Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• einen erarbeiteten Lösungsweg zu Mess-, Antriebsproblemen theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

Vorlesung Grundlagen Messtechnik:

Grundlegende Begriffe und Methoden der Messtechnik und Sensorik, systematische und zufällige Messabweichungen, Beschreibung von Messeinrichtungen (Kennlinien), Messmittelfähigkeitsanalyse, Ausgleichsrechnung, Fehlerfortpflanzung, Aufbau von Messketten.

Messen elektrischer Größen sowie ausgewählter physikalischen Größen wie z. B. Temperatur, Druck, Kraft, Volumenstrom

Messbrücken

Signalerfassung und -filterung, Signalformen, Frequenzanalyse, Fourier-Reihe, diskrete Fourier-Transformation (FFT).

Vorlesung Antriebssysteme:

Bewegungsgleichungen mit Einfluss von Trägheitsmomenten, Getriebewirkungsgrad und Getriebeübersetzung, Lastkennlinien von Arbeitsmaschinen mit Übungen.

Dynamik-, Genauigkeit-, Leistungsbetrachtungen, typische Antriebssysteme wie Spindel/Mutter, Zahnstange/Ritzel, elektrische Motorprinzipien (Gleichstrom-, Synchron-, Asynchronmotoren, Linearmotoren, Schrittmotoren), Peripheriekomponenten (Bremsen, Drehgeber, Resolver), Leistungselektronik zum Betrieb verschiedener el. Motoren.

Labor:
Inbetriebnahme und Kennlinienmessung von Drehstrom-, BLDC-Motoren, Messmittelfähigkeitsuntersuchung,

Inkrementelle Wegmesssysteme, Linearsynchronmotor, Programmierung einer Sensorkennlinie

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend

empfohlen: Elektronik, Elektrotechnik, Mathematik, technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Klausur 90 Min. benotet
Labor: Testat,  unbenotet

Grundlagen Sustainable Engineering

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• das Konzept der Exergie verstehen und erklären.
• Grundlagen zur thermodynamischen Berechnung von Systemen mit chemischen Reaktionen verstehen und erklären.
• Grundlagen der Bilanzierung und Simulation strömungstechnischer Vorgänge verstehen und erklären.
• die Grundlagen von Ähnlichkeitsgesetzen für thermodynamische und fluidmechanische Systeme erklären und verstehen.
• das Konzept von dimensionslosen Kennzahlen im thermofluiddynamischen Zusammenhang verstehen.
• das Konzept einer Ökobilanz verstehen und erklären.
• das Konzept eines Product Carbon Footprints (PCA) und eines Corporate Carbon Footprints (CCA) verstehen und erklären.
• die Bedeutung und die Quantifizierung von Umwelteinflüssen verstehen und erklären.
• Grundlegende Werkstoffkennwerte kennen.
• Methode der Werkstoffauswahl erklären können.
• Materilalindices für den Leichtbau benennen können.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• die Exergie von thermodynamischen Systemen und Prozessen berechnen.
• die Energiebilanz von chemischen Prozessen und Reaktionen berechnen.
• Ähnlichkeitsgesetze auf thermodynamische und fluidmechanische Systeme und Prozesse anwenden.
• dimensionslose Kennzahlen für thermofluiddynamische Systeme und Prozesse berechnen.
• Anwendung der Erhaltungsätze in der Strömungslehre.
• die Umwelteinflüsse von technischen Systemen analysieren.
• technische Systeme anhand ihrer Umwelteinflüsse, ihres PCA bzw. CCA oder ihrer Ökobilanz bewerten.
• Konzepte zur Optimierung der Umwelteinflüsse von technischen Systemen entwickeln.
• Zielkonflikt bei der Werkstoffauswahl analysieren und bewerten
• Einfluss verschiedener Querschnittsformen bewerten
• Werkstoffauswahlschaubilder anwenden.
• Elastische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und Schäumen vorhersagen.
• Software Ansys Granta EduPack anwenden.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Fluidmechanik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA, CCA verstehen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA und CCA fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Werkstoffauswahl im Rahmen des Produktentstehungsprozesses integrieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifiziere

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Lösungen im Hinblick auf thermodynamische und fluidmechanische Kennzahlen bewerten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• Ableiten von neuen Werkstoffindices.
• Randbedingungen in den Werkstoffauswahlprozess integrieren.

Inhalte

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Energie- und Strömungsprozesse

Allgemeine Grundlagen der weiterführenden Behandlung energetischer und strömungstechnischer Prozesse, wie Exergie-Grundlagen, chem. Thermodynamik, Mehrdimensionale Strömungen, Ähnlichkeitstheorie

b) Grundlagen LCA

Allgemeine Grundlagen von LCA/Ökobilanzen, die sowohl im Rahmen energetischer und strömungstechnischer Prozesse als auch im Rahmen der Werkstoffauswahl benötigt werden. Übersicht über Umwelteinflüsse und Nachhaltigkeitsmetriken. Aufbau und Elemente von Ökobilanz (LCA), Product Carbon Footprint (PCF), Corporate Carbon Footprint (CCF). Interpretation der Ergebnisse von Ökobilanzen.

c) Systematische Werkstoffauswahl

Ausgewählte Methoden / Herangehensweisen der Werkstoffauswahl mit Beispielen auf Basis von Materialindices und Werkstoffeigenschaftsschaubilder. Berücksichtigung von verschiedenen Faktoren bei der Werkstoffauswahl und lösen von Zielkonflikten.

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Werkstoffe 1, Werkstoffe 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (90 Minuten), benotet

c) Klausur (60 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Basismodul 2

Auswahl eines Basismoduls aus einem der drei nicht gewählten Schwerpunkte.

Übersicht der Schwerpunkte

Roboterautomation für industrielle Anwendungen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagen der anlagennahen Fertigungsautomatisierung
• Einsatzgebiete und Aufbau von Industrierobotern
• Grundlagen der Steuerungstechnik der Industrieroboter
• Grundlagen der funktionalen Sicherheit und der Mensch-Roboter-Kollaboration
• Grundlagen von Feldbussystemen
• Moderne Trends in der Industrierobotik

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Kinematische Strukturen von seriellen Robotern mathematisch beschreiben
• Transformationen zwischen Koordinatensystemen durchführen
• Roboterprogramme erstellen
• Führungsgrößenverläufe und Bahnkurven berechnen
• Bewegungsachsen auslegen

Wissenschaftliche Innovation

• Herausforderungen und mathematische Methoden in der Bewegungssteuerung..

 Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um Aufgabenstellungen zu analysieren und Lösungsansätze zu bilden.
• Inhalte zur Robotik und Automation präsentieren und fachlich diskutieren.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit Produkt- und Anlagenentwicklung

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

• Einführung in die Produktionsautomatisierung, automatisierungstechnische Pyramide, Aufbau und Komponenten von Automatisierungslösungen
• Aufbau und Einsatz von Industrierobotern, Freiheitsgrade von Starrkörpersystemen, Kinematische Transformationen, Homogene Koordinaten, Euler- und Kardanwinkel, Jacobi-Matrix
• Programmierung von Industrierobotern, Simulationswerkzeuge, Mensch-Roboter-Kollaboration, Grundlagen der funktionalen Sicherheit, Trends in der Industrierobotik
• Grundlagen serieller Datenübertragung, Feldbussysteme
• Aufbau von numerischen Steuerungen, Führungsgrößenerzeugung, Interpolation
• Nutzung von MATLAB/Simulink zur Auslegung von Steuerungsalgorithmen
• Herausforderungen bei der Modellbildung sowie Steuerung und Regelung von Bewegungsachsen

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Steuerungstechnik, Regelungstechnik, Technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (90 min.) (benotet)

b) Bericht und Testat (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung verstehen und beschreiben
• Grundlagen und Konzepte der virtuellen Produktentwicklung verstehen
• den Prozess der Entwicklung, des Entwurfs und der Bewertung von maschinentechnischen Produkten oder Systemen mit Hilfe von computergestützten Design- und Simulationstools verstehen
• erweiterte Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen.
• Grundlagen des Model Based Definition kennen.
• Grundlagen und Konzepte einer Finiten-Elemente-Analyse verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für strukturmechanische Fragestellungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• klassische und agile Methoden der Produktentwicklung in Beispiel-Projekten anwenden und ihre Stärken und Schwächen praktisch erfahren
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen
• erweiterte Arbeitsmethodiken eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus Fertigungsunterlagen ableiten.
• kommerzielle FEA-Software für die Analyse realer Ingenieurprobleme praktisch anwenden.
• numerische Modelle von Bauteilen entsprechend definierter Anforderungen aufbauen und simulieren.
• Bauteile für statische Lastfälle auslegen und Berechnungsergebnisse interpretieren.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Tools für die methodische Produktentwicklung“:

• Klassische, lineare Methoden
  (zum Beispiel: Lasten- und Pflichtenheft, Stage-Gate-Prozess, Funktionenorientierung, Kreativitätstechniken, TRIZ, Morphologie, Bewertungsmethoden, QFD, FMEA, Wertanalyse, Wasserfall-Projektmanagement).
• Agile, zyklische Methoden
  (zum Beispiel: User Story, SCRUM, Design Thinking, Schnelle Mockups).

Ausgewählte Methoden werden vorgestellt und in praktischen Übungsprojekten erlebbar gemacht. Es wird insbesondere der Unterschied zwischen klassischen, linearen Ansätzen und agilen, zyklischen Ansätzen mit ihren jeweiligen Stärken und Schwächen herausgearbeitet.

b) Vorlesung „Computer Aided Engineering 1“:

Themengebiet CAD:

• Erweiterte Bauteilmodellierung (Zug-Elemente mit variablem Schnitt, Zug-Verbund Elemente, spiralförmige Elemente…)
• Parametrische Flächenmodellierung
• Erweiterte Baugruppenmodellierung (Modelstruktur, Skelettmodelle, flexible Komponenten, Schrumpfverpackungen)
• Model Based Definition (kombinierte Ansichten, Grundzüge ISO GPS, 3D-Master Erstellung, Toleranzanalyse)
• Additive Fertigung (Generisches Design und Gitterstrukturen
• Parametrik (Parametermodelle, Familientabellen)

Themengebiet FEA:

• Grundlagen der Finite-Elemente-Analyse (FEA)
• Einführung in kommerzielle FE-Software
• Aufbereitung von CAD-Daten, Elementauswahl, Diskretisierung, Definition von Materialeigenschaften, Festlegung der Randbedingungen, Aufbringen von statischen Lasten, Durchführen der Berechnung, Darstellung und Auswertung der Ergebnisse
• Aufbau von Modellen mit Balken-, Schalen- und Volumenelementen
• Einfluss der Elementauswahl und Vernetzung auf die Qualität der Ergebnisse
• Anwendung der FEA auf statische Probleme in der Strukturmechanik
• Verifizierung und Validierung von Ergebnissen, Prüfung der Ergebnisse auf Plausibilität
• Darstellung der Ergebnisse in einer technischen Dokumentation

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss des ersten Studienabschnittes, Erfolgreiche Teilnahme Einführung CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) benotete Klausur (90 Minuten)

b) Studienarbeit (benotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Standardmethoden in der Produktion und Produktionsplanung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• Grundsätzlich die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozesse vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung und – steuerung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Produktionsanlagen detailliert auslegen und abtakten

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der Produktionsplanung zu gewinnen.
• neue Modelle erstellen.
• Produktionssysteme optimieren.
• Hypothesentests aufstellen.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Standardmethoden für Produktionsprozesse

Eingliederung der Arbeitsvorbereitung in die Unternehmensorganisation, Einführung in die Arbeitsorganisation, Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung, Kapazitäts- und Terminplanung, Fertigungsteuerung, Bestimmung vorherbestimmter manueller Vorgabezeiten, Systematische Planung von Produktionssystemen

b) Standardmethoden in der Planung der Produktion

Personalplanung, Betriebsmittelplanung, Betriebsmittelinstandhaltung, Zeitwesen, Arbeitsbewertung und Entlohnungssysteme, Gestaltung von Arbeitsabläufen, Grundlagen zu Lean Management und modernen Produktionssystemen

c) Labor Digitale Planung und Steuerung der Produktion

Einführung in die Kapazitäts- und Terminplanung, PPS-System, rechner-gestützte Produktionsplanung und –controlling

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Fertigungstechnik, Grundlagen der Produktentwicklung, Konstruktionslehre 1 und 2, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet]

Bericht/Ausarbeitung einer eigenen Planung [unbenotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Grundlagen Sustainable Engineering

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• das Konzept der Exergie verstehen und erklären.
• Grundlagen zur thermodynamischen Berechnung von Systemen mit chemischen Reaktionen verstehen und erklären.
• Grundlagen der Bilanzierung und Simulation strömungstechnischer Vorgänge verstehen und erklären.
• die Grundlagen von Ähnlichkeitsgesetzen für thermodynamische und fluidmechanische Systeme erklären und verstehen.
• das Konzept von dimensionslosen Kennzahlen im thermofluiddynamischen Zusammenhang verstehen.
• das Konzept einer Ökobilanz verstehen und erklären.
• das Konzept eines Product Carbon Footprints (PCA) und eines Corporate Carbon Footprints (CCA) verstehen und erklären.
• die Bedeutung und die Quantifizierung von Umwelteinflüssen verstehen und erklären.
• Grundlegende Werkstoffkennwerte kennen.
• Methode der Werkstoffauswahl erklären können.
• Materilalindices für den Leichtbau benennen können.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• die Exergie von thermodynamischen Systemen und Prozessen berechnen.
• die Energiebilanz von chemischen Prozessen und Reaktionen berechnen.
• Ähnlichkeitsgesetze auf thermodynamische und fluidmechanische Systeme und Prozesse anwenden.
• dimensionslose Kennzahlen für thermofluiddynamische Systeme und Prozesse berechnen.
• Anwendung der Erhaltungsätze in der Strömungslehre.
• die Umwelteinflüsse von technischen Systemen analysieren.
• technische Systeme anhand ihrer Umwelteinflüsse, ihres PCA bzw. CCA oder ihrer Ökobilanz bewerten.
• Konzepte zur Optimierung der Umwelteinflüsse von technischen Systemen entwickeln.
• Zielkonflikt bei der Werkstoffauswahl analysieren und bewerten
• Einfluss verschiedener Querschnittsformen bewerten
• Werkstoffauswahlschaubilder anwenden.
• Elastische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und Schäumen vorhersagen.
• Software Ansys Granta EduPack anwenden.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Fluidmechanik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA, CCA verstehen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Ergebnisse von Ökobilanzen, PCA und CCA fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Werkstoffauswahl im Rahmen des Produktentstehungsprozesses integrieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifiziere

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Lösungen im Hinblick auf thermodynamische und fluidmechanische Kennzahlen bewerten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• Ableiten von neuen Werkstoffindices.
• Randbedingungen in den Werkstoffauswahlprozess integrieren.

Inhalte

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Energie- und Strömungsprozesse

Allgemeine Grundlagen der weiterführenden Behandlung energetischer und strömungstechnischer Prozesse, wie Exergie-Grundlagen, chem. Thermodynamik, Mehrdimensionale Strömungen, Ähnlichkeitstheorie

b) Grundlagen LCA

Allgemeine Grundlagen von LCA/Ökobilanzen, die sowohl im Rahmen energetischer und strömungstechnischer Prozesse als auch im Rahmen der Werkstoffauswahl benötigt werden. Übersicht über Umwelteinflüsse und Nachhaltigkeitsmetriken. Aufbau und Elemente von Ökobilanz (LCA), Product Carbon Footprint (PCF), Corporate Carbon Footprint (CCF). Interpretation der Ergebnisse von Ökobilanzen.

c) Systematische Werkstoffauswahl

Ausgewählte Methoden / Herangehensweisen der Werkstoffauswahl mit Beispielen auf Basis von Materialindices und Werkstoffeigenschaftsschaubilder. Berücksichtigung von verschiedenen Faktoren bei der Werkstoffauswahl und lösen von Zielkonflikten.

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Werkstoffe 1, Werkstoffe 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (90 Minuten), benotet

c) Klausur (60 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Projekt 1

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erlernen im Modul „Projekt 1“ die Bearbeitung einer konkreten, praxisnahen und zeitlich klar begrenzten Aufgabenstellung aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus unter Verwendung der Methoden des Projektmanagements. Die Projektdurchführung erfolgt in einer Gruppe, bestehend aus jeweils 3 oder 4 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den. Abweichungen von der vorgesehenen Gruppengröße bedürfen der Zustimmung durch die Studiengangkoordination des Studiengangs. Zu Semesterbeginn erfolgt im Rahmen der geblockten Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“ die Vorstellung von Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeugen und von Techniken zur Präsentation von Arbeitsergebnissen. Damit werden im Rahmen der dann erfolgenden Projektdurchführung die studentische Teamfähigkeit, die Projektmanagement-Kompetenzen und die Fähigkeit zur Selbstorganisation aufgebaut. Außerdem beginnen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den mit dem Aufbau, ihre Kompetenzen, Arbeitsergebnisse in einer für Fachleute verständlichen, klar gegliederten, schriftlichen, ingenieurwissenschaftlichen Abhandlung schriftlich darzustellen und geeignet zu präsentieren.

Die benötigten Informationen, Daten und Unterlagen für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabenstellung werden von den Projektgruppen in Rahmen der Projektbearbeitung selbst beschafft. Wöchentlich erfolgt projektgruppenweise durch die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den im Rahmen einer Besprechung mit der Projektbetreuung die Präsentation der erreichten Teilergebnisse. Die jeweilige Projektbetreuung coacht im Rahmen dieser Besprechungen die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den der Projektgruppe Projektmanagement- und Aufgabenstellung-bezogen.

Sofern aufgrund der Gruppenanzahl räumlich und zeitlich technisch möglich, erfolgen im Projektverlauf jeweils drei (in Ausnahmesemestern zwei) Präsentationen der einzelnen Projekte mit zunehmender Länge mittels geeigneter Präsentationstechniken entweder vor allen Projektgruppen des Fachsemesters ansonsten vor einer aus technischen Gründen begrenzten Anzahl von Projektgruppen. In der Regel wirkt jedes Projektgruppenmitglied persönlich bei diesen Präsentationen des eigenen Projekts mit. Bei diesen Präsentationen besteht Anwesenheitspflicht.

Die Projektergebnisse werden bei Projektende schriftlich in einem Bericht dokumentiert.

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• … die grundlegende Vorgehensweise bei der Bearbeitung konkreter praxisnaher Aufgabenstellungen aus einem Teilgebiet des Maschinenbaus im Team darlegen und die maschinenbaulichen / ingenieurwissenschaftlichen Zusammenhänge verstehen.
• … die Bedeutung des Projektmanagements und der Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge verstehen und erklären.
• … Präsentationstechniken verstehen und erklären.
• … maschinenbauliche Grundlagen aus einem Teilgebiet verstehen und beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• … Technische Berichte schreiben, Präsentationen vorbereiten und durchführen.
• … Projektmanagement-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge zielorientiert anwenden.
• … im Team arbeiten.
• … sich ausgehend von Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … in Teilgebieten technische Zusammenhänge erkennen und einordnen, Aufgabenstellungen analysieren, Schlussfolgerungen ziehen und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber einem Sachverhalt einnehmen, Sachverhalte gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• … Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse im Maschinenbau zu gewinnen.
• … sofern jeweils im Projekt erforderlich, neue maschinenbauliche Modelle erstellen bzw. eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen, Hypothesentests aufstellen und maschinenbauliche Systeme optimieren.

Kommunikation und Kooperation

• … aktiv innerhalb eines Teams / einer Organisation zusammenarbeiten/kooperieren und durch Kommunizieren Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für die gestellte Projektaufgabe zu finden.
• … den erarbeiteten Lösungsweg der Aufgabe theoretisch und methodisch begründen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• … auf Basis der projektspezifisch angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … die eigenen Fähigkeiten im Teamvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Einführung in Projektmanagement“: Definition, Abgrenzung und charakteristische Rollen von Projekten und Projektmanagement (PM); PM-Prozessmodelle (Ablauf von Projekten); Initialisierung, Planung, Steuerung und Abschluss von Projekten; Erstellen von Projektskizzen und Projektplänen; PM-Methoden, -Techniken und –Werkzeuge; Präsentationstechniken, Verfassung von technischen Berichten.

b) Selbständige Bearbeitung einer vorgegebenen individuellen Projektaufgabenstellung in Projektgruppen unter Anleitung durch die Projektbetreuung.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend:    Module der Semester 1 und 2

empfohlen:       Module des Semesters 3

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Testat

b) Technischer Bericht (benotet) und Präsentationen (nicht benotet)

Simulation und Regelung von Systemen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Regelungstechnik vorweisen.
• dynamisches Verhalten von linearen System mit Hilfe verschiedener Methoden (DGL, Frequenzgang, Übertragungsfunktion) beschreiben und ihre Stabilität beurteilen.
• Dynamische Systeme in Simulationstools aufbauen und analysieren.
• Aufbau und Struktur von Regelkreisen erkennen und sich ergebende Übertragungsfunktionen bestimmen-.
• Einfluss von Störgrößen auf den Regelkreis begreifen und mit den Grundlagen der Regelungstechnik mathematisch beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Ein- und mehrschleifige Regelkreise nach unterschiedlichen Methoden auslegen, die Vor- und Nachteile der verschiedenen Regler gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• Modelle von Regelsysteme erstellen und mit Hilfe von Übertragungsgliedern im s-Bereich beschreiben, sowie das Verhalten mit geeigneten Programmen simulieren.
• mit Hilfe der Laplace Transformation gewöhnliche Differentialgleichungen lösen.
• Frequenzgänge berechnen und grafisch darstellen sowie auf Grundlage eines Blockschaltbildes beliebige Übertragungsfunktionen berechnen.
• die Systemantwort (Zeit- u. Frequenzbereich) einem Übertragungsglied zuordnen.

Wissenschaftliche Innovation

• Steuerungs- und regelungstechnische Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Regelsysteme optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Regelkonzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die regelungstechnische Aufgabe zu finden.
• Regelungstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung Regelungstechnik 1:

Steuern und Regeln, Signalflussbild, Übertragungselemente, Lösung von DGL’s, LAPLACE-Transformation, Übertragungs- und Frequenzgangfunktion, Testfunktionen, Pol-Nullstellenplan, Stabilität von Regelkreisen, NYQUIST-Kriterium, BODE-Verfahren, Kaskadenregelung.

b) Übungen Computer Aided Control Engineering 1 (CACE 1):

Simulation mit MATLAB/Simulink, Rapid Control Prototyping.

c) Labor Regelungstechnik 1:

Identifikation von Streckenparametern. Auslegung, Berechnung und Aufbau eines Regelkreises mit verschiedenen Reglern. Modellierung einer Gleichstrommaschine. Auslegung, Aufbau und Berechnung eines Drehzahlreglers und eines Positionsreglers für den Gleichstrommotor. Kaskadenregelung eines Antriebs.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Mathematik 1 - 3, Steuerungstechnik, Elektronik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur- 90 Min., benotet
b) Testat, unbenotet
c) Bericht, unbenotet

Konstruktion 3

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktion von einzelnen Bauteilen und ganzen Baugruppen verstehen.
• die Vorgehensweise der Auslegung von Maschinenelementen nachvollziehen und die Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung verstehen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Problemstellungen zu ausgewählten Maschinenelementen lösen.
• Methoden zur Berechnung und Auslegung von komplexen Maschinenelementen der Antriebstechnik anwenden.
• Zusammenhänge zwischen Konstruktion und Berechnung auf neue Einsatzfälle anwenden.
• durch Anwendung der Grundkenntnisse, sich in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Berechnungsmodelle erstellen und anwenden, auch bei neuen Themengebieten.
• Konzepte zur Optimierung vorhandener Lösungen entwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• zusammenarbeiten in der Gruppe (Teamarbeit), kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Konstruktion und Berechnung benutzen, um daraus Schlussfolgerungen zu ziehen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg der Konstruktion theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten in der Gruppe einbringen, reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Maschinenelemente 2:
  · Übersicht Zahnradgetriebe (Stirn-, Kegel-, Schraubenräder)
  · Stirnradgetriebe (Übersetzung, Allg. Verzahnungsgesetz, Schrägverzahnung, Profilverschiebung, Zahnkräfte, Tragfähigkeit)
  · Achsen und Wellen (Grobauslegung, Nachrechnung mit Methode „Bach“, dynamisches Verhalten)
  · Schraubenverbindungen (Anzieh- und Lösemoment, Verspannungsdiagramm, Spannungen)
  · Übersicht Zugmittelgetriebe (Flach-, Keil-, Zahnriemen, Ketten)
  · Reibschlüssiger Riementrieb
  · Übersicht Kupplungen (Bauarten)
 

b) Konstruktiver Entwurf 3:
  · Wird als Teamarbeit in Kleingruppen durchgeführt
  · Eine Baugruppe entwerfen mit den Elementen aus Maschinenelemente 1 und 2 - für eine vorgegebene Funktion (Getriebe)
  · Gesamtentwurf der Baugruppe mit CAD erstellen (Volumenmodell und abgeleitete Baugruppenzeichnung)
  · Einzelteilzeichnungen als normgerechte Fertigungszeichnungen mit CAD erstellen
  · Berechnung der verwendeten Maschinenelemente

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: MBB Konstruktion 1, MBB Konstruktion 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur - 90 Minuten (benotet)

b) Hausarbeit: Entwurf (benotet)

Mess- und Antriebstechnik

Lernergebnisse (learning outcomes) und  Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Mess- und Antriebstechnik vorweisen.
• Antriebssysteme konzipieren, aufbauen und in Betrieb nehmen
• Messaufgaben in der Automatisierungs- und Prozessmesstechnik lösen und durchführen
• die Bedeutung des Fachgebiets für den Maschinenbau erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Anwendung gelernter Kenntnisse aus Elektronik, Elektrotechnik, technischer Mechanik, Physik, Mathematik
• Zusammenhänge in der Mess- und Antriebstechnik erkennen und einordnen.
• die Grundlagen der Mess- und Antriebstechnik sowie deren Signalverarbeitung verstehen
• Mess- und Antriebsprobleme analysieren und Lösungen dafür ableiten bzw. erarbeiten.
• Mess- und Antriebssysteme auslegen.
• Laborberichte erstellen, Messkurven bewerten und analysieren

Wissenschaftliche Innovation

• mathematische Methoden zur Signalanalyse anwenden.
• Mess- und Antriebssystemmodelle erstellen.
• Mess- und Antriebssysteme optimieren
• Mess- und Antriebsaufgaben lösen bzw. bekannte Lösungen verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Arbeitsgruppe kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Laborübungen auswerten und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Lösung neuartiger Aufgaben heranziehen
• Inhalte zu Mess- und Antriebstechnik präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der gelernten Erkenntnisse Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• einen erarbeiteten Lösungsweg zu Mess-, Antriebsproblemen theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

Vorlesung Grundlagen Messtechnik:

Grundlegende Begriffe und Methoden der Messtechnik und Sensorik, systematische und zufällige Messabweichungen, Beschreibung von Messeinrichtungen (Kennlinien), Messmittelfähigkeitsanalyse, Ausgleichsrechnung, Fehlerfortpflanzung, Aufbau von Messketten.

Messen elektrischer Größen sowie ausgewählter physikalischen Größen wie z. B. Temperatur, Druck, Kraft, Volumenstrom

Messbrücken

Signalerfassung und -filterung, Signalformen, Frequenzanalyse, Fourier-Reihe, diskrete Fourier-Transformation (FFT).

Vorlesung Antriebssysteme:

Bewegungsgleichungen mit Einfluss von Trägheitsmomenten, Getriebewirkungsgrad und Getriebeübersetzung, Lastkennlinien von Arbeitsmaschinen mit Übungen.

Dynamik-, Genauigkeit-, Leistungsbetrachtungen, typische Antriebssysteme wie Spindel/Mutter, Zahnstange/Ritzel, elektrische Motorprinzipien (Gleichstrom-, Synchron-, Asynchronmotoren, Linearmotoren, Schrittmotoren), Peripheriekomponenten (Bremsen, Drehgeber, Resolver), Leistungselektronik zum Betrieb verschiedener el. Motoren.

Labor:
Inbetriebnahme und Kennlinienmessung von Drehstrom-, BLDC-Motoren, Messmittelfähigkeitsuntersuchung,

Inkrementelle Wegmesssysteme, Linearsynchronmotor, Programmierung einer Sensorkennlinie

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend

empfohlen: Elektronik, Elektrotechnik, Mathematik, technische Mechanik

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Klausur 90 Min. benotet
Labor: Testat,  unbenotet

Aufbaumodul 1 (Design and Simulation Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Design and Simulation Engineering:

Advanced Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• Fortgeschrittene Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• Fortgeschrittene Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen
• Schwingungen an Maschinen verstehen, beschreiben und numerisch simulieren.
• die Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für Bauteile mit dynamischen Belastungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

•  Fortgeschrittene Arbeitsmethoden eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus komplexe Fertigungsunterlagen ableiten.
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben für Bauteile mit dynamischen Belastungen mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen.
• Eigenfrequenzen und Eigenformen analytisch und numerisch bestimmen.
• Schwingungen an Maschinen analysieren und bewerten.
• Maßnahmen zur Schwingungsminderung umsetzen.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Computer Aided Engineering 2“:

Themengebiet CAD:

• Mechanismen (Definition von Gelenkverbindungen, Antriebe, Bewegungsanalyse, Animation, Kurvenscheibensynthese)
• Freiformflächenmodellierung (Styletool, Stetigkeitsgrade und Analyse von Kurven und Flächen, Mastermodelle, Rendering…)
• Model Based Definition (weiterführende Themen und Möglichkeiten)
• Geometrieoptimierungen nach physikalischen Bedingungen
• Parametrik (Kurven und Koordinatensysteme, benutzerdefinierte Konstruktionselemente)
• Fertigungsbedingte Modellierungstechniken (Blech- und Profilkonstruktionen, Piping and Cabling, Casting)

Themengebiet Numerische Simulation:

• Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Strukturen unter Anwendung von MATLAB und ANSYS
• Simulation von Systemen mit einem und mehreren Freiheitsgraden
• Durchführung von Modalanalysen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen und -formen.
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung
• Harmonische und transiente Schwingungsanalyse

b) Vorlesung „Maschinendynamik“:

• Lösen von maschinendynamischen Aufgabenstellungen
• Analyse von Systemen mit mehreren Freiheitsgraden
• freie und erzwungene harmonische Schwingungen
• Bewertung von Schwingungen
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung: Auswuchten, Verstimmen, Dämpfung, Schwingungsisolierung, passive und aktive Zusatzsysteme

Teilnahmevoraussetzungen

• Basismodul Design and Simulation

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Studienarbeit (benotet)

b) benotete Klausur (90 Minuten)

Übersicht der Schwerpunkte

Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• die Phasen des Ermüdungsvorgangs sowie rechnerische Betriebsfestigkeitskonzepte beschreiben,
• die wesentlichen Einflussgrößen auf die Ermüdung nennen und
• den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Leichtbaupotenzial mechanisch belasteter Struktur angeben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich auswerten,
• die Anrisslebensdauer von Bauteilen mit dem Kerbdehnungskonzept rechnerisch abschätzen,
• die linear-elastische Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen in Bauteilen anwenden,
• einfache Bauteile bezüglich des Leichtbaupotenzials optimieren und
• das Konzepte des Stoff- und Formleichtbaus und entsprechender Kennzahlen (Leichtbaukennzahl, spezifische Energieabsorption) zur Bauteiloptimierung anwenden.

Wissenschaftliche Innovation

• die in den Vorlesungen vorgestellten Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der rechnerischen Auslegung mechanisch belasteter Bauteil zu gewinnen sowie
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte der Betriebsfestigkeit sowie der Strukturoptimierung präsentieren und fachlich diskutieren sowie in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Betriebsfestigkeit“:

• Auswertung von Versuchsergebnissen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
• Konzepte zur rechnerischen Lebensdauerabschätzung
• Zyklisches Werkstoffverhalten
• Kerbdehnungskonzept
• Einführung in die linear-elastische Bruchmechanik
• Rissfortschritt

b) Vorlesung „Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der Festigkeitslehre
• Stoffleichtbau
• Formleichtbau

c) Labor „Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der experimentellen Bauteilanalyse
• Experimentelle und rechnerische Analyse einer Kerbscheibe unter wiederholter Belastung
• Anwendung eines kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms
• Iterative Optimierung eines Bauteils mittels eines kommerziellen Finite Elemente Programms
• Einführung in das open-source Computeralgebrasystem Maxima
• Symbolische und numerische Berechnung mittels Maxima

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss der Lehrveranstaltungen Festigkeitslehre 1, Festigkeitslehre 2, Technische Mechanik 1, Werkstofftechnik 1, Werkstofftechnik 2, Mathematik 1 und Mathematik 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) und b) Gemeinsame Klausur (90 Min, benotet, 4 Credits)

c) Laborberichte

Übersicht der Schwerpunkte

Konstruktion und Konzeption von Werkzeugmaschinen und deren Baugruppen

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Verstehen des Einsatzes, der Verwendung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten und deren Einsatz und Automatisierungsmöglichkeiten.
• Wissen um die Gestaltung wesentlicher Baugruppen einer Werkzeugmaschine, von Werkzeugen und von Spanntechniken
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus von Werkzeugmaschinen – Konzepten und der wichtigsten Baugruppen der Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Spannmitteln.
• Kennenlernen der Optimierungsmöglichkeiten vom statischem, dynamischem und thermischem Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen wesentlicher Methoden zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens und deren Messung der Komponenten.
• Verstehen der Zusammenhänge Kräfte und deren Einfluss auf die Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Gestaltung und Einsetzen optimaler Maschinen und Baugruppen in Produktionsmaschinen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Gestaltung und Konzeption von Maschinen.
• Gestaltung und Auslegung von Baugruppen und Komponenten von Werkzeugmaschinen.
• Erklären und Präsentieren von Lösungsmöglichkeiten in der Gestaltung von Baugruppen und Maschinen zur trennenden Bearbeitung.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen und Spanntechniken effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.
• Auslegung Spanntechnik und Vorrichtungsmöglichkeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Maschinen in der spanenden Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Konzeption der Verknüpfung von Maschinen zur Bildung von effizienten Prozessketten.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.

Kommunikation und Kooperation

• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Maschinen und Komponenten durch systematische Darstellung, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Maschinenarten und Konzepte, konstruktiver Aufbau und Einteilung, Aufbau von Modernen Maschinenkonzepten, Umsetzung Technologie, Steifigkeit, Automatisierungsmöglichkeiten, Betrachtung von Dreh-, Fräs-, Schleif-, Verzahnmaschinen, Bearbeitungszentren, Maschinen für Einzelteilbearbeitung, für flexible Fertigung, für Großserienfertigung, Aufstellung und Fundamente, akustische Maßnahmen zur Geräuschminderung Spannprinzipien, Konstruktion und Anwendung, Berechnung von Spannkräften

b) Vorlesung „Baugruppen und Komponenten“:

Methoden und optimale Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Auslegung und Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Funktion und Einsatz von Positionsmesssystemen, Hauptantriebe: Art und Aufbau von Spindeln und Antrieben, Wälz-, Hydrostatik-, Aerostatik - und Magnet- Spindeln, Einsatz von unterschiedlichen Spindeln,

c) Labor Konstruktion Wzm :
Praktische Analyse von Schwingungen an Werkzeugmaschinen, Bestimmung des Frequenzganges, der Eigenfrequenzen, der Eigenschwingformen, Einsatz von Hilfsmassendämpfer, Messtechnik zur Bestimmung von Schwingungen, Positionsvermessung mit Laserinterferometrie an unterschiedlichen Schlitten und Antriebssystemen,
Einsatz von modernen CAD / CAM Tools am Beispiel der Konstruktion eines Bauteils

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Entwicklung von formgebenden Werkzeugen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• den konstruktiven Aufbau von Spritzgusswerkzeugen kennen.
• Spritzgießwerkzeuge auslegen
• den konstruktiven Aufbau von Werkzeugen zur Blechumformung kennen.
• Werkzeuge entlang der Prozesskette herleiten.
• Erfahrungen in der Konstruktion von Formwerkzeugen sammeln.
• die Ableitung der Wirkflächen der Werkzeuge aus der Bauteilgeometrie durchführen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Formwerkzeuge konzipieren, entwickeln und ausarbeiten
• Prozessketten ableiten und entwickeln
• Konstruktion mit 3D-CAD
• Einsatz von digitalen Tools im Werkzeugbau: Füllsimulation Spritzguss und Simulation Werkstofffluss Blech
• Konstruktive Ausführung von Spritzguss- und Umformwerkzeugen

Kommunikation und Kooperation

• Konstruktiver Aufbau von Spritzguss- und Blechumformwerkzeugen in internen und externen Meetings erläutern
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeuge Kunststofftechnik“: Die Vorlesung behandelt insbesondere die Konstruktion und den Aufbau von formgebenden Werkzeugen für das Spritzgießverfahren. Insbesondere werden dabei Entformungsprinzipien, Werkzeugarten, Angussysteme, Temperiersysteme und auch die mechanische Auslegung behandelt. Dabei werden auch erreichbare Oberflächenqualitäten, als auch die Materialauswahl und die Auswirkungen auf die Bauteilkonstruktion erläutert. Abgerundet wird das ganze durch eine Kostenkalkulation.

b) Vorlesung „Werkzeuge Blechumformung“: Die Vorlesung behandelt nach einer kurzen Einführung in die Verfahren den konstruktiven Aufbau verschiedener Werkzeugarten (Folgeverbundwerkzeuge Transferwerkzeuge, Einzelwerkzeuge). Behandelt wird die Phasen des Konstruktionsprozesses der Werkzeuge: Ableitung Methode aus Bauteilgeometrie, Entwicklung Prozesskette, Auskonstruktion, Gestaltungsrichtlinien, Wahl der Werkzeugwerkstoffe, Einsatz von Normalien, Werkzeugausprobe. Abschließend wird auf die Qualitätskriterien der Blechformteile eingegangen.

c) Labor „Werkzeugentwicklung“: Füllsimulation Spritzguss Kunststoffe, Simulation Werkstofffluss Blech, rechnerunterstützte Ableitung Werkzeugwirkflächen aus Bauteilgeometrie, Kostenkalkulation.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Fertigungstechnik und Labor Fertigungstechnik, Konstruktionstechnik

empfohlen: Kenntnisse in 3D-CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Projektarbeit (benotet)

b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c) Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 2 (Design and Simulation Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Design and Simulation Engineering

Advanced Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• Fortgeschrittene Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• Fortgeschrittene Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen
• Schwingungen an Maschinen verstehen, beschreiben und numerisch simulieren.
• die Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für Bauteile mit dynamischen Belastungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

•  Fortgeschrittene Arbeitsmethoden eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus komplexe Fertigungsunterlagen ableiten.
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben für Bauteile mit dynamischen Belastungen mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen.
• Eigenfrequenzen und Eigenformen analytisch und numerisch bestimmen.
• Schwingungen an Maschinen analysieren und bewerten.
• Maßnahmen zur Schwingungsminderung umsetzen.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Computer Aided Engineering 2“:

Themengebiet CAD:

• Mechanismen (Definition von Gelenkverbindungen, Antriebe, Bewegungsanalyse, Animation, Kurvenscheibensynthese)
• Freiformflächenmodellierung (Styletool, Stetigkeitsgrade und Analyse von Kurven und Flächen, Mastermodelle, Rendering…)
• Model Based Definition (weiterführende Themen und Möglichkeiten)
• Geometrieoptimierungen nach physikalischen Bedingungen
• Parametrik (Kurven und Koordinatensysteme, benutzerdefinierte Konstruktionselemente)
• Fertigungsbedingte Modellierungstechniken (Blech- und Profilkonstruktionen, Piping and Cabling, Casting)

Themengebiet Numerische Simulation:

• Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Strukturen unter Anwendung von MATLAB und ANSYS
• Simulation von Systemen mit einem und mehreren Freiheitsgraden
• Durchführung von Modalanalysen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen und -formen.
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung
• Harmonische und transiente Schwingungsanalyse

b) Vorlesung „Maschinendynamik“:

• Lösen von maschinendynamischen Aufgabenstellungen
• Analyse von Systemen mit mehreren Freiheitsgraden
• freie und erzwungene harmonische Schwingungen
• Bewertung von Schwingungen
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung: Auswuchten, Verstimmen, Dämpfung, Schwingungsisolierung, passive und aktive Zusatzsysteme

Teilnahmevoraussetzungen

• Basismodul Design and Simulation

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Studienarbeit (benotet)

b) benotete Klausur (90 Minuten)

Übersicht der Schwerpunkte

Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• die Phasen des Ermüdungsvorgangs sowie rechnerische Betriebsfestigkeitskonzepte beschreiben,
• die wesentlichen Einflussgrößen auf die Ermüdung nennen und
• den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Leichtbaupotenzial mechanisch belasteter Struktur angeben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich auswerten,
• die Anrisslebensdauer von Bauteilen mit dem Kerbdehnungskonzept rechnerisch abschätzen,
• die linear-elastische Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen in Bauteilen anwenden,
• einfache Bauteile bezüglich des Leichtbaupotenzials optimieren und
• das Konzepte des Stoff- und Formleichtbaus und entsprechender Kennzahlen (Leichtbaukennzahl, spezifische Energieabsorption) zur Bauteiloptimierung anwenden.

