Werkstoffgerechtes Konstruieren

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 5.0 vom 12.12.2017

11B0620

material-required design

Industrial Design (B.A.)

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Hier wird zunächst werkstoffunabhängig die grundlegende Vorgehensweise zur Auslegung und Dimensionierung erläutert. Dabei wird insbesondere auch auf die äußeren Einflüsse (Zeit, Temperatur, Medien, etc.) und Beanspruchgsarten (Zug, Druck, Schub, Biegung) eingegangen. Anhand von kunstoffspezifischen Verbindungselementen und auch Fügetechniken werden praxisrelevante Beispiele besprochen. Ein Fokus liegt dabei auf der analytischen Auslegung von Schnapphaken.

• Vorlesung (4 SWS)
• 1. Vorgehensweise zur Dimensionierung
  1.1 Bestimmung zulässiger Werkstoffkennwerte
  1.1.1 Berücksichtigung von Umgebungseinflüssen (Zeit/Temperatur/Medien etc.)
  1.1.2 Berücksichtigung der Beanspruchungsart (Zug, Druck, Schub, Biegung)
  1.1.3 Verwendung von Sicherheitsbeiwerten
  1.1.4 Versagensverhalten verschiedener Werkstoffe
  1.2 Berechnung der Beanspruchung im Bauteil
  1.2.1 Analytische und iterative Berechnungen
  1.2.2 Materialbeschreibung
  1.2.3 Versagenshypothese
• 2. Konstruktionselemente und Fügetechnik in der Kunststofftechnik
  2.1 Schnapphaken
  2.1.1 Analytische Auslegung von Schnappverbindungen
  2.2 Schraubenverbindungen
  2.2.1 Selbstformende Schrauben
  2.2.2 Gewindeeinsätze
  2.3 Schweißverbindungen
  2.3.1 Überblick industriell relevanter Schweißverfahren
  2.4 Filmscharniere
  2.4.1 Konstruktion und Berechnung von Filmscharnieren

Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, erlangen Kenntnisse der Verarbeitung – vor allem von Kunststoffen – für die Massenproduktion.
Wissensvertiefung
Die Studierenden haben die Kompetenz konstruktive, fertigungstechnische und werkstoffimmanente Gestaltungsregeln anzuwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage mit allen relevanten Werkzeugen und Vorgaben eine kunststoffgerechte Konstruktion zu erstellen (CAD, Normen).
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können je nach Anwendungszweck an der Auswahl adäquater Kunststoffe und der jeweiligen Verarbeitungsform mitarbeiten.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden können – je nach Anwendungszweck – adäquate Kunststoffe und die jeweilige Verarbeitungsform auswählen. Sie adaptieren Routinepraktiken innerhalb geltender Standards, ebenso sind sie in der Lage Routineuntersuchungen, Entwicklungen und Befragungen zu berufsbezogenen Themen und Problemen durchzuführen und fachspezifisch zu argumentieren.

Vorlesung, Gruppenarbeiten

Besuch der Veranstaltungen: Grundlagen der technischen Kommunikation, Werkstoffe und Fertigung

Krumpholz, Thorsten

Krumpholz, Thorsten

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Kallweit, Andreas; Paul, Christof; Peters, Sascha; Wallbaum, Reiner: Handbuch für technisches Produktdesign

Ehrenstein, Gottfried W.: Mit Kunststoffen konstruieren - eine Einführung, 3. Auflage, München 2007.

Erhard, Gunter: Konstruieren mit Kunststoffen, 4. Auflage, München 2008.

Haibach, Erwin : Betriebsfestigkeit - Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. 3. korr. und erg. Auflage. Berlin u.a.: Springer. 2006.

Klausur 2-stündig

Hausarbeit

Vorgehensweise zur Auslegung und DimensionierungBerechnung von Schnapphaken und Filmscharnieren und anderer analytisch beschreibbarer Konstruktionselemente. Argumentation für die Auswahl geeigneter Schweißverfahren. Grundlegende Kenntnisse zu Schraubverbindungen.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch