Effizienz der Fertigungsverfahren

11B2311

Bachelor

Deutsch

5.0

nur Wintersemester

1 Semester

Die Effizienz von Fertigungsverfahren ist für den wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens von entscheidender Bedeutung. Effiziente Fertigungsverfahren tragen dazu bei, die Produktivität zu steigern, Kosten zu reduzieren, die Qualität der hergestellten Produkte zu verbessern. Gleichermaßen geht hiermit eine Nachhaltigkeitsbetrachtung einher, so dass durch die richtige Auswahl und die Weiterentwicklung der Fertigungsverfahren Produkte mit minimiertem Rohstoff- und Energieeinsatz hergestellt werden können. Spanende, additive und umformende Fertigungsverfahren gehören zu den gesteuerten Fertigungsverfahren und weisen somit ein hohes Effizienzpotenzial bei der Prozessausführung auf. Die Kenntnisse über Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Fertigungsverfahren und physikalischen Zusammenhänge sind die Grundlage für die Verfahrensauswahl und effektive Prozessgestaltung.

Mit den subtraktiv, mit einfachen Werkzeuggeometrien arbeitenden Spanungsverfahren wird der größte Teil der Wertschöpfung in der Produktion erzielt. Sie sind auf Grund ihres Genauigkeitspotenzials für die Bearbeitung komplexer Produkte mit zunehmend kleineren Toleranzen in den Maßen und Formen und wegen ihrer hohen Produktivität im gesamten Spektrum von Einzelfertigung bis Großserie unentbehrlich.

Additive Verfahren erlauben durch Zusammenfügen elementarer Volumenelemente – in dünnen Schichten oder kontinuierlich – die werkzeugfreie Fertigung von Geometrien, die keiner Restriktion durch Zugänglichkeit für Bearbeitungswerkzeuge unterliegen. Die Arbeitsgenauigkeit der additiven Verfahren ist dabei der spanenden Feinbearbeitung unterlegen, so dass hybride Verfahren mit einer spanenden Nacharbeit der Additivteile entwickelt werden.

Bei den umformenden Fertigungsverfahren werden die Formen von Werkstücken durch die Anwendung von Druck oder Zugkräften verändert, ohne dass dabei Material entfernt wird. Diese Verfahren spielen daher mit Blick auf eine materialeffiziente Produktherstellung eine wichtige Rolle.

Exkursionen werden bedarfsorientiert und begleitend zu der Lehrveranstaltung durchgeführt.

1. Einführung und Zusammenhänge -> Abgrenzung spanender, additiver und umformender Fertigungsverfahren, Entwicklung der Verfahren mit Blick auf Energie- und Nachhaltigkeitsaspekte

2. Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden -> Bewegungen, Eingriffs- u. Spanungsgrößen, Schneidengeometrien, Spanbildung, Spanarten u. Spanformen, Kräfte, Energie u. Leistung beim Spanen, Spanungsverfahren, Schneidstoffe, Kühlschmierstoffsysteme

3. Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden -> Verfahren, Berechnung der Wirkkriterien, Energie- u. Leistungsbetrachtungen

4. Hochleistungszerspanung -> HPC- u. HSC-Fräsen, Bearbeitung gehärteter Stähle u. Hartmetalle, Minimalmengenschmierung u. Trockenbearbeitung

5. Additive Fertigungsverfahren -> Verfahrensgrundlagen u. Verfahrensvarianten, Bauteilentwicklung u. Stützstrukturen, Aufbau der Additiven Fertigungsanlagen, laserbasierte Systeme, Effizienzpotenziale

6. Effizienzsteigerung bei Fertigungsverfahren -> Lean-Prinzipien, Automatisierung, Integration digitaler Technologien, Ermittlung und Verbesserung des CO2-Footprints

7. Planen und Kalkulieren von Fertigungsfolgen -> Kombinationsmöglichkeiten bei Fertigungsverfahren, Energieeffizienz einer Verfahrensverknüpfung

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 165 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur

• experimentelle Arbeit

Die benotete Prüfungsleistung wird von den Dozierenden festgelegt: Klausur oder mündliche Prüfung.

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Unbenotete Prüfungsleistung:

• Experimentelle Arbeit: ca 3 bis 5 Versuchsaufgaben

Höhere Mathematik, Statik, Festigkeitslehre, Grundkenntnisse der Messtechnik, Grundkenntnisse der Fertigungstechnik, Windows Anwendungen

Die Studierenden erkennen die Zusammenhänge im System moderner und additiver Verfahren, beurteilen das Arbeitsergebnis und analysieren die Wechselwirkung zwischen Eingangsgrößen, Wirkkriterien und technologischen Kenngrößen.

Die Studierenden verfügen über ein vollständiges und integriertes Wissen über die meisten Kerngebiete und grundsätzlichen Aspekte von Fertigungsverfahren.

• Sachnik, Peter

• Sachnik, Peter