Wissenschaftliche Innovation

• die in den Vorlesungen vorgestellten Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der rechnerischen Auslegung mechanisch belasteter Bauteil zu gewinnen sowie
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte der Betriebsfestigkeit sowie der Strukturoptimierung präsentieren und fachlich diskutieren sowie in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Betriebsfestigkeit“:

• Auswertung von Versuchsergebnissen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
• Konzepte zur rechnerischen Lebensdauerabschätzung
• Zyklisches Werkstoffverhalten
• Kerbdehnungskonzept
• Einführung in die linear-elastische Bruchmechanik
• Rissfortschritt

b) Vorlesung „Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der Festigkeitslehre
• Stoffleichtbau
• Formleichtbau

c) Labor „Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der experimentellen Bauteilanalyse
• Experimentelle und rechnerische Analyse einer Kerbscheibe unter wiederholter Belastung
• Anwendung eines kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms
• Iterative Optimierung eines Bauteils mittels eines kommerziellen Finite Elemente Programms
• Einführung in das open-source Computeralgebrasystem Maxima
• Symbolische und numerische Berechnung mittels Maxima

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss der Lehrveranstaltungen Festigkeitslehre 1, Festigkeitslehre 2, Technische Mechanik 1, Werkstofftechnik 1, Werkstofftechnik 2, Mathematik 1 und Mathematik 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) und b) Gemeinsame Klausur (90 Min, benotet, 4 Credits)

c) Laborberichte

Übersicht der Schwerpunkte

Konstruktion und Konzeption von Werkzeugmaschinen und deren Baugruppen

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Verstehen des Einsatzes, der Verwendung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten und deren Einsatz und Automatisierungsmöglichkeiten.
• Wissen um die Gestaltung wesentlicher Baugruppen einer Werkzeugmaschine, von Werkzeugen und von Spanntechniken
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus von Werkzeugmaschinen – Konzepten und der wichtigsten Baugruppen der Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Spannmitteln.
• Kennenlernen der Optimierungsmöglichkeiten vom statischem, dynamischem und thermischem Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen wesentlicher Methoden zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens und deren Messung der Komponenten.
• Verstehen der Zusammenhänge Kräfte und deren Einfluss auf die Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Gestaltung und Einsetzen optimaler Maschinen und Baugruppen in Produktionsmaschinen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Gestaltung und Konzeption von Maschinen.
• Gestaltung und Auslegung von Baugruppen und Komponenten von Werkzeugmaschinen.
• Erklären und Präsentieren von Lösungsmöglichkeiten in der Gestaltung von Baugruppen und Maschinen zur trennenden Bearbeitung.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen und Spanntechniken effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.
• Auslegung Spanntechnik und Vorrichtungsmöglichkeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Maschinen in der spanenden Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Konzeption der Verknüpfung von Maschinen zur Bildung von effizienten Prozessketten.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.

Kommunikation und Kooperation

• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Maschinen und Komponenten durch systematische Darstellung, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Maschinenarten und Konzepte, konstruktiver Aufbau und Einteilung, Aufbau von Modernen Maschinenkonzepten, Umsetzung Technologie, Steifigkeit, Automatisierungsmöglichkeiten, Betrachtung von Dreh-, Fräs-, Schleif-, Verzahnmaschinen, Bearbeitungszentren, Maschinen für Einzelteilbearbeitung, für flexible Fertigung, für Großserienfertigung, Aufstellung und Fundamente, akustische Maßnahmen zur Geräuschminderung Spannprinzipien, Konstruktion und Anwendung, Berechnung von Spannkräften

b) Vorlesung „Baugruppen und Komponenten“:

Methoden und optimale Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Auslegung und Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Funktion und Einsatz von Positionsmesssystemen, Hauptantriebe: Art und Aufbau von Spindeln und Antrieben, Wälz-, Hydrostatik-, Aerostatik - und Magnet- Spindeln, Einsatz von unterschiedlichen Spindeln,

c) Labor Konstruktion Wzm :
Praktische Analyse von Schwingungen an Werkzeugmaschinen, Bestimmung des Frequenzganges, der Eigenfrequenzen, der Eigenschwingformen, Einsatz von Hilfsmassendämpfer, Messtechnik zur Bestimmung von Schwingungen, Positionsvermessung mit Laserinterferometrie an unterschiedlichen Schlitten und Antriebssystemen,
Einsatz von modernen CAD / CAM Tools am Beispiel der Konstruktion eines Bauteils

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Entwicklung von formgebenden Werkzeugen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• den konstruktiven Aufbau von Spritzgusswerkzeugen kennen.
• Spritzgießwerkzeuge auslegen
• den konstruktiven Aufbau von Werkzeugen zur Blechumformung kennen.
• Werkzeuge entlang der Prozesskette herleiten.
• Erfahrungen in der Konstruktion von Formwerkzeugen sammeln.
• die Ableitung der Wirkflächen der Werkzeuge aus der Bauteilgeometrie durchführen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Formwerkzeuge konzipieren, entwickeln und ausarbeiten
• Prozessketten ableiten und entwickeln
• Konstruktion mit 3D-CAD
• Einsatz von digitalen Tools im Werkzeugbau: Füllsimulation Spritzguss und Simulation Werkstofffluss Blech
• Konstruktive Ausführung von Spritzguss- und Umformwerkzeugen

Kommunikation und Kooperation

• Konstruktiver Aufbau von Spritzguss- und Blechumformwerkzeugen in internen und externen Meetings erläutern
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeuge Kunststofftechnik“: Die Vorlesung behandelt insbesondere die Konstruktion und den Aufbau von formgebenden Werkzeugen für das Spritzgießverfahren. Insbesondere werden dabei Entformungsprinzipien, Werkzeugarten, Angussysteme, Temperiersysteme und auch die mechanische Auslegung behandelt. Dabei werden auch erreichbare Oberflächenqualitäten, als auch die Materialauswahl und die Auswirkungen auf die Bauteilkonstruktion erläutert. Abgerundet wird das ganze durch eine Kostenkalkulation.

b) Vorlesung „Werkzeuge Blechumformung“: Die Vorlesung behandelt nach einer kurzen Einführung in die Verfahren den konstruktiven Aufbau verschiedener Werkzeugarten (Folgeverbundwerkzeuge Transferwerkzeuge, Einzelwerkzeuge). Behandelt wird die Phasen des Konstruktionsprozesses der Werkzeuge: Ableitung Methode aus Bauteilgeometrie, Entwicklung Prozesskette, Auskonstruktion, Gestaltungsrichtlinien, Wahl der Werkzeugwerkstoffe, Einsatz von Normalien, Werkzeugausprobe. Abschließend wird auf die Qualitätskriterien der Blechformteile eingegangen.

c) Labor „Werkzeugentwicklung“: Füllsimulation Spritzguss Kunststoffe, Simulation Werkstofffluss Blech, rechnerunterstützte Ableitung Werkzeugwirkflächen aus Bauteilgeometrie, Kostenkalkulation.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Fertigungstechnik und Labor Fertigungstechnik, Konstruktionstechnik

empfohlen: Kenntnisse in 3D-CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Projektarbeit (benotet)

b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c) Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 3 (Design and Simulation Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Design and Simulation Engineering

Advanced Design and Simulation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• Fortgeschrittene Möglichkeiten der Funktion und Anwendung eines komplexen parametrischen CAD-Systems kennen.
• Fortgeschrittene Gestaltungsmöglichkeiten von komplexen Bauteilen und Baugruppen kennen
• Schwingungen an Maschinen verstehen, beschreiben und numerisch simulieren.
• die Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung verstehen und beschreiben.
• numerische Modelle für Bauteile mit dynamischen Belastungen aufbauen, analysieren und bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

•  Fortgeschrittene Arbeitsmethoden eines komplexen parametrischen CAD-Systems anwenden und daraus komplexe Fertigungsunterlagen ableiten.
• Konstruktions- und Entwicklungsaufgaben für Bauteile mit dynamischen Belastungen mit Hilfe von CAE-Tools methodisch und eigenständig lösen.
• Eigenfrequenzen und Eigenformen analytisch und numerisch bestimmen.
• Schwingungen an Maschinen analysieren und bewerten.
• Maßnahmen zur Schwingungsminderung umsetzen.
• Berechnungsergebnisse auf ihre Richtigkeit überprüfen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte und Ergebnisse klar präsentieren und kommunizieren.
• im Team kommunizieren und kooperieren sowie Informationen beschaffen, um adäquate Lösungen für Aufgabenstellungen zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Auswahl von Methoden kritisch reflektieren und begründen.
• Unsicherheiten und Grenzen der angewandten Methoden beurteilen.
• Fehler erkennen und Ergebnisse kritisch hinterfragen.
• ihre Kenntnisse und Fähigkeiten eigenständig erweitern.
• nachhaltige und sichere Produkte entwickeln.

Inhalte

a) Vorlesung „Computer Aided Engineering 2“:

Themengebiet CAD:

• Mechanismen (Definition von Gelenkverbindungen, Antriebe, Bewegungsanalyse, Animation, Kurvenscheibensynthese)
• Freiformflächenmodellierung (Styletool, Stetigkeitsgrade und Analyse von Kurven und Flächen, Mastermodelle, Rendering…)
• Model Based Definition (weiterführende Themen und Möglichkeiten)
• Geometrieoptimierungen nach physikalischen Bedingungen
• Parametrik (Kurven und Koordinatensysteme, benutzerdefinierte Konstruktionselemente)
• Fertigungsbedingte Modellierungstechniken (Blech- und Profilkonstruktionen, Piping and Cabling, Casting)

Themengebiet Numerische Simulation:

• Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Strukturen unter Anwendung von MATLAB und ANSYS
• Simulation von Systemen mit einem und mehreren Freiheitsgraden
• Durchführung von Modalanalysen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen und -formen.
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung
• Harmonische und transiente Schwingungsanalyse

b) Vorlesung „Maschinendynamik“:

• Lösen von maschinendynamischen Aufgabenstellungen
• Analyse von Systemen mit mehreren Freiheitsgraden
• freie und erzwungene harmonische Schwingungen
• Bewertung von Schwingungen
• Wirkungsweise von Maßnahmen zur Schwingungsminderung: Auswuchten, Verstimmen, Dämpfung, Schwingungsisolierung, passive und aktive Zusatzsysteme

Teilnahmevoraussetzungen

• Basismodul Design and Simulation

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Studienarbeit (benotet)

b) benotete Klausur (90 Minuten)

Übersicht der Schwerpunkte

Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• die Phasen des Ermüdungsvorgangs sowie rechnerische Betriebsfestigkeitskonzepte beschreiben,
• die wesentlichen Einflussgrößen auf die Ermüdung nennen und
• den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Leichtbaupotenzial mechanisch belasteter Struktur angeben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich auswerten,
• die Anrisslebensdauer von Bauteilen mit dem Kerbdehnungskonzept rechnerisch abschätzen,
• die linear-elastische Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen in Bauteilen anwenden,
• einfache Bauteile bezüglich des Leichtbaupotenzials optimieren und
• das Konzepte des Stoff- und Formleichtbaus und entsprechender Kennzahlen (Leichtbaukennzahl, spezifische Energieabsorption) zur Bauteiloptimierung anwenden.

Wissenschaftliche Innovation

• die in den Vorlesungen vorgestellten Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der rechnerischen Auslegung mechanisch belasteter Bauteil zu gewinnen sowie
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte der Betriebsfestigkeit sowie der Strukturoptimierung präsentieren und fachlich diskutieren sowie in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Betriebsfestigkeit“:

• Auswertung von Versuchsergebnissen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
• Konzepte zur rechnerischen Lebensdauerabschätzung
• Zyklisches Werkstoffverhalten
• Kerbdehnungskonzept
• Einführung in die linear-elastische Bruchmechanik
• Rissfortschritt

b) Vorlesung „Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der Festigkeitslehre
• Stoffleichtbau
• Formleichtbau

c) Labor „Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der experimentellen Bauteilanalyse
• Experimentelle und rechnerische Analyse einer Kerbscheibe unter wiederholter Belastung
• Anwendung eines kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms
• Iterative Optimierung eines Bauteils mittels eines kommerziellen Finite Elemente Programms
• Einführung in das open-source Computeralgebrasystem Maxima
• Symbolische und numerische Berechnung mittels Maxima

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss der Lehrveranstaltungen Festigkeitslehre 1, Festigkeitslehre 2, Technische Mechanik 1, Werkstofftechnik 1, Werkstofftechnik 2, Mathematik 1 und Mathematik 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) und b) Gemeinsame Klausur (90 Min, benotet, 4 Credits)

c) Laborberichte

Übersicht der Schwerpunkte

Konstruktion und Konzeption von Werkzeugmaschinen und deren Baugruppen

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Verstehen des Einsatzes, der Verwendung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten und deren Einsatz und Automatisierungsmöglichkeiten.
• Wissen um die Gestaltung wesentlicher Baugruppen einer Werkzeugmaschine, von Werkzeugen und von Spanntechniken
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus von Werkzeugmaschinen – Konzepten und der wichtigsten Baugruppen der Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Spannmitteln.
• Kennenlernen der Optimierungsmöglichkeiten vom statischem, dynamischem und thermischem Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen wesentlicher Methoden zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens und deren Messung der Komponenten.
• Verstehen der Zusammenhänge Kräfte und deren Einfluss auf die Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Gestaltung und Einsetzen optimaler Maschinen und Baugruppen in Produktionsmaschinen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Gestaltung und Konzeption von Maschinen.
• Gestaltung und Auslegung von Baugruppen und Komponenten von Werkzeugmaschinen.
• Erklären und Präsentieren von Lösungsmöglichkeiten in der Gestaltung von Baugruppen und Maschinen zur trennenden Bearbeitung.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen und Spanntechniken effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.
• Auslegung Spanntechnik und Vorrichtungsmöglichkeiten.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Maschinen in der spanenden Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Konzeption der Verknüpfung von Maschinen zur Bildung von effizienten Prozessketten.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.

Kommunikation und Kooperation

• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Maschinen und Komponenten durch systematische Darstellung, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Maschinenarten und Konzepte, konstruktiver Aufbau und Einteilung, Aufbau von Modernen Maschinenkonzepten, Umsetzung Technologie, Steifigkeit, Automatisierungsmöglichkeiten, Betrachtung von Dreh-, Fräs-, Schleif-, Verzahnmaschinen, Bearbeitungszentren, Maschinen für Einzelteilbearbeitung, für flexible Fertigung, für Großserienfertigung, Aufstellung und Fundamente, akustische Maßnahmen zur Geräuschminderung Spannprinzipien, Konstruktion und Anwendung, Berechnung von Spannkräften

b) Vorlesung „Baugruppen und Komponenten“:

Methoden und optimale Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Auslegung und Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Funktion und Einsatz von Positionsmesssystemen, Hauptantriebe: Art und Aufbau von Spindeln und Antrieben, Wälz-, Hydrostatik-, Aerostatik - und Magnet- Spindeln, Einsatz von unterschiedlichen Spindeln,

c) Labor Konstruktion Wzm :
Praktische Analyse von Schwingungen an Werkzeugmaschinen, Bestimmung des Frequenzganges, der Eigenfrequenzen, der Eigenschwingformen, Einsatz von Hilfsmassendämpfer, Messtechnik zur Bestimmung von Schwingungen, Positionsvermessung mit Laserinterferometrie an unterschiedlichen Schlitten und Antriebssystemen,
Einsatz von modernen CAD / CAM Tools am Beispiel der Konstruktion eines Bauteils

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Entwicklung von formgebenden Werkzeugen

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• den konstruktiven Aufbau von Spritzgusswerkzeugen kennen.
• Spritzgießwerkzeuge auslegen
• den konstruktiven Aufbau von Werkzeugen zur Blechumformung kennen.
• Werkzeuge entlang der Prozesskette herleiten.
• Erfahrungen in der Konstruktion von Formwerkzeugen sammeln.
• die Ableitung der Wirkflächen der Werkzeuge aus der Bauteilgeometrie durchführen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Formwerkzeuge konzipieren, entwickeln und ausarbeiten
• Prozessketten ableiten und entwickeln
• Konstruktion mit 3D-CAD
• Einsatz von digitalen Tools im Werkzeugbau: Füllsimulation Spritzguss und Simulation Werkstofffluss Blech
• Konstruktive Ausführung von Spritzguss- und Umformwerkzeugen

Kommunikation und Kooperation

• Konstruktiver Aufbau von Spritzguss- und Blechumformwerkzeugen in internen und externen Meetings erläutern
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeuge Kunststofftechnik“: Die Vorlesung behandelt insbesondere die Konstruktion und den Aufbau von formgebenden Werkzeugen für das Spritzgießverfahren. Insbesondere werden dabei Entformungsprinzipien, Werkzeugarten, Angussysteme, Temperiersysteme und auch die mechanische Auslegung behandelt. Dabei werden auch erreichbare Oberflächenqualitäten, als auch die Materialauswahl und die Auswirkungen auf die Bauteilkonstruktion erläutert. Abgerundet wird das ganze durch eine Kostenkalkulation.

b) Vorlesung „Werkzeuge Blechumformung“: Die Vorlesung behandelt nach einer kurzen Einführung in die Verfahren den konstruktiven Aufbau verschiedener Werkzeugarten (Folgeverbundwerkzeuge Transferwerkzeuge, Einzelwerkzeuge). Behandelt wird die Phasen des Konstruktionsprozesses der Werkzeuge: Ableitung Methode aus Bauteilgeometrie, Entwicklung Prozesskette, Auskonstruktion, Gestaltungsrichtlinien, Wahl der Werkzeugwerkstoffe, Einsatz von Normalien, Werkzeugausprobe. Abschließend wird auf die Qualitätskriterien der Blechformteile eingegangen.

c) Labor „Werkzeugentwicklung“: Füllsimulation Spritzguss Kunststoffe, Simulation Werkstofffluss Blech, rechnerunterstützte Ableitung Werkzeugwirkflächen aus Bauteilgeometrie, Kostenkalkulation.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Fertigungstechnik und Labor Fertigungstechnik, Konstruktionstechnik

empfohlen: Kenntnisse in 3D-CAD

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Projektarbeit (benotet)

b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c) Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 4

Ein weiters beliebiges Aufbaumodul aus jedem Schwerpunkt.

Übersicht der Schwerpunkte

Projekt 2 (profilbildend)

Voraussetzungen:
Verständnis der ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen des Maschinenbaus (Module Semester 1 bis 4).

Gesamtziele:
Vertiefung der Kenntnisse und Fahigkeiten in einer anwendungsspezifischen Aufgabenstellung durch integrierte Verwendung bisher erworbener Kompetenzen.

Inhalt:
Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den bearbeiten im Team von mindestens 3 Personen unter Anleitung ein spezifische Aufgabenstellung aus dem Bereich der jeweils gewählten Anwendung 1 oder Anwendung 2 unter Verwendung der Methoden des wissenschaftlichen und ingenieurmäßigen Arbeitens, des Projektmanagements und geeigneter Präsentationstechniken.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Bericht, Präsentation, mündliche Prüfung.

Thermofluiddynamik 2

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Bedeutung der Thermodynamik und der Wärmeübertragung erkennen.
• einfache Wärmeübertragungsprozesse durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung verstehen und erklären.
• thermodynamische Kreisprozesse verstehen und erklären.
• die Anwendungsgebiete von Gas-Dampfgemischen erläutern.
• den Messprozess von thermodynamischen Größen, wie der Temperatur, verstehen und erklären.
• die Bedeutung von Energiebilanzen erläutern.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• einfache Wärmeübertragungsprobleme analysieren und Lösungen erarbeiten.
• Thermodynamische Berechnungen von rechts- und linkslaufenden Kreisprozessen durchführen.
• Wärme-Kraft- und Kälte-Maschinen in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• Wärmeübertrager in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• Befeuchter in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• thermodynamische Gesetzmäßigkeiten anwenden, um Prozesse zu verstehen und zu analysieren.
• thermodynamische Probleme analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• thermodynamische Komponenten und Systeme auslegen.
• einfache Komponenten und Systeme zur Wärmeübertragung auslegen.
• sich ausgehend von ihren thermodynamischen Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• thermodynamische Systeme hinsichtlich ihrer Energieeffizienz verbessern.
• Komponenten und Systeme zur Wärmeübertragung hinsichtlich ihrer Energieeffizienz verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Wärmeübertragung interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Inhalte aus den Gebieten Thermodynamik und Wärmeübertragung kompetent präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

Das Modul bietet eine Einführung in die Wärme- und Stoffübertragung sowie in die technische Thermodynamik. Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, einfache thermodynamische Vorgänge und Wärmeübertragungsprozesse quantitativ zu beschreiben und zu analysieren.

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Wärme- und Stoffübertragung

Wärmeübertragungsmechanismen wie Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung, Wärmeübertrager und ihre Strömungsführungen, Kühlrippen und instationäre Wärmeleitung.

b) Thermodynamik 2

Rechts- und Linkslaufende Kreisprozesse, Kreisprozesse idealer Gase, Kreisprozesse im Nassdampfgebiet, Gas- und Dampfgemische, Befeuchtung von Gasen, Reales Gasverhalten bei hone Drücken, Verflüssigung von Gasen.

c) Anwendungen der Thermodynamik

Fouriersche Wärmeleitungsgleichung diskretisieren mit Matlab lösen, Analytische Lösung zur Berechnung der Kühlzeit, Messung der Temperatur in einem Werkzeug, Ableitung der Temperaturleitfähigkeit aus Messergebnissen, Aufstellung von Energiebilanzen, Aufnahme von Kennlinien im Labor

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss des Modul Thermofluiddynamik 1

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von  Leistungspunkten

a), b) Klausur (120 Minuten), benotet

c) Hausarbeit, unbenotet

Aufbaumodul 1 (Production Technologies)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Production Technologies.

Kunststofftechnik und additive Fertigung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Werkstoffkundliche insbesondere rheologische Grundlagen kennen
• Grundlagenwissen zur Werkstofftechnik und der Fertigungstechnik vorweisen.
• Die wichtigsten in der Kunststofftechnik verwendeten Werkstoffe und Fertigungsverfahren kennen.
• Die wichtigsten Verfahren in der additiven Fertigung.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Kunststoffprodukte entwickeln und herstellen
• Die wichtigen Fertigungsverfahren anwenden
• Qualitätssicherung und Schadensanalyse von Kunststoffbauteilen
• Digitale Methoden
• Anwendung der additiven Fertigung
• Konstruktionsrichtlinien additive Fertigung

Kommunikation und Kooperation

• Auswahl von Werkstoff; Werkzeug und Herstellverfahren in internen und externen Meetings begründen
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Kunststofftechnik“: Werkstoffkunde und Rheologie sind die Grundlagen des kunststoff- und verarbeitungsgerechten Gestaltens von Bauteil und Werkzeug. Das Spritzgießverfahren wird in seinen Grundlagen ausführlich behandelt und Strategien zur Werkstoffauswahl und der Prozessoptimierung werden aufgezeigt. Anhand der numerischen Verfahren (Spritzgießsimulation)  werden die Praxiserkenntnisse vertieft.Die Prozessauslegung eines Spritzgießprozesses wird anhand der Berechnung der Maschineneinstellparameter dargestellt. Darauf basierend werden die Sonderverfahren der Spritzgießtechnik behandelt. Die Kosten der Teile- und Formenfertigung werden an Beispielen ermittelt und optimiert. Die Konstruktionsarbeit eines Spritzgießwerkzeuges vertieft den Stoff aus Sicht der Werkzeugherstellung. Darüber hinaus werden die Konstruktionsregeln zur Gestaltung von Kunststoffteilen, deren Tolerierung, die Materialauswahl und die Bauteilauslegung besprochen.

b) Vorlesung „Additive Fertigung im Werkzeugbau“: In der Vorlesung werden die Funktionsweisen aller relevanten additiven Fertigungstechnologien nach DIN 8580:2020-01 bzw. DIN EN ISO /ASTM 52900 vermittelt. Der Fokus liegt auf den standartisierten Verfahren, deren Funktionsweisen, Potentiale und Grenzen. Die Verfahren der Additiven Fertigung, unterteilt in Extrusionsverfahren, polymerisierende Verfahren, laserbasierte Verfahren und indirekte Verfahren, werden systematisch in Zusammenhang mit aktuellen Normen vorgestellt. Es werden Wirkprinzipien, Anlagentechnik, Prozesse und eingesetzte Werkstoffe erläutert. Darauf aufbauend werden Besonderheiten der Prozesskette additiver Fertigungsverfahren erläutert und auf das methodische Konstruieren von additiv gefertigten Bauteilen vorgestellt. Weiterhin wird auf Fokustechnologien und hybride Fertigung eingegangen welche für den Aufbau von Werkzeugen (bspw. Spritzguss) besonders gut geeignet sind.

c) Labor „Kunststoffe“(2 Laborübungen):   Praktische Übungen am Extruder oder der Spritzgießmaschine und der analytischen und mikroskopischen Prüfverfahren ergänzen die praxisnahe Vermittlung des Stoffs. Simulation von Formfüllvorgängen und verschiedene Qualitätssicherungsverfahren bereiten auf die Berufspraxis vor. Zusätzlich wird es ein Labor geben um die Bauteilgeometrie optisch zu messen und zu digitalisieren.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Werkstofftechnik und Labor Werkstofftechnik

empfohlen: Module Festigkeitslehre; Fertigungstechnik; Konstruktion

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c)  Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Production Management

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende Kenntnisse des Produktionsmanagements vorweisen und insbesondere die Prinzipien der schlanken Produktion (Lean Production) anwenden, erkennen, erklären und veranschaulichen.
• methodisch die produktionstechnischen Zusammenhänge ableiten und die systematische Herangehensweise mithilfe einer Wertstromanalyse durchführen.
• die wichtigsten in der industriellen Produktion auftretenden Verschwendungsarten erkennen, erklären und anschaulich beschreiben.
• die fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung im Hinblick auf den Produktentstehungsprozess erkennen und erklären sowie das Erlernte mit Transferwissen in das Simultaneous Engineering zielführend einbringen.
• die Zusammenhänge für die Vorgehensweise bei der Planung von Fertigungs- und Montageanlagen erkennen, erklären und veranschaulichen sowie die Systematik von der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung bis zum Fertigungsanlauf systematisch beschreiben.
• hinsichtlich verschiedener Anforderungen an die Abtaktung von Produktionssystemen geeignete Planungshilfsmittel einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für die Handhabungstechnik hinsichtlich Mechanisierung, Automatisierung, Rationalisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen hinsichtlich Mensch-Roboter-Kollaborationen, Assistenzsystemen in der manuellen Montage, Automatisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• Systemalternativen in der Produktionsplanung mithilfe der Nutzwertanalyse bewerten und auswählen.
• Daten und Informationen für das Produktionscontrolling generieren und im erforderlichen Verdichtungsgrad für Entscheider zur Verfügung stellen, um Schlüsse für die Steuerung der Produktion zu ziehen.
• die modernen Produktionsplanungsmethoden mit den Schwerpunkten Digitale Fabrik, Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Shopfloor-Management, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• die verschiedenen Auswirkungen einer Push-, Pull- oder Fließfertigung verstehen und erklären sowie die Anwendung diverser Lean-Tools in der „Lean-Modellfabrik“ (Laborveranstaltung) erkennen, erklären und veranschaulichen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Prinzipien und Zusammenhänge der „Schlanken Produktion“ nutzbringend erkennen und einordnen.
• zahlreiche Methoden und Werkzeuge der „Schlanken Produktion“ anwenden und auslegen.
• wichtige produktionstechnische Aspekte in die Entwicklung und Konstruktion einbringen.
• alternative Produktionssysteme gegeneinander abwägen und technologische und monetäre Bewertungen vornehmen.
• unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen bei der Planung von Automatisierungslösungen, Handhabungs-einrichtungen und Robotersystemen einnehmen, diese gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• sich ausgehend von ihren produktionstechnischen Kenntnissen in neue Technologien und Tools für das Produktionsmanagement einarbeiten.
• im Rahmen der begleitenden Laborveranstaltungen verschiedene Produktionsabläufe in der „Lean-Modellfabrik“ hinsichtlich einer Push-, Pull- und Fließfertigung planen, simulieren, ausführen und analysieren.
• in Teamgesprächen und in Form von Assessments argumentieren.
• fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.

Wissenschaftliche Innovation

• vorhandenes Wissen im Produktionsmanagement anwenden und kombinieren, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Zusammenhänge in der Produktion optimieren und eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung hin beurteilen.
• Herausforderungen, Möglichkeiten und Grenzen bei Assistenzsystemen in der manuellen Montage und Mensch-Roboter-Kollaborationen einschätzen und weiterentwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die erlernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen für produktionstechnische Systemvergleiche heranziehen und geeignete Schlussfolgerungen ziehen.
• produktionstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung:

Einführung in die schlanken Produktionsprinzipien:

Bausteine moderner Arbeitssysteme, Elemente der schlanken Produktion, Marktdynamik, Marktanforderungen und Auswirkungen auf die Produktion, Verschwendungsarten in der Produktion, Zusammenhang zwischen Wertschöpfung und Verschwendung, Toyota Produktionssystem, Just in Time/Sequence, Jidoka, Ganzheitliche Produktionssysteme, Kaizen, KVP, PDCA, 5S, TQM, FMEA, Six Sigma, Shopfloor-Management, Poka Yoke, TPM, OEE, One Piece Flow, Chaku-Chaku, SMED, Kanban, Ship to Line, Milkrun, Change Management

Wertstromanalyse:

Ablaufstrukturanalyse, Swimlane, Vorgehensweise bei der Ist- und Soll-Wertstrom-Analyse, Kundentakt, Push-, Pull- und Fließprinzipien, Leitlinien und Schrittmacherprozess, FIFO, Supermarkt, diverse Planungsbeispiele mit Wertstromanalysen

Fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung:

Bedeutung, Schwierigkeitsgrad in der Montage, Automatisierungshemmnisse, Wechselbeziehung zwischen Produkt und Fertigungseinrichtung, Funktionen in der Montage, Ziele und Auswirkungen der MGPG, Wandel in der Verzahnung von Entwicklungsphasen, Simultaneous Engineering, Kostenverantwortung und –verursachung, Kriterien für die Produktstrukturierung, Boothroyd- und Dewhurst-Methode

Vorgehensweise bei der Fertigungs- und Montageplanung:

Planungsstufen bei der Planung von Fertigungs- und Montageeinrichtungen, detaillierte Betrachtung der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung und Fertigungsanlauf

Planungshilfsmittel:

Taktzeitermittlung, Taktzeitausgleich, Montagevorranggraph, Gestaltung von Speichersystemen, Pufferarten, Kriterien und Ziele für die Materialflussgestaltung und Teilebereitstellung

Planungsgrundlagen für Handhabungstechnik:

Definition Wirtschaftlichkeit, Mechanisierung und Automatisierung, Ökonomische Aspekte und volkswirtschaftliche Randbedingungen, Vorgehensweise zum Auffinden von Automatisierungslücken, Handhabungsfunktionen, Werkstückmerkmale, Betrachtung diverser Handhabungseinrichtungen

Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen und Industrie 4.0:

Grundlagen und Definitionen zur Robotik, Gründe für den Einsatz von Industrierobotern, Grundbauarten von Robotern, Teilsysteme, mechanischer und kinematischer Aufbau von Industrierobotern, Koordinatensysteme, TCP, Programmierverfahren, Betriebsarten, Betrachtung diverser Anwendungsbeispiele, Definition Industrie 4.0, Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), Risikoanalyse, Einsatzspektrum, Assistenzsysteme in der manuellen Montage, Robotik in der Medizin, Sensoren in der Automatisierungstechnik

Bewertung und Auswahl von Systemalternativen in der Montageplanung:

Unternehmensziele im „magischen Dreieck“, monetäre und nicht monetäre Kriterien, Definition der Verfügbarkeit von Fertigungsanlagen, Durchlaufzeitbetrachtungen, Paarweiser Vergleich und Nutzwertanalyse, Planungsbeispiel

Produktionscontrolling:

Definition, Instrumente, betriebliche Kennzahlen, Benchmarking, Rahmenbedingungen bei der Festlegung von Kennzahlen, Arten und Beispiele von betrieblichen Kennzahlen

Moderne Planungsmethoden und –werkzeuge für ein ganzheitliches Prozessmanagement:

Strategien, Planung, Durchführung und Umsetzung diverser Methoden

Produktionsplanungsmethoden mit dem Schwerpunkt Digitale Fabrik:

Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Prozess-Kommunikation, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen

b) Labor:

Lean Modellfabrik:

Montageplanspiel mit miniaturisierten PKW-Fahrzeugen an manuellen und teilautomatisierten Montagearbeitsplätzen mit den Schwerpunkten: 7 Verschwendungsarten, Wertstrom, Push-, Pull- und Fließfertigung, 5S, Planung und Realisierung diverser Montagesysteme, Abtaktung, Logistik, Kunden-Lieferanten-Beziehung, Kennzahlenmanagement

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: vorangegangene Schwerpunktwahl in produktionstechnischen Fächern, abgeschlossenes Praxissemester in produktionsaffinen Unternehmensbereichen

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Vorlesung: Klausur (120 Minuten), benotet

b) Labor: Labortestat (Nachweis zur Anwesenheit), Laborauswertung, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Metal Forming Technology and Laser Material Processing

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• Explain the basic processes of metal forming
• Describe sheet metal forming processes mostly used in industry
• Understand the process limits
• Describe the functionality of forming presses
• Understand possibilities of modern production processes with laser as a tool (e.g. additive manufacturing)

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• Create reports and presentations in English
• Develop possible process chains for new products
• Calculate sheet metal processes by FEM simulations
• Create new design concepts for parts, using sheet metals or tubes

Scientific Innovation

• Optimize existing process chains by further use of simulation tools
• Independently develop approaches for new forming concepts and assess their suitability
• Develop concepts for the optimization of forming processes
• Automatization of high volume production with sheet metals

Communication and Cooperation

• Interpret the results of FEM process simulation of sheet metal forming
• Use the learned knowledge, skills and competences to evaluate the feasibility of forming processes
• Present the feasibility to manufacture new components
• Working in groups and present new solutions for design tasks

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• Justify the feasibility of sheet metal forming process chains  and methodically
• Production of the group work sheet metal designs to see how it works

Contents

a) Plasticity; Sheet metal forming: Deep drawing, drawing of complex parts, car body parts, blanking; Development of process chains using FEM; Hydraulic and mechanical presses, modern servo presses; Applications: Components, case studies, weight reduction

b) Laser beam sources: Principle of laser and beam characteristics, beam guidance and –forming, laser security; Laser material processes: Cutting/welding/removing/hardening/marking, quality systems for laser material processing; Laser- and sheet metal processing systems: Cutting and welding systems, punching and forming of sheet metal, design of sheet and pipe constructions. Introduction of laser based additive manufacturing technologies: powder-bed based technologies (L-PBF-M/P), direct energy deposition (DED) and introduction to new tooling concepts such as conforming cooling channels

c) Sheet metal forming: Experiments deep drawing, bending, blanking, digital strain measurement; Machines: Modern servo press technology; Development of process chains within case studies using the industrial FEM-Software AutoForm

d) Design of sheet metal parts in 3D-CAD-systems, programming of machines for sheet metal processing, manufacturing of sheet metal parts, marking, demonstration of complete sheet metal process chain / alternatively designing of parts for L-PBF-M process and applying consequent software tools (e.g. slicing, support structure generation,…)

Participation Requirements

Recommended:

• Basic knowledge in production technology
• 3D-CAD software

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a) Metal Forming Technology: Written examination 60 min., graded

b) Laser Material Processing: Written examination 45 min., graded

c) Lab: Report, not graded

d) Lab: Report, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Moderne Fertigungssysteme / Werkzeugmaschinen und spanende Technologie

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten, deren Einsatz und deren Automatisierungsmöglichkeiten.
• Vermittlung von Kenntnissen der wichtigen spanenden Fertigungsverfahren, Verstehen und Begreifen der Eigenschaften der Verfahren. Verstehen der Erweiterung der Möglichkeiten durch moderne Verfahren.
• Verstehen der Grundlagen der Zerspanungstechnik und der Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen vom statischen, dynamischen und thermischen Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen der Messtechnik zur Beurteilung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus und der wichtigsten Baugruppen von Werkzeugmaschinen, Werkzeugen, Spannmitteln und Vorrichtungen.
• Verstehen der Zusammenhänge zwischen Bearbeitungsprozessen und Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Einsetzen optimaler (spanenden) Prozesse und Maschinen in der Produktion.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Erlangen von Kenntnissen über die Grundlagen, Ziele, Grenzen und Anforderungen von spanenden Verfahren und deren effektiven Anwendung in der Produktion.
• Erlangen der Fähigkeit technisch mögliche, effiziente Bearbeitungsmöglichkeiten zu wählen und deren Umsetzung auf Werkzeugmaschinen zu beurteilen und zu bestimmen.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Prozessen und Maschinen in der spanenden (trennenden) Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Bearbeitungsprozesse zu effizienten Prozessketten verbinden.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.
• Einsatz und Auslegung von neuen Prozessen

