Werkstoffengineering

Institut für Management und Technik

Version 7.0 vom 18.05.2022

75B0120

Materials Engineering

• Allgemeiner Maschinenbau (B.Sc.)
• Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor) (B.Sc.)

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Der technische Fortschritt in vielen Industriezweigen hängt eng mit der Entwicklung und dem Einsatz moderner Werkstoffe zusammen. Der optimale Einsatz von Werkstoffen in technischen Anwendungen setzt physikalisch-chemische Grundkenntnisse über den Aufbau von Werkstoffen, Kenntnisse über die daraus resultierenden Werkstoff- und damit Bauteileigenschaften und deren Prüfung voraus, die in diesem Modul vermittelt werden. Im Sinne einer hohen Anwendungsorientierung bei der Werkstoffauswahl sind insbesondere Kenntnisse über die gezielte und verarbeitungs-bedingte Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften erforderlich. Inhalt dieses Moduls ist eine Einführung in das komplexe Gebiet der Werkstofftechnik wobei neben klassischen Werkstoffgruppen der Metalle und Kunststoffe insbesondere faserverstärkte Verbundwerkstoffe sowie die Grundlagen für Keramik behandelt werden.

1. Werkstoffgruppen im Überblick
2. Grundlagen Stahlerzeugung - Metallgewinnung/-verarbeitung
3. Aufbau, Struktur, Eigenschaften d. Metalle – Zustandsdiagramme
4. Einteilung der Stähle und Werkstoffauswahl
5. Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften - Wärmebehandlung
6. Grundlagen Nicht-Eisen-Metalle (NE-Metalle) - Sinterwerkstoffe
7. Kunststoffe - Verbundwerkstoffe - Keramik
8. Zerstörende und zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Wissensverbreiterung
Die Studierenden verfügen über ein breit angelegtes Grundlagenwissen zum Aufbau unterschiedlicher Werkstoffe aus den Werkstoffgruppen Metall, Kunststoff und Keramik und kennen ihre unterschiedlichen Eigenschaftsprofile und Anwendungsfelder. Sie wissen wie man die Eigenschaften der Werkstoffe durch gezielte Maßnahmen beeinflussen kann und auch wie sich unterschiedliche Fertigungsverfahren in der weiteren Prozessketten der Bauteilherstellung auswirken können.
Wissensvertiefung


Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können anhand des inneren Aufbaus von Werkstoffen (Mikrostruktur) auf die makroskopischen Eigenschaften für entsprechende Bauteilanwendung (Makrostruktur) schließen. Darüber hinaus sind sie in der Lage Werkstoffe anhand ihrer Bezeichnungen den Werkstoffgruppen zuzuordnen und ihr Eigenschaftsprofil zu bewerten um damit eine geeignete fertigungs- und bearbeitungsrelevante Entscheidungen zur Werkstoffwahl zu treffen.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage mit Fachleuten aus dem Bereich der Fertigung von Serienprodukten effektiv und zielorientiert zu diskutieren und Lösungen zu finden, die eine kostengünstige und werkstoffgerechte Herstellung ermöglichen.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben, beherrschen berufsbezogene Fähigkeiten, Fertigkeiten und Techniken und gehen mit entsprechenden Materialien und Methoden fachgerecht um. Sie wenden ihre Kenntnisse über die industriellen Werkstoffe in vertrauten Kontexten an und können diese darüber hinaus auf neue Aufgabenstellungen transferieren. Sie sind in der Lage innerhalb des Produktentwicklungsprozesses entsprechend den ermittelten Anforderungen bzw. vorgegebenen Bedingungen Produkte werkstoffgerecht zu gestalten.

Vorlesung mit Übungen, Praktikum, Referat, Vor- und Nachbereitung

Naturwissenschaftliche Grundlagen, Technische Physik, Grundlagen der Mathematik

Piwek, Volker

• Piwek, Volker
• Kempmann, Christoph

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• Bargel, H. J.; Schulze, G.: Werkstoffkunde, Berlin u.a., Springer Vieweg, 2012
• Bergmann, W. Werkstofftechnik Teil 1 - Grundlagen und Teil 2 - Anwendungen, München, Hanser, 2013
• Deutsch, V.: Die Ultraschallprüfung, Wuppertal, Castell-Verlag, 1999
• Heine, B.: Werkstoffprüfung – Ermittlung von Werkstoffeigenschaften, München, Hanser, 2011
• Hornbogen, E.: Werkstoffe - Aufbau und Eigenschaften von Keramik-, Metall-, Polymer- und Verbundwerkstoffen, Berlin u.a., Springer, 2012
• Hornbogen, E., Jost, N.: Fragen und Antworten zu Werkstoffen, Berlin u.a., Springer, 2005
• Schmidt, W.; Dietrich, H.: Praxis der mechanischen Werkstoffprüfung, Renningen-Malmsheim, Expert-Verlag, 1999
• Seidel, W., Hahn, F.: Werkstofftechnik - Werkstoffe - Eigen-schaften - Prüfungen - Anwendungen; Hanser, München, 2014
• Weißbach, W.: Werkstoffkunde : Strukturen, Eigenschaften, Prüfung, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015

• Klausur 2-stündig
• Projektbericht, schriftlich

Experimentelle Arbeit und regelmäßige Teilnahme

Zusätzlich zur Prüfungsleistung ist ein Praktikum zu absolvieren.

Die Prüfungsform wird zu Beginn der Lehrveranstaltung durch die/den Lehrenden bekanntgegeben.

Gefordert werden grundlegende Kenntnisse der Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften, Herstellung und Anwendung von metallischen, keramischen und polymeren Werkstoffen sowie Kenntnisse über die wichtigsten Verfahren der Werkstoffprüfung. Es ist zusätzlich ein Leistungsnachweis in Form einer erfolgreichen Praktikumsteilnahmen abzulegen.

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch