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Lernziele / Kompetenzen
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Allgemeine Lernziele und Kompetenzen zu den Vertiefungsrichtungen
- Energiesystemtechnik
- Entwicklung und Konstruktion
- Produktion und Management
- Virtual Engineering
- Werkstofftechnik
Energiesystemtechnik
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse über moderne Energiesysteme, über deren industrielle Verbreitung und über deren Planung, Auslegung und Betrieb. Hierbei hat der Apparate- und Rohrleitungsbau sowie die Gebäudeautomation eine große Bedeutung.
Ein Fokus in der Kompetenzvermittlung liegt auf der Technischen Gebäudeausrüstung und der Wärme- wie Kälteversorgung für private, öffentliche und industrielle Komplexe.
Lernziele:
- Planung, Auslegung und Betrieb energietechnischer sowie klimatechnischer Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung
- Regelung und Steuerung energietechnischer sowie klimatechnischer Anlagen
- Auslegung von Apparaten und Rohrleitungen
Entwicklung und Konstruktion
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse im Bereich des modernen, industriellen Produktentwicklungsprozesses und können methodisch strukturiert die Entwicklung und Konstruktion von Produkten und Prozessen begleiten und vorantreiben.
In den Vertiefungsmodulen I und II im 3. und 4. Semester werden die produktionstechnischen Hintergründe und Nebenbedingungen der Konstruktion aufgezeigt und die Kompetenzen in weiterführenden Maschinenelementen verstärkt.
Die immer stärker ausgeprägte Digitalisierung, Mechatronisierung und Automatisierung von Produkten und Prozessen wird praxisnah und anhand eines ausgewählten Beispiels vertieft vermittelt und kann von den Studierenden nutzbringend eingesetzt werden.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse im methodischen Produktentwicklungsprozesses
- Kompetenzen in der zielgerichteten Auswahl passender Maschinenelemente
- Entwicklung mechatronischer Systeme und deren Automatisierung
- Detaillierte Kenntnisse im Bereich der Fluidenergiemaschinen sowie der Entwicklung von Kunststoffbauteilen und deren Baugruppen
Produktion und Management
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse über moderne Produktionsmethoden und Werkzeugmaschinen und können für unterschiedliche Fertigungsanforderungen die jeweils besten Produktionsprozesse auswählen und umsetzen.
Ein besonderer Fokus liegt in der Kompetenzvermittlung der Fertigungsverfahren Füge- und Umformtechnik und Kunststoffverarbeitung, da diese für die regionale Industrie von großer Bedeutung sind. Weiterführend werden die Elemente der digitalen Produktionsplanung und der virtuellen Prozessentwicklung am Beispiel des Industrie 4.0 Ansatzes vermittelt.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse in der Produktionsplanung und der Fertigungsautomation
- Fundierte Kompetenzen in den Fertigungsverfahren Füge- und Umformtechnik und Kunststoffverarbeitung
- Zielgerichtete Auswahl optimal angepasster Werkzeugmaschinen für unterschiedliche Produktionsprozessentwicklungen
- Einsatz von Methoden der virtuellen Prozessplanung und der Methodik des Industrie 4.0 Ansatzes
Virtual Engineering
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse im Bereich der Digitalisierung und Virtualisierung aller ingenieurstechnischer Prozesse, wobei der Fokus auf dem virtuellen Produktentstehungsprozesses liegt.
Die Studierenden können die modernen digitalen Werkzeuge im Ingenieurswesen, wie z.B. die rechnergestützte Konstruktion und Fertigung (CAD/CAM), die rechnergestützte Simulation und Visualisierung (Cax-Methoden) zielgerichtet und nutzbringend einsetzen.
Vertiefte Kompetenzen im Bereich des Systems Engineering, in der Anwendung von KI- und ML-Methoden und in der Umsetzung von Digitalen Zwillingen werden vermittelt.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse beim Einsatz computergestützter Ingenieurstätigkeiten wie z.B. der rechnergestützten Konstruktion, Simulation und Visualisierung
- Fundierte Kompetenzen bei der Umsetzung des virtuellen Produktentwicklungsprozesses in Unternehmen und der Einführung von PLM/PDM Systemen in mittelständischen Firmen
- Kenntnisse im Bereich des Model Based System Engineering und der zielgerichteten Anwendung Digitaler Zwillinge in der Produkt- und Prozessentwicklung
Werkstofftechnik
Kompetenzen:
Die Studierenden erlagen vertiefte Kenntnisse über moderne Werkstoffe und deren zielgerichteten, optimalen Anwendung für unterschiedliche Anforderungen.
Weiterführend werden Kompetenzen im Bereich des Leichtbaus, der Oberflächentechnik und der Fügetechnik vermittelt.
Lernziele:
- Kompetente Auswahl der jeweils an die Anforderungen angepassten Werkstoffe und Werkstoffverfahren
- Vertiefte Kenntnisse im Bereich des Leichtbaus, der Oberflächen- und Fügetechnik
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Veranstaltungen
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Prozess- und Systemautomation
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1041 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Einführung in das dynamische Verhalten von Energiesystemen
- Modellierung ausgewählter Anlagenkomponenten
- Numerische Anlagensimulation
- Numerische Bewertung von Betriebsführung und Regelungsstrategie
- Energiewirtschaftliche Optimierung im Betrieb (mit digitalen Zwillingen)
- Einführung in das Energie- und Anlagenmonitoring.
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| Literatur |
Programmierung in Python: Ein kompakter Einstieg für die Praxis, Ralph Steyer (Springer, aktuelle Auflage) |
Apparate- und Rohrleitungsbau
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1042 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Belastungsarten, Festigkeitshypothesen
- Werkstoffe im Apparatebau und ihre Eigenschaften
- Konstruktionselemente (Wellen, Dichtungen, Verbindungen usw.)
- Ausrüstung von Druckgeräten
- Bau- und Druckprüfung
- Rohre (Wandstärke, Netzplanung usw.)
- Konstruktionsmerkmale ausgewählter Apparate, z. B. von Rührwerken und Bioreaktoren
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| Literatur |
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Planung und Betrieb energietechnischer Anlagen
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1043 |
| SWS |
6.0 |
| Lerninhalt |
VORLESUNG
Projektierung/Projektablauf
- Übersicht zu den rechtlichen Rahmenbedingungen in Planungsprozessen
- Auftragnehmer/Auftraggeber und Lastenheft / Pflichtenheft
- Leistungsphasen der HOAI
Bilanzierung von komplexen Energiesystemen
- Einführung in das dynamische Verhalten von Energiesystemen
- Modellierung ausgewählter Anlagenkomponenten
- numerische Anlagensimulation
energiewirtschaftliche Bewertung
- Kostenberechnung
- Wirtschaftlichkeit nach der Annuitätenmethode (VDI 2067)
- Sensitivität / Unsicherheit / Optimierung
- Preis- und Vertragsgestaltung
Auslegung und Auswahl beispielhafter Komponenten für Energiesysteme (insb. Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Übergabe)
- Erzeugung
- Speicherung und Verteilung
- Übergabesysteme
Betrieb energietechnischer Anlagen
- Übersicht zu den rechtlichen Rahmenbedingungen in Planungsprozessen
- Instandhaltung
- Betriebsführung
- energiewirtschaftliche Optimierung im Betrieb
SEMINAR
Im Seminar werden einerseits technische, rechtliche und/oder sozio-ökonomische Aspekte der Planung und des Betriebs energietechnischer Anlagen in Form von Referaten und einer kritischen Diskussion beleuchtet. Andererseits wird das Planspiel "Ingenieurbüro" (Anwendung der Lehrinhalte aus der Vorlesung auf ein konkretes Planungsbeispiel) durch das Seminar begleitet. |
| Literatur |
Aufgaben- und Materialsammlung sowie Folienskript als Unterlage für die Vorlesung.
Literatur aus der Bibliothek, separate Literaturliste |
Automatisierungstechnik
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1046 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Pneumatik/Elektropneumatik, Hydraulik/Elektrohydraulik
- Einleitung
Anwendungen und Einsatzgebiete
- Grundlagen
Begriffe, Eigenschaften
Allgemeine Grundlagen
- Energieversorgung
Aufbereitung, Komponenten/Bauelemente der Drucklufterzeugung
Druckflüssigkeiten, Bestandteile der Hydraulikanlage
- Antriebe und Ausgabegeräte
Zylinder, Handhabungstechnik, Motoren
- Wegeventile, Sperr-, Strom- und Druckventile, Ventilkombinationen
Aufgaben, Aufbau, Arten, Betrieb
- Aufbau von Schaltplänen, Simulation von fluidischen Systemen
Grundlagen, Kennzeichnungen, Normen
Darstellung von Bewegungsabläufen
- Realisierungsbeispiele und Labor
Steuerungstechnik
- Signalverarbeitung
- Steuerungsperipherie
- Speicherprogrammierbare Steuerungen
- NC-Steuerungen
- Verteilte/vernetzte Steuerungssysteme
- Feldbussysteme
- Trends im Bereich der Steuerungstechnik
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| Literatur |
- Ebel, Idler, Prede, Scholz: Pneumatik und Elektropneumatik, Schülerband, Bildungsverlag EINS, 3. Auflage, 2017
- Aheimer. Löffler, Merkle, Prede, Rupp, Scholz, Schrader: Hydraulik und Elektrohydraulik, Schülerband, Bildungsverlag EINS, 2.Auflage, 2019
- Watter: Hydraulik und Pneumatik: Grundlagen und Übungen - Anwendung und Simulation, Vieweg, 2008
- W. Boulton: Pneumatic and Hydraulic Systems, Pearson, 1997
- Langmann, R. (Hrsg.): Taschenbuch der Automatisierung. Leipzig: Fachbuchverlag im Carl Hanser Verlag München, Wien 2004.
- Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Steuerungstechnik mit SPS - Von der Steuerungsaufgabe zum Steuerprogramm. Bitverarbeitung und Wortverarbeitung, Analogwertverarbeitung und Regeln, Einführungin IEC 1131-3. 5., überarbeitete und erweiterte Aufl. Braunschweig / Wiesbaden: Vieweg Verlag 1998
- Auer, A.; Auer, P.: Switch On CD-ROM, SPS-Praktikum mit STEP 5-, STEP 7- und IEC 1131-Syntax. Leipzig: Fachbuchverlag, München: Hanser Verlag 2002
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Fluidenergiemaschinen mit Labor
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1047 |
| SWS |
4.0 |
Konstruieren und Fertigen mit Kunststoffen
| Art |
Vorlesung/Übung |
| Nr. |
M+V1048 |
| SWS |
4.0 |
Mechatronische Systeme
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1049 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Mechatronische Systeme: Anwendungen und Einsatzgebiete
- Elektrische und Fluidische Aktoren
- Sensorik
- Signal- und Prozessdatenverarbeitung
- Regelung und Filterung
- Entwicklungsmethodik, Funktionale Sicherheit
- Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme
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| Literatur |
- Isermann, Mechatronische Systeme - Grundlagen, Springer
- Heimann, Albert, Ortmaier, Rissing, Mechatronik: Komponenten - Methoden - Beispiele, Hanser
- Hering, Steinhart, Taschenbuch der Mechatronik, Hanser
- Bradley, Russell, Mechatronics in Action, Springer
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Werkzeugmaschinen mit Labor
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1051 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Im Labor Werkzeugmaschinen werden messtechnische und fertigungstechnische Versuche an Werkzeugmaschinen durchgeführt:
Die Werkstattabmaße eines schrägverzahnten Stirnrades werden berechnet und das Zahnrad wird nach dem Wälzfräsverfahren auf einer konventionellen Wälzfräsmaschine der Firma Pfauter hergestellt. Anschließend wird die Zahnweite gemessen und die geforderte Toleranz überprüft.
Beim Drehen werden die Zerspankräfte und Rattervorgänge mit einem Kraftdynamometer und einer rechnergestützten Messdatenerfassung experimentell ermittelt und ausgewertet.
Durch das Hartdrehen, Schleifen und der nachfolgenden Oberflächenmesstechnik mit einem optischen Oberflächenmessgerät lernen die Studierenden die Beurteilung technisch gefertigter Oberflächen kennen. Auf die verschiedenen Rauheitswerte wird dabei eingegangen.
Die Positioniergenauigkeit einer NC-Linearachse wird mit einem Laserinterferometer nachgemessen. Es werden dabei der prinzipielle Aufbau einer Vorschubachse und der mechanischen Übertragungselementen sowie deren Lagerung besprochen. Die Einflüsse auf die Positionierunsicherheit, wie z.B. die Fehler des Wegmesssystems oder die Temperatur, werden ebenfalls behandelt.
Beim Erstellen von CNC-Programmen (Computerized Numerical Control) für Dreh- und Fräsmaschinen lernen die Studierenden die rechnergestützte Fertigung kennen. Von der klassischen DIN-ISO-Programmierung über die werkstattorientierte Programmierung bis hin zum modernen CAM-System (Computer Aided Manufacturing) werden alle Arten der CNC-Programmierung vorgestellt.
Auf einem 3D-Koordinatenmessgerät der Firma Zeiss wird ein Übungsstück vermessen. Dabei werden Längen-, Form- und Lagetoleranzen des Werkstücks überprüft. Es wird das Messprinzip des eingesetzten Tastkopf und der komplette Messvorgang erklärt und gezeigt. |
| Literatur |
- Werkzeugmaschinen Konstruktion und Berechnung, Weck, Manfred (Springer Verlag, 2006)
- Werkzeugmaschinen Messtechnische Untersuchung und Beurteilung, Weck, Manfred (Springer Verlag, 2006)
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Produktionsplanung
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1052 |
| SWS |
4.0 |
Oberflächentechnik
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1055 |
| SWS |
4.0 |
Fügetechnik
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1056 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Lichtbogenhandschweißen
Metall – Aktiv/Inertgas Scheißen
Wolfram – Inertgas Schweißen
Gasschweißen
Löten
Roboterschweißen
Widerstandspunktschweißen
Abbrennstumpfschweißen
- Fügetechniken Kunststoffe
Schweißverfahren der Kunststoffverarbeitung: Vor- und Nachteile, Einsatzgebiete,
Festigkeitsprüfungen
Klebtechnik:
Grundlagen des Klebens: Bindungskräfte, Adhäsion, Kohäsion, Benetzung
Aufbau, Einteilung, Arten von Klebstoffen: Reaktionsmechanismen, Einteilung und Arten von
Klebstoffen
Eigenschaft und Festigkeit von Verklebungen
Konstruktive Gestaltung von Klebnähten
Verklebung unterschiedlicher Werkstoffe
Technologie des Klebens: Vorbereitung, Fertigung, Qualitätssicherung |
| Literatur |
- Fügetechnik/Schweißtechnik, DVS (DVS, 2000)
- Grundlagen der Klebtechnik, Reiner (Institut für schweißtechnische Fertigungsverfahren RWTH Aachen)
- Kleben, Habenicht (Vieweg Verlag, 2009)
- Kleben, Klebstoffe, Informationsserie des Fonds der chemischen Industrie, 2015
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Werkstoff- und Bruchmechanik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1057 |
| SWS |
4.0 |
Legierte Stähle und NE-Metalle
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1058 |
| SWS |
4.0 |
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