Kommunikation und Kooperation

• Für die Produktion die wichtigsten qualitätsbestimmenden Prozesse mitgestalten und zu ermöglichen, dabei haben meist auch die spanenden Prozesse die größte Wertschöpfung.
• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Prozessketten durch systematische Darstellung der Schnittstellen, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Einteilung Maschinenarten, Dreh-, Fräsmaschinen, deren vorteilhafte Verwendung und  Gestaltung, als Horizontal-, Schrägbett-, Vertikal- usw. Maschinen, Fräsmaschinen Bearbeitungszentren, Schleif- und Verzahnmaschinen, Konstruktiver Aufbau, Gestelle Werkstoffe, Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Aufstellung und Fundamente, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Hauptantriebe: Art und Aufbau

b) Vorlesung „Spanende Fertigungstechnologie“:

Grundlagen Zerspanung, Geometrie am Schneidteil, Schnitt- und Spanbildungsvorgänge, Verschleiß, Berechnung der Zerspankräfte,  Schneidstoffe und Werkzeuge, Kühlschmierstoffe, Minimalmengensysteme, Trockenbearbeitung, Zerspanbarkeit, Gefügezusammensetzung und Bearbeitbarkeit, Prozess- Überwachungs- und Regelungssysteme, Technologien Drehen, Anwendungen Fräsen, Eingriffs-, Spannungs-, und Schnittgrößen beim Stirnfräsen,  Kräfte und Leistungen, Schnittkraftberechnung beim Stirnplanfräsen, Bohren, Senken, Reiben, Spanungs- Werkzeuge, Spannmittel, Genauigkeit und Oberfläche, Technologie, Tieflochbohren, Hartbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide und Kombinationsprozesse, Kombinationsprozess Drehen und Schleifen, Spanbildung, Trockenschleifen, Schleifen, Technologie und Werkzeuge, Bindung, Schälschleifen.

c) Labor „Werkzeugmaschinen“:

Durchführung der Fertigung und Vermessung von Bauteilen, Oberflächenmessungen, Rundheits- und Profilmessungen, Quadrantenfehler, Methoden und Verfahren der Geometrie – Auswertung, Messung von Kräften, Qualitätssicherungsmethoden,
Messung der Schnittkraft, Bestimmung der spezifischen Schnittkraft

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Produktionsplanung für Smart Automation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundsätzliche die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozess vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Intelligente Produktionsanlagen detailliert auslegen
• Die Chancen, aber auch die Grenzen und Risiken der Automatisierung erkennen

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse für die Planung von SMART-Automation zu gewinnen.
• neue Modelle systematisch mithilfe von digitalen Werkzeugen erstellen
• Produktionssysteme auch mithilfe von digitalen Werkzeugen optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln und Sicherheit in der praktischen Anwendung gewinnen

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Industrial Engineering für Smart Automation

Automatisierungsgerechte Produktgestaltung, Methoden zur Absicherung der Planungsprozesse, Verfügbarkeiten von verketteten hybriden und automatisierten Linie, vorherbestimmte Zeiten in smarten Produktionsanlagen, Arbeitsplatz- und Maschinenergonomie, Assistenzsysteme und Smart-Collaboration

b) Digitale Planungsmethoden für Smart Automation

Konzeption und Bewertung von Planungsalternativen, CAI-integrierte Planung eines Produktionsbereiches, Produktions- und Fabriksimulation, Engpassmanagement bei Produktionsanlagen, Digitale Absicherung und Fabrikplanung

c) Labor Smart Automation in der digitalen Fabrik (mit z.B. Dassault-PE, TeamCenter, EMA-WS und -PD, Plant Simulation, VisTable)
 

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Grundlagen der Produktion, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet] oder

Studienarbeit [benotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 2 (Production Technologies)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Production Technologies

Kunststofftechnik und additive Fertigung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Werkstoffkundliche insbesondere rheologische Grundlagen kennen
• Grundlagenwissen zur Werkstofftechnik und der Fertigungstechnik vorweisen.
• Die wichtigsten in der Kunststofftechnik verwendeten Werkstoffe und Fertigungsverfahren kennen.
• Die wichtigsten Verfahren in der additiven Fertigung.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Kunststoffprodukte entwickeln und herstellen
• Die wichtigen Fertigungsverfahren anwenden
• Qualitätssicherung und Schadensanalyse von Kunststoffbauteilen
• Digitale Methoden
• Anwendung der additiven Fertigung
• Konstruktionsrichtlinien additive Fertigung

Kommunikation und Kooperation

• Auswahl von Werkstoff; Werkzeug und Herstellverfahren in internen und externen Meetings begründen
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Kunststofftechnik“: Werkstoffkunde und Rheologie sind die Grundlagen des kunststoff- und verarbeitungsgerechten Gestaltens von Bauteil und Werkzeug. Das Spritzgießverfahren wird in seinen Grundlagen ausführlich behandelt und Strategien zur Werkstoffauswahl und der Prozessoptimierung werden aufgezeigt. Anhand der numerischen Verfahren (Spritzgießsimulation)  werden die Praxiserkenntnisse vertieft.Die Prozessauslegung eines Spritzgießprozesses wird anhand der Berechnung der Maschineneinstellparameter dargestellt. Darauf basierend werden die Sonderverfahren der Spritzgießtechnik behandelt. Die Kosten der Teile- und Formenfertigung werden an Beispielen ermittelt und optimiert. Die Konstruktionsarbeit eines Spritzgießwerkzeuges vertieft den Stoff aus Sicht der Werkzeugherstellung. Darüber hinaus werden die Konstruktionsregeln zur Gestaltung von Kunststoffteilen, deren Tolerierung, die Materialauswahl und die Bauteilauslegung besprochen.

b) Vorlesung „Additive Fertigung im Werkzeugbau“: In der Vorlesung werden die Funktionsweisen aller relevanten additiven Fertigungstechnologien nach DIN 8580:2020-01 bzw. DIN EN ISO /ASTM 52900 vermittelt. Der Fokus liegt auf den standartisierten Verfahren, deren Funktionsweisen, Potentiale und Grenzen. Die Verfahren der Additiven Fertigung, unterteilt in Extrusionsverfahren, polymerisierende Verfahren, laserbasierte Verfahren und indirekte Verfahren, werden systematisch in Zusammenhang mit aktuellen Normen vorgestellt. Es werden Wirkprinzipien, Anlagentechnik, Prozesse und eingesetzte Werkstoffe erläutert. Darauf aufbauend werden Besonderheiten der Prozesskette additiver Fertigungsverfahren erläutert und auf das methodische Konstruieren von additiv gefertigten Bauteilen vorgestellt. Weiterhin wird auf Fokustechnologien und hybride Fertigung eingegangen welche für den Aufbau von Werkzeugen (bspw. Spritzguss) besonders gut geeignet sind.

c) Labor „Kunststoffe“(2 Laborübungen):   Praktische Übungen am Extruder oder der Spritzgießmaschine und der analytischen und mikroskopischen Prüfverfahren ergänzen die praxisnahe Vermittlung des Stoffs. Simulation von Formfüllvorgängen und verschiedene Qualitätssicherungsverfahren bereiten auf die Berufspraxis vor. Zusätzlich wird es ein Labor geben um die Bauteilgeometrie optisch zu messen und zu digitalisieren.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Werkstofftechnik und Labor Werkstofftechnik

empfohlen: Module Festigkeitslehre; Fertigungstechnik; Konstruktion

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c)  Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Production Management

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende Kenntnisse des Produktionsmanagements vorweisen und insbesondere die Prinzipien der schlanken Produktion (Lean Production) anwenden, erkennen, erklären und veranschaulichen.
• methodisch die produktionstechnischen Zusammenhänge ableiten und die systematische Herangehensweise mithilfe einer Wertstromanalyse durchführen.
• die wichtigsten in der industriellen Produktion auftretenden Verschwendungsarten erkennen, erklären und anschaulich beschreiben.
• die fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung im Hinblick auf den Produktentstehungsprozess erkennen und erklären sowie das Erlernte mit Transferwissen in das Simultaneous Engineering zielführend einbringen.
• die Zusammenhänge für die Vorgehensweise bei der Planung von Fertigungs- und Montageanlagen erkennen, erklären und veranschaulichen sowie die Systematik von der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung bis zum Fertigungsanlauf systematisch beschreiben.
• hinsichtlich verschiedener Anforderungen an die Abtaktung von Produktionssystemen geeignete Planungshilfsmittel einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für die Handhabungstechnik hinsichtlich Mechanisierung, Automatisierung, Rationalisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen hinsichtlich Mensch-Roboter-Kollaborationen, Assistenzsystemen in der manuellen Montage, Automatisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• Systemalternativen in der Produktionsplanung mithilfe der Nutzwertanalyse bewerten und auswählen.
• Daten und Informationen für das Produktionscontrolling generieren und im erforderlichen Verdichtungsgrad für Entscheider zur Verfügung stellen, um Schlüsse für die Steuerung der Produktion zu ziehen.
• die modernen Produktionsplanungsmethoden mit den Schwerpunkten Digitale Fabrik, Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Shopfloor-Management, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• die verschiedenen Auswirkungen einer Push-, Pull- oder Fließfertigung verstehen und erklären sowie die Anwendung diverser Lean-Tools in der „Lean-Modellfabrik“ (Laborveranstaltung) erkennen, erklären und veranschaulichen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Prinzipien und Zusammenhänge der „Schlanken Produktion“ nutzbringend erkennen und einordnen.
• zahlreiche Methoden und Werkzeuge der „Schlanken Produktion“ anwenden und auslegen.
• wichtige produktionstechnische Aspekte in die Entwicklung und Konstruktion einbringen.
• alternative Produktionssysteme gegeneinander abwägen und technologische und monetäre Bewertungen vornehmen.
• unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen bei der Planung von Automatisierungslösungen, Handhabungs-einrichtungen und Robotersystemen einnehmen, diese gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• sich ausgehend von ihren produktionstechnischen Kenntnissen in neue Technologien und Tools für das Produktionsmanagement einarbeiten.
• im Rahmen der begleitenden Laborveranstaltungen verschiedene Produktionsabläufe in der „Lean-Modellfabrik“ hinsichtlich einer Push-, Pull- und Fließfertigung planen, simulieren, ausführen und analysieren.
• in Teamgesprächen und in Form von Assessments argumentieren.
• fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.

Wissenschaftliche Innovation

• vorhandenes Wissen im Produktionsmanagement anwenden und kombinieren, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Zusammenhänge in der Produktion optimieren und eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung hin beurteilen.
• Herausforderungen, Möglichkeiten und Grenzen bei Assistenzsystemen in der manuellen Montage und Mensch-Roboter-Kollaborationen einschätzen und weiterentwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die erlernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen für produktionstechnische Systemvergleiche heranziehen und geeignete Schlussfolgerungen ziehen.
• produktionstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung:

Einführung in die schlanken Produktionsprinzipien:

Bausteine moderner Arbeitssysteme, Elemente der schlanken Produktion, Marktdynamik, Marktanforderungen und Auswirkungen auf die Produktion, Verschwendungsarten in der Produktion, Zusammenhang zwischen Wertschöpfung und Verschwendung, Toyota Produktionssystem, Just in Time/Sequence, Jidoka, Ganzheitliche Produktionssysteme, Kaizen, KVP, PDCA, 5S, TQM, FMEA, Six Sigma, Shopfloor-Management, Poka Yoke, TPM, OEE, One Piece Flow, Chaku-Chaku, SMED, Kanban, Ship to Line, Milkrun, Change Management

Wertstromanalyse:

Ablaufstrukturanalyse, Swimlane, Vorgehensweise bei der Ist- und Soll-Wertstrom-Analyse, Kundentakt, Push-, Pull- und Fließprinzipien, Leitlinien und Schrittmacherprozess, FIFO, Supermarkt, diverse Planungsbeispiele mit Wertstromanalysen

Fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung:

Bedeutung, Schwierigkeitsgrad in der Montage, Automatisierungshemmnisse, Wechselbeziehung zwischen Produkt und Fertigungseinrichtung, Funktionen in der Montage, Ziele und Auswirkungen der MGPG, Wandel in der Verzahnung von Entwicklungsphasen, Simultaneous Engineering, Kostenverantwortung und –verursachung, Kriterien für die Produktstrukturierung, Boothroyd- und Dewhurst-Methode

Vorgehensweise bei der Fertigungs- und Montageplanung:

Planungsstufen bei der Planung von Fertigungs- und Montageeinrichtungen, detaillierte Betrachtung der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung und Fertigungsanlauf

Planungshilfsmittel:

Taktzeitermittlung, Taktzeitausgleich, Montagevorranggraph, Gestaltung von Speichersystemen, Pufferarten, Kriterien und Ziele für die Materialflussgestaltung und Teilebereitstellung

Planungsgrundlagen für Handhabungstechnik:

Definition Wirtschaftlichkeit, Mechanisierung und Automatisierung, Ökonomische Aspekte und volkswirtschaftliche Randbedingungen, Vorgehensweise zum Auffinden von Automatisierungslücken, Handhabungsfunktionen, Werkstückmerkmale, Betrachtung diverser Handhabungseinrichtungen

Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen und Industrie 4.0:

Grundlagen und Definitionen zur Robotik, Gründe für den Einsatz von Industrierobotern, Grundbauarten von Robotern, Teilsysteme, mechanischer und kinematischer Aufbau von Industrierobotern, Koordinatensysteme, TCP, Programmierverfahren, Betriebsarten, Betrachtung diverser Anwendungsbeispiele, Definition Industrie 4.0, Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), Risikoanalyse, Einsatzspektrum, Assistenzsysteme in der manuellen Montage, Robotik in der Medizin, Sensoren in der Automatisierungstechnik

Bewertung und Auswahl von Systemalternativen in der Montageplanung:

Unternehmensziele im „magischen Dreieck“, monetäre und nicht monetäre Kriterien, Definition der Verfügbarkeit von Fertigungsanlagen, Durchlaufzeitbetrachtungen, Paarweiser Vergleich und Nutzwertanalyse, Planungsbeispiel

Produktionscontrolling:

Definition, Instrumente, betriebliche Kennzahlen, Benchmarking, Rahmenbedingungen bei der Festlegung von Kennzahlen, Arten und Beispiele von betrieblichen Kennzahlen

Moderne Planungsmethoden und –werkzeuge für ein ganzheitliches Prozessmanagement:

Strategien, Planung, Durchführung und Umsetzung diverser Methoden

Produktionsplanungsmethoden mit dem Schwerpunkt Digitale Fabrik:

Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Prozess-Kommunikation, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen

b) Labor:

Lean Modellfabrik:

Montageplanspiel mit miniaturisierten PKW-Fahrzeugen an manuellen und teilautomatisierten Montagearbeitsplätzen mit den Schwerpunkten: 7 Verschwendungsarten, Wertstrom, Push-, Pull- und Fließfertigung, 5S, Planung und Realisierung diverser Montagesysteme, Abtaktung, Logistik, Kunden-Lieferanten-Beziehung, Kennzahlenmanagement

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: vorangegangene Schwerpunktwahl in produktionstechnischen Fächern, abgeschlossenes Praxissemester in produktionsaffinen Unternehmensbereichen

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Vorlesung: Klausur (120 Minuten), benotet

b) Labor: Labortestat (Nachweis zur Anwesenheit), Laborauswertung, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Metal Forming Technology and Laser Material Processing

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• Explain the basic processes of metal forming
• Describe sheet metal forming processes mostly used in industry
• Understand the process limits
• Describe the functionality of forming presses
• Understand possibilities of modern production processes with laser as a tool (e.g. additive manufacturing)

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• Create reports and presentations in English
• Develop possible process chains for new products
• Calculate sheet metal processes by FEM simulations
• Create new design concepts for parts, using sheet metals or tubes

Scientific Innovation

• Optimize existing process chains by further use of simulation tools
• Independently develop approaches for new forming concepts and assess their suitability
• Develop concepts for the optimization of forming processes
• Automatization of high volume production with sheet metals

Communication and Cooperation

• Interpret the results of FEM process simulation of sheet metal forming
• Use the learned knowledge, skills and competences to evaluate the feasibility of forming processes
• Present the feasibility to manufacture new components
• Working in groups and present new solutions for design tasks

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• Justify the feasibility of sheet metal forming process chains  and methodically
• Production of the group work sheet metal designs to see how it works

Contents

a) Plasticity; Sheet metal forming: Deep drawing, drawing of complex parts, car body parts, blanking; Development of process chains using FEM; Hydraulic and mechanical presses, modern servo presses; Applications: Components, case studies, weight reduction

b) Laser beam sources: Principle of laser and beam characteristics, beam guidance and –forming, laser security; Laser material processes: Cutting/welding/removing/hardening/marking, quality systems for laser material processing; Laser- and sheet metal processing systems: Cutting and welding systems, punching and forming of sheet metal, design of sheet and pipe constructions. Introduction of laser based additive manufacturing technologies: powder-bed based technologies (L-PBF-M/P), direct energy deposition (DED) and introduction to new tooling concepts such as conforming cooling channels

c) Sheet metal forming: Experiments deep drawing, bending, blanking, digital strain measurement; Machines: Modern servo press technology; Development of process chains within case studies using the industrial FEM-Software AutoForm

d) Design of sheet metal parts in 3D-CAD-systems, programming of machines for sheet metal processing, manufacturing of sheet metal parts, marking, demonstration of complete sheet metal process chain / alternatively designing of parts for L-PBF-M process and applying consequent software tools (e.g. slicing, support structure generation,…)

Participation Requirements

Recommended:

• Basic knowledge in production technology
• 3D-CAD software

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a) Metal Forming Technology: Written examination 60 min., graded

b) Laser Material Processing: Written examination 45 min., graded

c) Lab: Report, not graded

d) Lab: Report, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Moderne Fertigungssysteme / Werkzeugmaschinen und spanende Technologie

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten, deren Einsatz und deren Automatisierungsmöglichkeiten.
• Vermittlung von Kenntnissen der wichtigen spanenden Fertigungsverfahren, Verstehen und Begreifen der Eigenschaften der Verfahren. Verstehen der Erweiterung der Möglichkeiten durch moderne Verfahren.
• Verstehen der Grundlagen der Zerspanungstechnik und der Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen vom statischen, dynamischen und thermischen Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen der Messtechnik zur Beurteilung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus und der wichtigsten Baugruppen von Werkzeugmaschinen, Werkzeugen, Spannmitteln und Vorrichtungen.
• Verstehen der Zusammenhänge zwischen Bearbeitungsprozessen und Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Einsetzen optimaler (spanenden) Prozesse und Maschinen in der Produktion.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Erlangen von Kenntnissen über die Grundlagen, Ziele, Grenzen und Anforderungen von spanenden Verfahren und deren effektiven Anwendung in der Produktion.
• Erlangen der Fähigkeit technisch mögliche, effiziente Bearbeitungsmöglichkeiten zu wählen und deren Umsetzung auf Werkzeugmaschinen zu beurteilen und zu bestimmen.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Prozessen und Maschinen in der spanenden (trennenden) Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Bearbeitungsprozesse zu effizienten Prozessketten verbinden.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.
• Einsatz und Auslegung von neuen Prozessen

