Konstruktion und CAD

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 8.0 vom 17.06.2020

11B1420

Produkt Design and Computer Aided Design

• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)

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In diesem Modul werden die Grundlagen der Konstruktionslehre vermittelt und eine Einführung in das technische Zeichen mittels Computer Aided Design (CAD) gegeben. Im Bereich Konstruktionslehre wird anhand von Lehrbeispielen ausführlich auf die vier Phasen der Konstruktion eingegangen. Im Bereich CAD werden anhand einfacher Übungsbeispiele die Grundregeln zur Erstellung von 3D-Modellen sowie die Ableitung zugehöriger bemaßter technischer Zeichnungen (2D) vermittelt. Dabei werden insbesondere auch die Themen Bemaßung, Passungen und Toleranzen unter Berücksichtigung von Normen und Regelwerken vertieft.

Im Rahmen des begleitenden und angeleiteten Praktikums erstellen die Studierenden einfache 3D-Modelle mittels CAD-Software und entwickeln daraus bemaßte technische Zeichnungen in 2D. Ein Fokus liegt hier auf der Konstruktion von Kunststoff-Spritzguss-Bauteile und Kunststoff-Spritzguss-Werkzeugen.

Im Rahmen der Hausaufgabe erhalten die Studierenden ein Lastenheft zu einem praxisrelevanten Produkt. Auf Basis dieses Lastenheftes müssen sie in Gruppenarbeit nach den Regeln der Konstruktionslehre eine bestmögliche Lösung erarbeiten und sowohl als 3D-Modell als auch als bemaßte technische Zeichnung ausarbeiten. Die Hausaufgabe wird am Ende des Semesters in einer Rücksprache mit dem Dozenten diskutiert.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, eigenständig auf Basis eines Lastenheftes ein Pflichtenheft (inkl. Anforderungsliste) zu erstellen. Auf Basis dieses Pflichtenheftes können sie dann die vier Phasen der Konstruktion strukturiert abarbeiten, um geeignete Lösungen zu finden und zu bewerten. Dabei setzen sie die CAD-Software gezielt ein, um 3D Modelle und technische Zeichnungen in 2D zu erstellen.

• Vorlesung:
• Einführung in die Konstruktionslehre - Konstruktionsgrundlagen - vier Phasen der Konstruktionslehre: Analysieren, Konzipieren, Entwerfen, Ausarbeiten
• Einführung in das Technische Zeichnen - geometrische Grundkonstruktionen - Projektionszeichnen - Bemaßungsregeln - Toleranzen/Passungen
  
  Praktikum:
• CAD-Grundlagen
• CAD-Übungsbeispiele allgemein
• CAD-Übungsbeispiele Kunststoff-Spritzguss-Bauteile
• CAD-Übungsbeispiel Spritzguss-Werkzeug

Wissensverbreiterung
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- die vier Phasen der Konstruktion detailliert zu erläutern.
- Geometrische Grundkonstruktionen zu erarbeiten
- die verschiedenen Arten von Toleranzen zu erläutern
- Passungen zu berechnen
- die Grundlagen zum Erstellen von 3D-Zeichnungen mittels CAD Software zu erklären
- technische Zeichnungen (2D) zu erstellen, zu lesen und zu bemaßen
- den Aufbau eines Kunststoff-Spritzguss-Werkzeug zu erläutern

Wissensvertiefung
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- bei der Funktionsanalyse das bildhafte Denken durch Funktionsdenken zu ersetzen (Analyse)
- verschieden strukturierte Methoden (z.B. Morphologischer Kasten, Methode 635) zur Lösungsfindung einzusetzen (Konzeption)
- korrigierende und/oder generierende Verfahren beim Entwerfen von Lösungen einzusetzen (Konzeption/Entwurf)
- technische Zeichnungen für Kunststoffbauteile zu bemaßen und die Maße zu tolerieren
- ein einfaches Spritzguss-Werkzeug (auf/zu) zu konstruieren

Können - instrumentale Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die Methoden der Konstruktion an einer realen Aufgabenstellung aus der industriellen Praxis selbstständig anzuwenden, um sicher zu einer Lösung zu kommen. Für die Erstellung und Ausarbeitung einfacher 3D-Volumenmodellen und bemaßten technischen Zeichnungen in 2D können sie eine CAD-Software anwenden. Insbesondere sind sie auch in der Lage, typische Geometrien und Funktionselemente für Kunststoff-Spritzguss-Bauteile und einfache Kunststoff-Spritzguss-Werkzeuge zu konstruieren.
Können - kommunikative Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, sich mit Fachleuten aus dem Bereich Konstruktion auszutauschen und entsprechende Projekte durchzuführen. Die Gruppenarbeit und die Präsentationen der Endergebnisse fördern die Fähigkeit produktives Mitglied eines Teams zu sein und dort auch Verantwortung zu übernehmen.
Können - systemische Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls erkennen die Studierenden wie sich bereits absolvierte aber auch noch folgende Module ihres Curriculums in den Produktentwicklungsprozess einsortieren.

Vorlesungen mit angeleiteten Übungen zum Konstruieren (Papier und Bleistift)Praktikum mit angeleiteten Konstruktionsübungen mittels CAD-SoftwareHausaufgabe: Praxisnahe Produktentwicklung entlang der 4 Phasen der Konstruktion mit Unterstützung einer CAD-Software

Kenntnisse ausGrundlagen Mathematik, Statik, Grundlagen WerkstofftechnikFestigkeitslehre, Werkstoffkunde Polymere, Grundlagen Fertigungstechnik

Krumpholz, Thorsten

Krumpholz, Thorsten

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Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Pahl/Beitz Konstruktionslehre, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2013

Conrad, K.-J.: Grundlagen der Konstruktionslehre, Carl Hanser Verlag München, 2013

Kurz, U.; Wittel, H.: Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2013

Hoischen, H.; Fritz, A.: Hoischen/Fitz Technisches Zeichnen, Cornelsen Verlag, 2016

Hausarbeit

Hausaufgabe mit RückspracheDie Studierenden arbeiten in einer Kleingruppe über das Semester die Hausaufgabe aus und präsentieren diese am Ende gemeinsam. Zur Präsentation werden dann jedem Gruppenmitglied einzeln Fragen gestellt. Aus der Hausaufgabe, der Präsentation und den individuellen Antworten des Einzelnen bildet sich dann die individualisierte Gesamtnote für jedes Gruppenmitglied.

Hausaufgabe mit RückspracheDie Studierenden arbeiten in einer Kleingruppe über das Semester die Hausaufgabe aus und präsentieren diese am Ende gemeinsam. Zur Präsentation werden dann jedem Gruppenmitglied einzeln Fragen gestellt. Aus der Hausaufgabe, der Präsentation und den individuellen Antworten des Einzelnen bildet sich dann die individualisierte Gesamtnote für jedes Gruppenmitglied.

1 Semester

Nur Wintersemester

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