Kommunikation und Kooperation

• Für die Produktion die wichtigsten qualitätsbestimmenden Prozesse mitgestalten und zu ermöglichen, dabei haben meist auch die spanenden Prozesse die größte Wertschöpfung.
• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Prozessketten durch systematische Darstellung der Schnittstellen, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Einteilung Maschinenarten, Dreh-, Fräsmaschinen, deren vorteilhafte Verwendung und  Gestaltung, als Horizontal-, Schrägbett-, Vertikal- usw. Maschinen, Fräsmaschinen Bearbeitungszentren, Schleif- und Verzahnmaschinen, Konstruktiver Aufbau, Gestelle Werkstoffe, Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Aufstellung und Fundamente, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Hauptantriebe: Art und Aufbau

b) Vorlesung „Spanende Fertigungstechnologie“:

Grundlagen Zerspanung, Geometrie am Schneidteil, Schnitt- und Spanbildungsvorgänge, Verschleiß, Berechnung der Zerspankräfte,  Schneidstoffe und Werkzeuge, Kühlschmierstoffe, Minimalmengensysteme, Trockenbearbeitung, Zerspanbarkeit, Gefügezusammensetzung und Bearbeitbarkeit, Prozess- Überwachungs- und Regelungssysteme, Technologien Drehen, Anwendungen Fräsen, Eingriffs-, Spannungs-, und Schnittgrößen beim Stirnfräsen,  Kräfte und Leistungen, Schnittkraftberechnung beim Stirnplanfräsen, Bohren, Senken, Reiben, Spanungs- Werkzeuge, Spannmittel, Genauigkeit und Oberfläche, Technologie, Tieflochbohren, Hartbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide und Kombinationsprozesse, Kombinationsprozess Drehen und Schleifen, Spanbildung, Trockenschleifen, Schleifen, Technologie und Werkzeuge, Bindung, Schälschleifen.

c) Labor „Werkzeugmaschinen“:

Durchführung der Fertigung und Vermessung von Bauteilen, Oberflächenmessungen, Rundheits- und Profilmessungen, Quadrantenfehler, Methoden und Verfahren der Geometrie – Auswertung, Messung von Kräften, Qualitätssicherungsmethoden,
Messung der Schnittkraft, Bestimmung der spezifischen Schnittkraft

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Produktionsplanung für Smart Automation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundsätzliche die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozess vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Intelligente Produktionsanlagen detailliert auslegen
• Die Chancen, aber auch die Grenzen und Risiken der Automatisierung erkennen

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse für die Planung von SMART-Automation zu gewinnen.
• neue Modelle systematisch mithilfe von digitalen Werkzeugen erstellen
• Produktionssysteme auch mithilfe von digitalen Werkzeugen optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln und Sicherheit in der praktischen Anwendung gewinnen

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Industrial Engineering für Smart Automation

Automatisierungsgerechte Produktgestaltung, Methoden zur Absicherung der Planungsprozesse, Verfügbarkeiten von verketteten hybriden und automatisierten Linie, vorherbestimmte Zeiten in smarten Produktionsanlagen, Arbeitsplatz- und Maschinenergonomie, Assistenzsysteme und Smart-Collaboration

b) Digitale Planungsmethoden für Smart Automation

Konzeption und Bewertung von Planungsalternativen, CAI-integrierte Planung eines Produktionsbereiches, Produktions- und Fabriksimulation, Engpassmanagement bei Produktionsanlagen, Digitale Absicherung und Fabrikplanung

c) Labor Smart Automation in der digitalen Fabrik (mit z.B. Dassault-PE, TeamCenter, EMA-WS und -PD, Plant Simulation, VisTable)
 

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Grundlagen der Produktion, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet] oder

Studienarbeit [benotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 3 (Production Technologies)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Production Technologies

Kunststofftechnik und additive Fertigung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

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Wissen und Verstehen

• Werkstoffkundliche insbesondere rheologische Grundlagen kennen
• Grundlagenwissen zur Werkstofftechnik und der Fertigungstechnik vorweisen.
• Die wichtigsten in der Kunststofftechnik verwendeten Werkstoffe und Fertigungsverfahren kennen.
• Die wichtigsten Verfahren in der additiven Fertigung.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Kunststoffprodukte entwickeln und herstellen
• Die wichtigen Fertigungsverfahren anwenden
• Qualitätssicherung und Schadensanalyse von Kunststoffbauteilen
• Digitale Methoden
• Anwendung der additiven Fertigung
• Konstruktionsrichtlinien additive Fertigung

Kommunikation und Kooperation

• Auswahl von Werkstoff; Werkzeug und Herstellverfahren in internen und externen Meetings begründen
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten

Inhalte

a) Vorlesung „Kunststofftechnik“: Werkstoffkunde und Rheologie sind die Grundlagen des kunststoff- und verarbeitungsgerechten Gestaltens von Bauteil und Werkzeug. Das Spritzgießverfahren wird in seinen Grundlagen ausführlich behandelt und Strategien zur Werkstoffauswahl und der Prozessoptimierung werden aufgezeigt. Anhand der numerischen Verfahren (Spritzgießsimulation)  werden die Praxiserkenntnisse vertieft.Die Prozessauslegung eines Spritzgießprozesses wird anhand der Berechnung der Maschineneinstellparameter dargestellt. Darauf basierend werden die Sonderverfahren der Spritzgießtechnik behandelt. Die Kosten der Teile- und Formenfertigung werden an Beispielen ermittelt und optimiert. Die Konstruktionsarbeit eines Spritzgießwerkzeuges vertieft den Stoff aus Sicht der Werkzeugherstellung. Darüber hinaus werden die Konstruktionsregeln zur Gestaltung von Kunststoffteilen, deren Tolerierung, die Materialauswahl und die Bauteilauslegung besprochen.

b) Vorlesung „Additive Fertigung im Werkzeugbau“: In der Vorlesung werden die Funktionsweisen aller relevanten additiven Fertigungstechnologien nach DIN 8580:2020-01 bzw. DIN EN ISO /ASTM 52900 vermittelt. Der Fokus liegt auf den standartisierten Verfahren, deren Funktionsweisen, Potentiale und Grenzen. Die Verfahren der Additiven Fertigung, unterteilt in Extrusionsverfahren, polymerisierende Verfahren, laserbasierte Verfahren und indirekte Verfahren, werden systematisch in Zusammenhang mit aktuellen Normen vorgestellt. Es werden Wirkprinzipien, Anlagentechnik, Prozesse und eingesetzte Werkstoffe erläutert. Darauf aufbauend werden Besonderheiten der Prozesskette additiver Fertigungsverfahren erläutert und auf das methodische Konstruieren von additiv gefertigten Bauteilen vorgestellt. Weiterhin wird auf Fokustechnologien und hybride Fertigung eingegangen welche für den Aufbau von Werkzeugen (bspw. Spritzguss) besonders gut geeignet sind.

c) Labor „Kunststoffe“(2 Laborübungen):   Praktische Übungen am Extruder oder der Spritzgießmaschine und der analytischen und mikroskopischen Prüfverfahren ergänzen die praxisnahe Vermittlung des Stoffs. Simulation von Formfüllvorgängen und verschiedene Qualitätssicherungsverfahren bereiten auf die Berufspraxis vor. Zusätzlich wird es ein Labor geben um die Bauteilgeometrie optisch zu messen und zu digitalisieren.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Vorlesung Werkstofftechnik und Labor Werkstofftechnik

empfohlen: Module Festigkeitslehre; Fertigungstechnik; Konstruktion

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b) Klausur (60 Minuten) (benotet)

c)  Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Production Management

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende Kenntnisse des Produktionsmanagements vorweisen und insbesondere die Prinzipien der schlanken Produktion (Lean Production) anwenden, erkennen, erklären und veranschaulichen.
• methodisch die produktionstechnischen Zusammenhänge ableiten und die systematische Herangehensweise mithilfe einer Wertstromanalyse durchführen.
• die wichtigsten in der industriellen Produktion auftretenden Verschwendungsarten erkennen, erklären und anschaulich beschreiben.
• die fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung im Hinblick auf den Produktentstehungsprozess erkennen und erklären sowie das Erlernte mit Transferwissen in das Simultaneous Engineering zielführend einbringen.
• die Zusammenhänge für die Vorgehensweise bei der Planung von Fertigungs- und Montageanlagen erkennen, erklären und veranschaulichen sowie die Systematik von der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung bis zum Fertigungsanlauf systematisch beschreiben.
• hinsichtlich verschiedener Anforderungen an die Abtaktung von Produktionssystemen geeignete Planungshilfsmittel einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für die Handhabungstechnik hinsichtlich Mechanisierung, Automatisierung, Rationalisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• wichtige Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen hinsichtlich Mensch-Roboter-Kollaborationen, Assistenzsystemen in der manuellen Montage, Automatisierung und ökonomischen Aspekten einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• Systemalternativen in der Produktionsplanung mithilfe der Nutzwertanalyse bewerten und auswählen.
• Daten und Informationen für das Produktionscontrolling generieren und im erforderlichen Verdichtungsgrad für Entscheider zur Verfügung stellen, um Schlüsse für die Steuerung der Produktion zu ziehen.
• die modernen Produktionsplanungsmethoden mit den Schwerpunkten Digitale Fabrik, Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Shopfloor-Management, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen einsetzen, erklären und veranschaulichen.
• die verschiedenen Auswirkungen einer Push-, Pull- oder Fließfertigung verstehen und erklären sowie die Anwendung diverser Lean-Tools in der „Lean-Modellfabrik“ (Laborveranstaltung) erkennen, erklären und veranschaulichen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Prinzipien und Zusammenhänge der „Schlanken Produktion“ nutzbringend erkennen und einordnen.
• zahlreiche Methoden und Werkzeuge der „Schlanken Produktion“ anwenden und auslegen.
• wichtige produktionstechnische Aspekte in die Entwicklung und Konstruktion einbringen.
• alternative Produktionssysteme gegeneinander abwägen und technologische und monetäre Bewertungen vornehmen.
• unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen bei der Planung von Automatisierungslösungen, Handhabungs-einrichtungen und Robotersystemen einnehmen, diese gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• sich ausgehend von ihren produktionstechnischen Kenntnissen in neue Technologien und Tools für das Produktionsmanagement einarbeiten.
• im Rahmen der begleitenden Laborveranstaltungen verschiedene Produktionsabläufe in der „Lean-Modellfabrik“ hinsichtlich einer Push-, Pull- und Fließfertigung planen, simulieren, ausführen und analysieren.
• in Teamgesprächen und in Form von Assessments argumentieren.
• fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.

Wissenschaftliche Innovation

• vorhandenes Wissen im Produktionsmanagement anwenden und kombinieren, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Zusammenhänge in der Produktion optimieren und eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung hin beurteilen.
• Herausforderungen, Möglichkeiten und Grenzen bei Assistenzsystemen in der manuellen Montage und Mensch-Roboter-Kollaborationen einschätzen und weiterentwickeln.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• die erlernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen für produktionstechnische Systemvergleiche heranziehen und geeignete Schlussfolgerungen ziehen.
• produktionstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung:

Einführung in die schlanken Produktionsprinzipien:

Bausteine moderner Arbeitssysteme, Elemente der schlanken Produktion, Marktdynamik, Marktanforderungen und Auswirkungen auf die Produktion, Verschwendungsarten in der Produktion, Zusammenhang zwischen Wertschöpfung und Verschwendung, Toyota Produktionssystem, Just in Time/Sequence, Jidoka, Ganzheitliche Produktionssysteme, Kaizen, KVP, PDCA, 5S, TQM, FMEA, Six Sigma, Shopfloor-Management, Poka Yoke, TPM, OEE, One Piece Flow, Chaku-Chaku, SMED, Kanban, Ship to Line, Milkrun, Change Management

Wertstromanalyse:

Ablaufstrukturanalyse, Swimlane, Vorgehensweise bei der Ist- und Soll-Wertstrom-Analyse, Kundentakt, Push-, Pull- und Fließprinzipien, Leitlinien und Schrittmacherprozess, FIFO, Supermarkt, diverse Planungsbeispiele mit Wertstromanalysen

Fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung:

Bedeutung, Schwierigkeitsgrad in der Montage, Automatisierungshemmnisse, Wechselbeziehung zwischen Produkt und Fertigungseinrichtung, Funktionen in der Montage, Ziele und Auswirkungen der MGPG, Wandel in der Verzahnung von Entwicklungsphasen, Simultaneous Engineering, Kostenverantwortung und –verursachung, Kriterien für die Produktstrukturierung, Boothroyd- und Dewhurst-Methode

Vorgehensweise bei der Fertigungs- und Montageplanung:

Planungsstufen bei der Planung von Fertigungs- und Montageeinrichtungen, detaillierte Betrachtung der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung und Fertigungsanlauf

Planungshilfsmittel:

Taktzeitermittlung, Taktzeitausgleich, Montagevorranggraph, Gestaltung von Speichersystemen, Pufferarten, Kriterien und Ziele für die Materialflussgestaltung und Teilebereitstellung

Planungsgrundlagen für Handhabungstechnik:

Definition Wirtschaftlichkeit, Mechanisierung und Automatisierung, Ökonomische Aspekte und volkswirtschaftliche Randbedingungen, Vorgehensweise zum Auffinden von Automatisierungslücken, Handhabungsfunktionen, Werkstückmerkmale, Betrachtung diverser Handhabungseinrichtungen

Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen und Industrie 4.0:

Grundlagen und Definitionen zur Robotik, Gründe für den Einsatz von Industrierobotern, Grundbauarten von Robotern, Teilsysteme, mechanischer und kinematischer Aufbau von Industrierobotern, Koordinatensysteme, TCP, Programmierverfahren, Betriebsarten, Betrachtung diverser Anwendungsbeispiele, Definition Industrie 4.0, Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), Risikoanalyse, Einsatzspektrum, Assistenzsysteme in der manuellen Montage, Robotik in der Medizin, Sensoren in der Automatisierungstechnik

Bewertung und Auswahl von Systemalternativen in der Montageplanung:

Unternehmensziele im „magischen Dreieck“, monetäre und nicht monetäre Kriterien, Definition der Verfügbarkeit von Fertigungsanlagen, Durchlaufzeitbetrachtungen, Paarweiser Vergleich und Nutzwertanalyse, Planungsbeispiel

Produktionscontrolling:

Definition, Instrumente, betriebliche Kennzahlen, Benchmarking, Rahmenbedingungen bei der Festlegung von Kennzahlen, Arten und Beispiele von betrieblichen Kennzahlen

Moderne Planungsmethoden und –werkzeuge für ein ganzheitliches Prozessmanagement:

Strategien, Planung, Durchführung und Umsetzung diverser Methoden

Produktionsplanungsmethoden mit dem Schwerpunkt Digitale Fabrik:

Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Prozess-Kommunikation, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen

b) Labor:

Lean Modellfabrik:

Montageplanspiel mit miniaturisierten PKW-Fahrzeugen an manuellen und teilautomatisierten Montagearbeitsplätzen mit den Schwerpunkten: 7 Verschwendungsarten, Wertstrom, Push-, Pull- und Fließfertigung, 5S, Planung und Realisierung diverser Montagesysteme, Abtaktung, Logistik, Kunden-Lieferanten-Beziehung, Kennzahlenmanagement

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: vorangegangene Schwerpunktwahl in produktionstechnischen Fächern, abgeschlossenes Praxissemester in produktionsaffinen Unternehmensbereichen

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Vorlesung: Klausur (120 Minuten), benotet

b) Labor: Labortestat (Nachweis zur Anwesenheit), Laborauswertung, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Metal Forming Technology and Laser Material Processing

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• Explain the basic processes of metal forming
• Describe sheet metal forming processes mostly used in industry
• Understand the process limits
• Describe the functionality of forming presses
• Understand possibilities of modern production processes with laser as a tool (e.g. additive manufacturing)

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• Create reports and presentations in English
• Develop possible process chains for new products
• Calculate sheet metal processes by FEM simulations
• Create new design concepts for parts, using sheet metals or tubes

Scientific Innovation

• Optimize existing process chains by further use of simulation tools
• Independently develop approaches for new forming concepts and assess their suitability
• Develop concepts for the optimization of forming processes
• Automatization of high volume production with sheet metals

Communication and Cooperation

• Interpret the results of FEM process simulation of sheet metal forming
• Use the learned knowledge, skills and competences to evaluate the feasibility of forming processes
• Present the feasibility to manufacture new components
• Working in groups and present new solutions for design tasks

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• Justify the feasibility of sheet metal forming process chains  and methodically
• Production of the group work sheet metal designs to see how it works

Contents

a) Plasticity; Sheet metal forming: Deep drawing, drawing of complex parts, car body parts, blanking; Development of process chains using FEM; Hydraulic and mechanical presses, modern servo presses; Applications: Components, case studies, weight reduction

b) Laser beam sources: Principle of laser and beam characteristics, beam guidance and –forming, laser security; Laser material processes: Cutting/welding/removing/hardening/marking, quality systems for laser material processing; Laser- and sheet metal processing systems: Cutting and welding systems, punching and forming of sheet metal, design of sheet and pipe constructions. Introduction of laser based additive manufacturing technologies: powder-bed based technologies (L-PBF-M/P), direct energy deposition (DED) and introduction to new tooling concepts such as conforming cooling channels

c) Sheet metal forming: Experiments deep drawing, bending, blanking, digital strain measurement; Machines: Modern servo press technology; Development of process chains within case studies using the industrial FEM-Software AutoForm

d) Design of sheet metal parts in 3D-CAD-systems, programming of machines for sheet metal processing, manufacturing of sheet metal parts, marking, demonstration of complete sheet metal process chain / alternatively designing of parts for L-PBF-M process and applying consequent software tools (e.g. slicing, support structure generation,…)

Participation Requirements

Recommended:

• Basic knowledge in production technology
• 3D-CAD software

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a) Metal Forming Technology: Written examination 60 min., graded

b) Laser Material Processing: Written examination 45 min., graded

c) Lab: Report, not graded

d) Lab: Report, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Moderne Fertigungssysteme / Werkzeugmaschinen und spanende Technologie

Lernergebnisse und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Kennenlernen und Verstehen der verschiedenen Maschinenarten, deren Einsatz und deren Automatisierungsmöglichkeiten.
• Vermittlung von Kenntnissen der wichtigen spanenden Fertigungsverfahren, Verstehen und Begreifen der Eigenschaften der Verfahren. Verstehen der Erweiterung der Möglichkeiten durch moderne Verfahren.
• Verstehen der Grundlagen der Zerspanungstechnik und der Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen vom statischen, dynamischen und thermischen Verhalten von Maschinen und Komponenten.
• Kennenlernen der Messtechnik zur Beurteilung von Werkzeugmaschinen.
• Kennenlernen und Verstehen des konstruktiven Aufbaus und der wichtigsten Baugruppen von Werkzeugmaschinen, Werkzeugen, Spannmitteln und Vorrichtungen.
• Verstehen der Zusammenhänge zwischen Bearbeitungsprozessen und Komponenten einer Werkzeugmaschine.
• Einsetzen optimaler (spanenden) Prozesse und Maschinen in der Produktion.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Erlangen von Kenntnissen über die Grundlagen, Ziele, Grenzen und Anforderungen von spanenden Verfahren und deren effektiven Anwendung in der Produktion.
• Erlangen der Fähigkeit technisch mögliche, effiziente Bearbeitungsmöglichkeiten zu wählen und deren Umsetzung auf Werkzeugmaschinen zu beurteilen und zu bestimmen.
• Erlangen der Fähigkeit neue Bauteile bezüglich der Bearbeitung zu analysieren und mit modernen Werkzeugmaschinen effizient umzusetzen.
• Erkennen, Analysieren und Erklären von Problemen an Werkzeugmaschinen und Prozessen. Gestaltung und Verstehen von Lösungsmöglichkeiten.
• Auslegung und Berechnung von optimal angepassten Prozessen an die Maschinenbasis.

Wissenschaftliche Innovation

• Austesten, Abschätzen und Erkennen der Grenzen und Möglichkeiten von Prozessen und Maschinen in der spanenden (trennenden) Fertigung. Übertragung der Möglichkeiten auf neue Produkte.
• Bearbeitungsprozesse zu effizienten Prozessketten verbinden.
• Komponenten auf moderne und neue Bearbeitungsprozesse anzupassen und zu optimieren.
• Kenndaten aus den Maschinen zu ermitteln, zu analysieren und vorteilhaft für das System auszunutzen.
• Einsatz und Auslegung von neuen Prozessen

Kommunikation und Kooperation

• Für die Produktion die wichtigsten qualitätsbestimmenden Prozesse mitgestalten und zu ermöglichen, dabei haben meist auch die spanenden Prozesse die größte Wertschöpfung.
• Aktiv innerhalb der mechanischen und technologischen Entwicklung zu kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die bearbeitungstechnische oder gestalterische Aufgabe zu finden.
• Zusammenarbeit/Kommunikation mit (zusammenarbeitenden) Fachdisziplinen wie Steuerungs- und Regelungstechniker, mit Service Bereichen, mit Software und Programm Gestaltern, mit der Produkt- und Anlagenentwicklung, mit der Produktion und mit der Dokumentation.
• Führen von fachlichen Diskussionen zur Weiterentwicklung der bearbeiteten Fachgebiete.
• Auswahl von Herstellverfahren je nach Werkstoff in internen und externen Meetings begründen, präsentieren und für weitere Fachdisziplinen aufbereiten, z.B. für Informatiker.
• In Forschungs- und Entwicklungsprojekten mitarbeiten um neue Lösungen zu gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Anwendung des erlernten Wissens auf konkrete Anwendungsfälle, vorteilhafte Gestaltung von gesamten Prozessketten durch systematische Darstellung der Schnittstellen, auch durch Kommunikation mit anderen Fachrichtungen.

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:

Einteilung Maschinenarten, Dreh-, Fräsmaschinen, deren vorteilhafte Verwendung und  Gestaltung, als Horizontal-, Schrägbett-, Vertikal- usw. Maschinen, Fräsmaschinen Bearbeitungszentren, Schleif- und Verzahnmaschinen, Konstruktiver Aufbau, Gestelle Werkstoffe, Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Aufstellung und Fundamente, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Hauptantriebe: Art und Aufbau

b) Vorlesung „Spanende Fertigungstechnologie“:

Grundlagen Zerspanung, Geometrie am Schneidteil, Schnitt- und Spanbildungsvorgänge, Verschleiß, Berechnung der Zerspankräfte,  Schneidstoffe und Werkzeuge, Kühlschmierstoffe, Minimalmengensysteme, Trockenbearbeitung, Zerspanbarkeit, Gefügezusammensetzung und Bearbeitbarkeit, Prozess- Überwachungs- und Regelungssysteme, Technologien Drehen, Anwendungen Fräsen, Eingriffs-, Spannungs-, und Schnittgrößen beim Stirnfräsen,  Kräfte und Leistungen, Schnittkraftberechnung beim Stirnplanfräsen, Bohren, Senken, Reiben, Spanungs- Werkzeuge, Spannmittel, Genauigkeit und Oberfläche, Technologie, Tieflochbohren, Hartbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide und Kombinationsprozesse, Kombinationsprozess Drehen und Schleifen, Spanbildung, Trockenschleifen, Schleifen, Technologie und Werkzeuge, Bindung, Schälschleifen.

c) Labor „Werkzeugmaschinen“:

Durchführung der Fertigung und Vermessung von Bauteilen, Oberflächenmessungen, Rundheits- und Profilmessungen, Quadrantenfehler, Methoden und Verfahren der Geometrie – Auswertung, Messung von Kräften, Qualitätssicherungsmethoden,
Messung der Schnittkraft, Bestimmung der spezifischen Schnittkraft

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: -

empfohlen: Vorlesung „Fertigungstechnik“, „Konstruktionslehre“, „Werkstofftechnik“

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) Klausur (60 Minuten) (benotet)
b) Klausur (60 Minuten) (benotet)
c) Anwesenheit; Bericht (unbenotet)

Übersicht der Schwerpunkte

Produktionsplanung für Smart Automation

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• Grundsätzliche die Aufgaben der Produktion und des Industrial Engineering und deren Leitung verstehen
• grundsätzliches Verständnis für den gesamten Produktentstehungsprozess vorweisen
• Grundlagen der Fertigungstechnologien darin einordnen.
• Die Bedeutung einer Serienproduktion verstehen.
• Zentrale Abhängigkeit zwischen Entwicklung und Produktion erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Grundlegende Aufgaben im Industrial Engineering unter Anleitung durchführen
• Digitale Werkzeuge in der Produktionsplanung prinzipiell einsetzen
• Ziele für Produktionsprozesse und –einrichtungen definieren und gewichten
• Alternative Produktionskonzepte entwickeln
• Alternative Produktionskonzepte bewerten und auswählen
• Intelligente Produktionsanlagen detailliert auslegen
• Die Chancen, aber auch die Grenzen und Risiken der Automatisierung erkennen

Wissenschaftliche Innovation

• Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse für die Planung von SMART-Automation zu gewinnen.
• neue Modelle systematisch mithilfe von digitalen Werkzeugen erstellen
• Produktionssysteme auch mithilfe von digitalen Werkzeugen optimieren.
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• Konzepte zur Optimierung von Produktionskonzepten entwickeln und Sicherheit in der praktischen Anwendung gewinnen

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse der Produktion- und Produktionsplanung auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung der Produktionsplanung und Produktion heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• Inhalte der Planung präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Industrial Engineering für Smart Automation

Automatisierungsgerechte Produktgestaltung, Methoden zur Absicherung der Planungsprozesse, Verfügbarkeiten von verketteten hybriden und automatisierten Linie, vorherbestimmte Zeiten in smarten Produktionsanlagen, Arbeitsplatz- und Maschinenergonomie, Assistenzsysteme und Smart-Collaboration

b) Digitale Planungsmethoden für Smart Automation

Konzeption und Bewertung von Planungsalternativen, CAI-integrierte Planung eines Produktionsbereiches, Produktions- und Fabriksimulation, Engpassmanagement bei Produktionsanlagen, Digitale Absicherung und Fabrikplanung

c) Labor Smart Automation in der digitalen Fabrik (mit z.B. Dassault-PE, TeamCenter, EMA-WS und -PD, Plant Simulation, VisTable)
 

Teilnahmevoraussetzungen

Verpflichtend: Abschluss 1. Studienabschnitt

empfohlen: Grundlagen der Produktion, Angewandte Informatik 1 und 2,

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

[Klausur] [benotet] oder

Studienarbeit [benotet]

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 4

Ein weiters beliebiges Aufbaumodul aus jedem Schwerpunkt.

Übersicht der Schwerpunkte

Projekt 2 (profilbildend)

Voraussetzungen:
Verständnis der ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen des Maschinenbaus (Module Semester 1 bis 4).

Gesamtziele:
Vertiefung der Kenntnisse und Fahigkeiten in einer anwendungsspezifischen Aufgabenstellung durch integrierte Verwendung bisher erworbener Kompetenzen.

Inhalt:
Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den bearbeiten im Team von mindestens 3 Personen unter Anleitung ein spezifische Aufgabenstellung aus dem Bereich der jeweils gewählten Anwendung 1 oder Anwendung 2 unter Verwendung der Methoden des wissenschaftlichen und ingenieurmäßigen Arbeitens, des Projektmanagements und geeigneter Präsentationstechniken.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Bericht, Präsentation, mündliche Prüfung.

Thermofluiddynamik 2

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Bedeutung der Thermodynamik und der Wärmeübertragung erkennen.
• einfache Wärmeübertragungsprozesse durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung verstehen und erklären.
• thermodynamische Kreisprozesse verstehen und erklären.
• die Anwendungsgebiete von Gas-Dampfgemischen erläutern.
• den Messprozess von thermodynamischen Größen, wie der Temperatur, verstehen und erklären.
• die Bedeutung von Energiebilanzen erläutern.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• einfache Wärmeübertragungsprobleme analysieren und Lösungen erarbeiten.
• Thermodynamische Berechnungen von rechts- und linkslaufenden Kreisprozessen durchführen.
• Wärme-Kraft- und Kälte-Maschinen in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• Wärmeübertrager in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• Befeuchter in den Hauptparametern auslegen und konstruieren.
• thermodynamische Gesetzmäßigkeiten anwenden, um Prozesse zu verstehen und zu analysieren.
• thermodynamische Probleme analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• thermodynamische Komponenten und Systeme auslegen.
• einfache Komponenten und Systeme zur Wärmeübertragung auslegen.
• sich ausgehend von ihren thermodynamischen Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• thermodynamische Systeme hinsichtlich ihrer Energieeffizienz verbessern.
• Komponenten und Systeme zur Wärmeübertragung hinsichtlich ihrer Energieeffizienz verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten Thermodynamik und Wärmeübertragung interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Inhalte aus den Gebieten Thermodynamik und Wärmeübertragung kompetent präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

Das Modul bietet eine Einführung in die Wärme- und Stoffübertragung sowie in die technische Thermodynamik. Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, einfache thermodynamische Vorgänge und Wärmeübertragungsprozesse quantitativ zu beschreiben und zu analysieren.

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des vermittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

a) Wärme- und Stoffübertragung

Wärmeübertragungsmechanismen wie Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung, Wärmeübertrager und ihre Strömungsführungen, Kühlrippen und instationäre Wärmeleitung.

b) Thermodynamik 2

Rechts- und Linkslaufende Kreisprozesse, Kreisprozesse idealer Gase, Kreisprozesse im Nassdampfgebiet, Gas- und Dampfgemische, Befeuchtung von Gasen, Reales Gasverhalten bei hone Drücken, Verflüssigung von Gasen.

c) Anwendungen der Thermodynamik

Fouriersche Wärmeleitungsgleichung diskretisieren mit Matlab lösen, Analytische Lösung zur Berechnung der Kühlzeit, Messung der Temperatur in einem Werkzeug, Ableitung der Temperaturleitfähigkeit aus Messergebnissen, Aufstellung von Energiebilanzen, Aufnahme von Kennlinien im Labor

Teilnahmevoraussetzungen

empfohlen: erfolgreicher Abschluss des Modul Thermofluiddynamik 1

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von  Leistungspunkten

a), b) Klausur (120 Minuten), benotet

c) Hausarbeit, unbenotet

Aufbaumodul 1 (Sustainable Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Sustainable Engineering.

Energiewandlung und -speicherung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende thermodynamische und kinetisch Berechnungen von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen verstehen und erklären.
• Wasserstoff in der thermischen Verwendung verstehen und erklären.
• Elektrolyseure und Brennstoffzellen in den Hauptparametern auslegen
• Materialien für Elektrolyseure und Brennstoffzellen (GdL, MEA) sowie deren Herstellungsverfahren beschreiben und anwenden.
• Druckgas- und Flüssiggas-Speicher in den Hauptparametern auslegen.
• die unterschiedlichen Subsysteme kombinieren und verbrauchspezifisch optimieren

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• thermodynamische Gesetzmäßigkeiten anwenden, um energetische Prozesse zu verstehen und zu analysieren,
• Wärme-, Stoff- und Energiebilanzen zur Auslegung der Hauptbaugruppen und Peripheriekomponenten anzuwenden
• Stoffwandlungsprozesse erkennen und einordnen.
• Aufbau verfahrenstechnischer Gesamtsysteme (BoP) auszulegen,

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten der Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Inhalte aus den Gebieten Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik kompetent präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

a) Regenerative Energieträger

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, Energiespeicherprozesse von Mehrstoffsystemen, Wirkungsgrade, Verluste und reale Prozesse zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der stofflichen Energiewandler und Speicher sowie deren Konstruktionsmerkmale. Im Besonderen werden die Grundlagen der Wasserstofftechnik, u.a. der Wasserstoff-Erzeugung und Speicherung mit den entsprechenden Sicherheitsaspekten vermittelt.

b) Brennstoffzellensysteme

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, den technischen Aufbau, deren Baugruppen und Funktionsweise, sowie Wirkungsgrade, Verluste bis hin zu realen Systemschaltungen zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der Brennstoffzellensysteme und dessen Konstruktionsmerkmale. Weiterhin werden der Grundlagen von reversiblen Systemen bzw. Elektrolyse-Konzepten incl. deren Peripherie-Baugruppen vermittelt.

c) H2-Brennstoffzellen-Labor

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen und Laborübungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des ver­mittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Basismodul für Schwerpunkt Nachhaltigkeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von    Leistungspunkten

a), b) Gemeinsame Klausur (90 Minuten), benotet

c) Testat, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Renewable Energy Conversion

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• recognize the significance of renewable energy sources, i. e. solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass and carriers.
• recognize the significance of sustainability, energy efficiency and its evaluation.
• understand and explain the technical principles of the usage of renewable energy sources.
• understand the different types of turbo machines.
• understand conservation laws in turbo machines

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• apply the laws of thermodynamics and of fluid mechanics to evaluate the usage of renewable energy sources.
• calculate the energy potential for the usage of renewable energy sources.
• calculate energy losses in the framework of energy conversion systems.
• analyze basically the energy efficiency of technical systems.
• take different perspectives and points of view on renewable energy sources and weight them up against each other.
• familiarize themselves with new ideas and topics in the framework of renewable energies based on their acquired knowledge.
• analyze turbomachinery stages.
• calculate indicators and parameters of turbomachinery stages.
• apply dimensionless numbers and laws of similarity to turbo machines.

Scientific Innovation

• optimize the usage of renewable energy sources for electricity generation and for heating.
• independently develop approaches for usage of renewable energy sources and assess their suitability.
• develop concepts for the optimization of electricity generation by renewable energy sources.
• develop concepts for the optimization of turbo machines

Communication und Cooperation

• communicate actively within an organization and obtain information about renewable systems and turbo machines.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of renewable energy systems and interpret them according to other aspects.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of turbo machines and interpret them according to other aspects.

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• derive recommendations for decisions from a sustainable energy conversion perspective on the basis of the analyses and evaluations made.
• justify solutions with respect to renewable energy systems and turbo machines theoretically and methodically.

Contents

a) Renewable Energy Systems

Fundamental overview of the description and calculation of renewable energy sources like solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass.

b) Turbo Machines

Overview of different turbo machines: axial flow and radial flow, fans, compressors, pumps, gas turbines, steam turbines, water turbines wind energy converters, conservation laws in turbo machines, dimensionless numbers and laws of similarity of turbo machines, analysis of turbomachinery stages, indicators and parameters of turbomachinery stages

c) Renewables Lab

Using and enhancing the knowledge acquired in the lectures by performing experiments in the fields of renewable energy systems and turbo machines.

Participation Requirements

Obligatory: Thermodynamics 1, Base module for specialization Sustainability

Recommended: Thermodynamics 2 (in parallel)

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a), b), c) Written examination (120 minutes), graded

c) Lab reports, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Technologiedemonstrator Windkraftanlage

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktionsweise einer Windkraftanlage verstehen und erklären.
• die Herausforderungen bei der (Weiter-)entwicklung einer Windkraftanlage erkennen.
• die Bedeutung und den Nutzen von CFD-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der CFD-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der Strömungsmodellierung und der Strömungssimulation verstehen und erklären.
• die grundlegende Vorgehensweise bei der Analyse und Entwicklung eines technischen Systems am Beispiel der Windkraftanlage begreifen.
• die Bedeutung und den Nutzen von FEM-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der FEM-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der mechanischen Modellierung und der Simulation des mechanischen Verhaltens verstehen und erklären.
• Die Beanspruchung der der Windkraftanlage verstehen und erklären.
• Werkstoffe in einer Windkraftanlage benennen und deren Zusammensetzungen, Eigenschaften und Einsatzgebiete beschreiben.
• wesentlichen werkstoffkundliche Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen im Triebstrang beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Probleme bei der Entwicklung einer Windkraftanlage analysieren und dazugehörige Lösungen erarbeiten.
• Strömungssimulationen mittels CFD-Software durchführen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen auswerten und analysieren.
• CFD-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein CFD-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Konzepte zur strömungstechnischen Optimierung von Windkraftanlagen entwickeln.
• durch fundierte Kenntnisse die fachliche Anwendung der Strömungstechnik in der Praxis verbessern.
• Simulationen des mechanischen Verhaltens mittels FEM-Software durchführen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen auswerten und analysieren.
• FEM-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein FEM-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen anwendungsorientiert übertragen.
• Einfache mechanische Modelle von Verbundwerkstoffen anwenden und können Unterschiede im mechanischen Verhalten in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Aufbau aufzeigen.
• Werkstoffauswahl für die Windkraftanlage durchführen.

Kommunikation und Kooperation

• strömungstechnische Fragestellungen mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Fragestellungen zum mechanischen Verhalten mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• Werkstoff- und Prozessauswahl inhaltlich präsentieren und fachlich diskutieren.
• auf Basis der angefertigte Werkstoff- und Prozessauswahl Entscheidungsempfehlungen ableiten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• die Modellierung, Durchführung und Auswertung von CFD-Simulationen theoretisch und methodisch begründen.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Modellierung, Durchführung und Auswertung von FEM-Simulationen theoretisch und methodisch begründen.
• Werkstoff-und Prozessauswahl theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

a) CFD & Strömung der WKA

Grundlagen der Strömungssimulation (CFD), Erhaltungsgleichungen, numerische Darstellung und Lösung des Gleichungssystems, Gittergenerierung, Turbulenzmodellierung, Anfangs- und Randbedingungen, Durchführung und Auswertung von Strömungssimulationen anhand einer WKA

b) Lebensdaueranalyse / FEM-Simulation der WKA

Grundlagen der Struktursimulation (FEM), kontinuumsmechanische Grundgleichungen, numerische Darstellung und Lösung des Gleichungssystems, Netzgenerierung, Stoffgesetze, Anfangs- und Randbedingungen

c) Werkstoffe der WKA

Analyse der Beanspruchung und ableiten der geeigneten Werkstoffen und Prozess für die einzelnen Komponenten von Windkraftanalgen.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Basismodul für Schwerpunkt Nachhaltigkeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b), c) Klausur (120 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• die Phasen des Ermüdungsvorgangs sowie rechnerische Betriebsfestigkeitskonzepte beschreiben,
• die wesentlichen Einflussgrößen auf die Ermüdung nennen und
• den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Leichtbaupotenzial mechanisch belasteter Struktur angeben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich auswerten,
• die Anrisslebensdauer von Bauteilen mit dem Kerbdehnungskonzept rechnerisch abschätzen,
• die linear-elastische Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen in Bauteilen anwenden,
• einfache Bauteile bezüglich des Leichtbaupotenzials optimieren und
• das Konzepte des Stoff- und Formleichtbaus und entsprechender Kennzahlen (Leichtbaukennzahl, spezifische Energieabsorption) zur Bauteiloptimierung anwenden.

Wissenschaftliche Innovation

• die in den Vorlesungen vorgestellten Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der rechnerischen Auslegung mechanisch belasteter Bauteil zu gewinnen sowie
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte der Betriebsfestigkeit sowie der Strukturoptimierung präsentieren und fachlich diskutieren sowie in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Betriebsfestigkeit“:

• Auswertung von Versuchsergebnissen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
• Konzepte zur rechnerischen Lebensdauerabschätzung
• Zyklisches Werkstoffverhalten
• Kerbdehnungskonzept
• Einführung in die linear-elastische Bruchmechanik
• Rissfortschritt

b) Vorlesung „Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der Festigkeitslehre
• Stoffleichtbau
• Formleichtbau

c) Labor „Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der experimentellen Bauteilanalyse
• Experimentelle und rechnerische Analyse einer Kerbscheibe unter wiederholter Belastung
• Anwendung eines kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms
• Iterative Optimierung eines Bauteils mittels eines kommerziellen Finite Elemente Programms
• Einführung in das open-source Computeralgebrasystem Maxima
• Symbolische und numerische Berechnung mittels Maxima

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss der Lehrveranstaltungen Festigkeitslehre 1, Festigkeitslehre 2, Technische Mechanik 1, Werkstofftechnik 1, Werkstofftechnik 2, Mathematik 1 und Mathematik 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) und b) Gemeinsame Klausur (90 Min, benotet, 4 Credits)

c) Laborberichte

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 2 (Sustainable Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Sustainable Engineering

Energiewandlung und -speicherung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende thermodynamische und kinetisch Berechnungen von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen verstehen und erklären.
• Wasserstoff in der thermischen Verwendung verstehen und erklären.
• Elektrolyseure und Brennstoffzellen in den Hauptparametern auslegen
• Materialien für Elektrolyseure und Brennstoffzellen (GdL, MEA) sowie deren Herstellungsverfahren beschreiben und anwenden.
• Druckgas- und Flüssiggas-Speicher in den Hauptparametern auslegen.
• die unterschiedlichen Subsysteme kombinieren und verbrauchspezifisch optimieren

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• thermodynamische Gesetzmäßigkeiten anwenden, um energetische Prozesse zu verstehen und zu analysieren,
• Wärme-, Stoff- und Energiebilanzen zur Auslegung der Hauptbaugruppen und Peripheriekomponenten anzuwenden
• Stoffwandlungsprozesse erkennen und einordnen.
• Aufbau verfahrenstechnischer Gesamtsysteme (BoP) auszulegen,

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten der Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Inhalte aus den Gebieten Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik kompetent präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

a) Regenerative Energieträger

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, Energiespeicherprozesse von Mehrstoffsystemen, Wirkungsgrade, Verluste und reale Prozesse zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der stofflichen Energiewandler und Speicher sowie deren Konstruktionsmerkmale. Im Besonderen werden die Grundlagen der Wasserstofftechnik, u.a. der Wasserstoff-Erzeugung und Speicherung mit den entsprechenden Sicherheitsaspekten vermittelt.

b) Brennstoffzellensysteme

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, den technischen Aufbau, deren Baugruppen und Funktionsweise, sowie Wirkungsgrade, Verluste bis hin zu realen Systemschaltungen zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der Brennstoffzellensysteme und dessen Konstruktionsmerkmale. Weiterhin werden der Grundlagen von reversiblen Systemen bzw. Elektrolyse-Konzepten incl. deren Peripherie-Baugruppen vermittelt.

c) H2-Brennstoffzellen-Labor

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen und Laborübungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des ver­mittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Basismodul für Schwerpunkt Nachhaltigkeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von    Leistungspunkten

a), b) Gemeinsame Klausur (90 Minuten), benotet

c) Testat, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Renewable Energy Conversion

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• recognize the significance of renewable energy sources, i. e. solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass and carriers.
• recognize the significance of sustainability, energy efficiency and its evaluation.
• understand and explain the technical principles of the usage of renewable energy sources.
• understand the different types of turbo machines.
• understand conservation laws in turbo machines

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• apply the laws of thermodynamics and of fluid mechanics to evaluate the usage of renewable energy sources.
• calculate the energy potential for the usage of renewable energy sources.
• calculate energy losses in the framework of energy conversion systems.
• analyze basically the energy efficiency of technical systems.
• take different perspectives and points of view on renewable energy sources and weight them up against each other.
• familiarize themselves with new ideas and topics in the framework of renewable energies based on their acquired knowledge.
• analyze turbomachinery stages.
• calculate indicators and parameters of turbomachinery stages.
• apply dimensionless numbers and laws of similarity to turbo machines.

Scientific Innovation

• optimize the usage of renewable energy sources for electricity generation and for heating.
• independently develop approaches for usage of renewable energy sources and assess their suitability.
• develop concepts for the optimization of electricity generation by renewable energy sources.
• develop concepts for the optimization of turbo machines

Communication und Cooperation

• communicate actively within an organization and obtain information about renewable systems and turbo machines.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of renewable energy systems and interpret them according to other aspects.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of turbo machines and interpret them according to other aspects.

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• derive recommendations for decisions from a sustainable energy conversion perspective on the basis of the analyses and evaluations made.
• justify solutions with respect to renewable energy systems and turbo machines theoretically and methodically.

Contents

a) Renewable Energy Systems

Fundamental overview of the description and calculation of renewable energy sources like solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass.

b) Turbo Machines

Overview of different turbo machines: axial flow and radial flow, fans, compressors, pumps, gas turbines, steam turbines, water turbines wind energy converters, conservation laws in turbo machines, dimensionless numbers and laws of similarity of turbo machines, analysis of turbomachinery stages, indicators and parameters of turbomachinery stages

c) Renewables Lab

Using and enhancing the knowledge acquired in the lectures by performing experiments in the fields of renewable energy systems and turbo machines.

Participation Requirements

Obligatory: Thermodynamics 1, Base module for specialization Sustainability

Recommended: Thermodynamics 2 (in parallel)

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a), b), c) Written examination (120 minutes), graded

c) Lab reports, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Technologiedemonstrator Windkraftanlage

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktionsweise einer Windkraftanlage verstehen und erklären.
• die Herausforderungen bei der (Weiter-)entwicklung einer Windkraftanlage erkennen.
• die Bedeutung und den Nutzen von CFD-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der CFD-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der Strömungsmodellierung und der Strömungssimulation verstehen und erklären.
• die grundlegende Vorgehensweise bei der Analyse und Entwicklung eines technischen Systems am Beispiel der Windkraftanlage begreifen.
• die Bedeutung und den Nutzen von FEM-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der FEM-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der mechanischen Modellierung und der Simulation des mechanischen Verhaltens verstehen und erklären.
• Die Beanspruchung der der Windkraftanlage verstehen und erklären.
• Werkstoffe in einer Windkraftanlage benennen und deren Zusammensetzungen, Eigenschaften und Einsatzgebiete beschreiben.
• wesentlichen werkstoffkundliche Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen im Triebstrang beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Probleme bei der Entwicklung einer Windkraftanlage analysieren und dazugehörige Lösungen erarbeiten.
• Strömungssimulationen mittels CFD-Software durchführen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen auswerten und analysieren.
• CFD-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein CFD-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Konzepte zur strömungstechnischen Optimierung von Windkraftanlagen entwickeln.
• durch fundierte Kenntnisse die fachliche Anwendung der Strömungstechnik in der Praxis verbessern.
• Simulationen des mechanischen Verhaltens mittels FEM-Software durchführen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen auswerten und analysieren.
• FEM-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein FEM-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen anwendungsorientiert übertragen.
• Einfache mechanische Modelle von Verbundwerkstoffen anwenden und können Unterschiede im mechanischen Verhalten in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Aufbau aufzeigen.
• Werkstoffauswahl für die Windkraftanlage durchführen.

Kommunikation und Kooperation

• strömungstechnische Fragestellungen mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Fragestellungen zum mechanischen Verhalten mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• Werkstoff- und Prozessauswahl inhaltlich präsentieren und fachlich diskutieren.
• auf Basis der angefertigte Werkstoff- und Prozessauswahl Entscheidungsempfehlungen ableiten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• die Modellierung, Durchführung und Auswertung von CFD-Simulationen theoretisch und methodisch begründen.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• die Modellierung, Durchführung und Auswertung von FEM-Simulationen theoretisch und methodisch begründen.
• Werkstoff-und Prozessauswahl theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

a) CFD & Strömung der WKA

Grundlagen der Strömungssimulation (CFD), Erhaltungsgleichungen, numerische Darstellung und Lösung des Gleichungssystems, Gittergenerierung, Turbulenzmodellierung, Anfangs- und Randbedingungen, Durchführung und Auswertung von Strömungssimulationen anhand einer WKA

b) Lebensdaueranalyse / FEM-Simulation der WKA

Grundlagen der Struktursimulation (FEM), kontinuumsmechanische Grundgleichungen, numerische Darstellung und Lösung des Gleichungssystems, Netzgenerierung, Stoffgesetze, Anfangs- und Randbedingungen

c) Werkstoffe der WKA

Analyse der Beanspruchung und ableiten der geeigneten Werkstoffen und Prozess für die einzelnen Komponenten von Windkraftanalgen.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Basismodul für Schwerpunkt Nachhaltigkeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a), b), c) Klausur (120 Minuten), benotet

Übersicht der Schwerpunkte

Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den …

Wissen und Verstehen

• die Phasen des Ermüdungsvorgangs sowie rechnerische Betriebsfestigkeitskonzepte beschreiben,
• die wesentlichen Einflussgrößen auf die Ermüdung nennen und
• den Einfluss verschiedener Faktoren auf das Leichtbaupotenzial mechanisch belasteter Struktur angeben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich auswerten,
• die Anrisslebensdauer von Bauteilen mit dem Kerbdehnungskonzept rechnerisch abschätzen,
• die linear-elastische Bruchmechanik zur Bewertung von Rissen in Bauteilen anwenden,
• einfache Bauteile bezüglich des Leichtbaupotenzials optimieren und
• das Konzepte des Stoff- und Formleichtbaus und entsprechender Kennzahlen (Leichtbaukennzahl, spezifische Energieabsorption) zur Bauteiloptimierung anwenden.

Wissenschaftliche Innovation

• die in den Vorlesungen vorgestellten Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse in der rechnerischen Auslegung mechanisch belasteter Bauteil zu gewinnen sowie
• eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.

Kommunikation und Kooperation

• Inhalte der Betriebsfestigkeit sowie der Strukturoptimierung präsentieren und fachlich diskutieren sowie in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität

• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen und
• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung „Betriebsfestigkeit“:

• Auswertung von Versuchsergebnissen im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
• Konzepte zur rechnerischen Lebensdauerabschätzung
• Zyklisches Werkstoffverhalten
• Kerbdehnungskonzept
• Einführung in die linear-elastische Bruchmechanik
• Rissfortschritt

b) Vorlesung „Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der Festigkeitslehre
• Stoffleichtbau
• Formleichtbau

c) Labor „Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung“:

• Grundlagen der experimentellen Bauteilanalyse
• Experimentelle und rechnerische Analyse einer Kerbscheibe unter wiederholter Belastung
• Anwendung eines kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms
• Iterative Optimierung eines Bauteils mittels eines kommerziellen Finite Elemente Programms
• Einführung in das open-source Computeralgebrasystem Maxima
• Symbolische und numerische Berechnung mittels Maxima

Teilnahmevoraussetzungen

• Erfolgreicher Abschluss der Lehrveranstaltungen Festigkeitslehre 1, Festigkeitslehre 2, Technische Mechanik 1, Werkstofftechnik 1, Werkstofftechnik 2, Mathematik 1 und Mathematik 2

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

a) und b) Gemeinsame Klausur (90 Min, benotet, 4 Credits)

c) Laborberichte

Übersicht der Schwerpunkte

Aufbaumodul 3 (Sustainable Engineering)

Ein Modul aus dem Schwerpunkt Sustainable Engineering

Energiewandlung und -speicherung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• grundlegende thermodynamische und kinetisch Berechnungen von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen verstehen und erklären.
• Wasserstoff in der thermischen Verwendung verstehen und erklären.
• Elektrolyseure und Brennstoffzellen in den Hauptparametern auslegen
• Materialien für Elektrolyseure und Brennstoffzellen (GdL, MEA) sowie deren Herstellungsverfahren beschreiben und anwenden.
• Druckgas- und Flüssiggas-Speicher in den Hauptparametern auslegen.
• die unterschiedlichen Subsysteme kombinieren und verbrauchspezifisch optimieren

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• thermodynamische Gesetzmäßigkeiten anwenden, um energetische Prozesse zu verstehen und zu analysieren,
• Wärme-, Stoff- und Energiebilanzen zur Auslegung der Hauptbaugruppen und Peripheriekomponenten anzuwenden
• Stoffwandlungsprozesse erkennen und einordnen.
• Aufbau verfahrenstechnischer Gesamtsysteme (BoP) auszulegen,

Kommunikation und Kooperation

• technisch/physikalische Ergebnisse zu den Gebieten der Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik interpretieren und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Inhalte aus den Gebieten Elektrolyseur- und Brennstoffzellentechnik kompetent präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

Inhalte

a) Regenerative Energieträger

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, Energiespeicherprozesse von Mehrstoffsystemen, Wirkungsgrade, Verluste und reale Prozesse zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der stofflichen Energiewandler und Speicher sowie deren Konstruktionsmerkmale. Im Besonderen werden die Grundlagen der Wasserstofftechnik, u.a. der Wasserstoff-Erzeugung und Speicherung mit den entsprechenden Sicherheitsaspekten vermittelt.

b) Brennstoffzellensysteme

Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sollen in die Lage versetzt werden, den technischen Aufbau, deren Baugruppen und Funktionsweise, sowie Wirkungsgrade, Verluste bis hin zu realen Systemschaltungen zu beschreiben und zu analysieren. Das Modul vermittelt die Grundlagen der Brennstoffzellensysteme und dessen Konstruktionsmerkmale. Weiterhin werden der Grundlagen von reversiblen Systemen bzw. Elektrolyse-Konzepten incl. deren Peripherie-Baugruppen vermittelt.

c) H2-Brennstoffzellen-Labor

Die wesentlichen Inhalte des Moduls werden in Vorlesungen und Laborübungen vermittelt. Neben der Wissens- und Methodenvermittlung werden in den Lehrveranstaltungen Anwendungsbeispiele behandelt. Vorlesungsbegleitend werden den 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den Übungsaufgaben zum Training und zur Anwendung des ver­mittelten Vorlesungsstoffes angeboten.

Teilnahmevoraussetzungen

verpflichtend: erfolgreicher Abschluss von Thermofluiddynamik 1 und Basismodul für Schwerpunkt Nachhaltigkeit

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von    Leistungspunkten

a), b) Gemeinsame Klausur (90 Minuten), benotet

c) Testat, unbenotet

Übersicht der Schwerpunkte

Renewable Energy Conversion

Learning Outcomes and Competences

Once the module has been successfully completed, the students can...

Knowledge and Understanding

• recognize the significance of renewable energy sources, i. e. solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass and carriers.
• recognize the significance of sustainability, energy efficiency and its evaluation.
• understand and explain the technical principles of the usage of renewable energy sources.
• understand the different types of turbo machines.
• understand conservation laws in turbo machines

Use, Application and Generation of Knowledge

Use and Transfer

• apply the laws of thermodynamics and of fluid mechanics to evaluate the usage of renewable energy sources.
• calculate the energy potential for the usage of renewable energy sources.
• calculate energy losses in the framework of energy conversion systems.
• analyze basically the energy efficiency of technical systems.
• take different perspectives and points of view on renewable energy sources and weight them up against each other.
• familiarize themselves with new ideas and topics in the framework of renewable energies based on their acquired knowledge.
• analyze turbomachinery stages.
• calculate indicators and parameters of turbomachinery stages.
• apply dimensionless numbers and laws of similarity to turbo machines.

Scientific Innovation

• optimize the usage of renewable energy sources for electricity generation and for heating.
• independently develop approaches for usage of renewable energy sources and assess their suitability.
• develop concepts for the optimization of electricity generation by renewable energy sources.
• develop concepts for the optimization of turbo machines

Communication und Cooperation

• communicate actively within an organization and obtain information about renewable systems and turbo machines.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of renewable energy systems and interpret them according to other aspects.
• use the acquired knowledge, to evaluate the usage of turbo machines and interpret them according to other aspects.

Scientific Self-Conception/ Professionalism

• derive recommendations for decisions from a sustainable energy conversion perspective on the basis of the analyses and evaluations made.
• justify solutions with respect to renewable energy systems and turbo machines theoretically and methodically.

Contents

a) Renewable Energy Systems

Fundamental overview of the description and calculation of renewable energy sources like solar energy, wind energy, hydro power, geothermal energy, bio-fuels and biomass.

b) Turbo Machines

Overview of different turbo machines: axial flow and radial flow, fans, compressors, pumps, gas turbines, steam turbines, water turbines wind energy converters, conservation laws in turbo machines, dimensionless numbers and laws of similarity of turbo machines, analysis of turbomachinery stages, indicators and parameters of turbomachinery stages

c) Renewables Lab

Using and enhancing the knowledge acquired in the lectures by performing experiments in the fields of renewable energy systems and turbo machines.

Participation Requirements

Obligatory: Thermodynamics 1, Base module for specialization Sustainability

Recommended: Thermodynamics 2 (in parallel)

Examination Forms and Prerequisites for Awarding ECTS Points

a), b), c) Written examination (120 minutes), graded

c) Lab reports, not graded

Übersicht der Schwerpunkte

Technologiedemonstrator Windkraftanlage

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den…

Wissen und Verstehen

• die Funktionsweise einer Windkraftanlage verstehen und erklären.
• die Herausforderungen bei der (Weiter-)entwicklung einer Windkraftanlage erkennen.
• die Bedeutung und den Nutzen von CFD-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der CFD-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der Strömungsmodellierung und der Strömungssimulation verstehen und erklären.
• die grundlegende Vorgehensweise bei der Analyse und Entwicklung eines technischen Systems am Beispiel der Windkraftanlage begreifen.
• die Bedeutung und den Nutzen von FEM-Simulation erkennen.
• die grundlegenden Prinzipien der FEM-Simulation verstehen und erklären.
• die Grundlagen der mechanischen Modellierung und der Simulation des mechanischen Verhaltens verstehen und erklären.
• Die Beanspruchung der der Windkraftanlage verstehen und erklären.
• Werkstoffe in einer Windkraftanlage benennen und deren Zusammensetzungen, Eigenschaften und Einsatzgebiete beschreiben.
• wesentlichen werkstoffkundliche Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen im Triebstrang beschreiben.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

• Probleme bei der Entwicklung einer Windkraftanlage analysieren und dazugehörige Lösungen erarbeiten.
• Strömungssimulationen mittels CFD-Software durchführen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen auswerten und analysieren.
• CFD-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein CFD-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Konzepte zur strömungstechnischen Optimierung von Windkraftanlagen entwickeln.
• durch fundierte Kenntnisse die fachliche Anwendung der Strömungstechnik in der Praxis verbessern.
• Simulationen des mechanischen Verhaltens mittels FEM-Software durchführen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen auswerten und analysieren.
• FEM-Simulation und Systemsimulation anwenden, um neue Erkenntnisse über technische Systeme zu gewinnen.
• ein FEM-Simulationsmodell erstellen, die Simulationsergebnisse interpretieren und systematisch darstellen.
• Mechanismen zur Festigkeitssteigerung von Werkstoffen anwendungsorientiert übertragen.
• Einfache mechanische Modelle von Verbundwerkstoffen anwenden und können Unterschiede im mechanischen Verhalten in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Aufbau aufzeigen.
• Werkstoffauswahl für die Windkraftanlage durchführen.

Kommunikation und Kooperation

• strömungstechnische Fragestellungen mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von CFD-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für gestellte Aufgaben zu identifizieren.
• Fragestellungen zum mechanischen Verhalten mittels Simulationen lösen und Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen ziehen.
• Ergebnisse von FEM-Simulationen präsentieren und fachlich diskutieren.
• Werkstoff- und Prozessauswahl inhaltlich präsentieren und fachlich diskutieren.
• auf Basis der angefertigte Werkstoff- und Prozessauswahl Entscheidungsempfehlungen ableiten.