Werkstoffengineering

Fakultät

Institut für Management und Technik

Version

Version 4.0 vom 13.11.2019

Modulkennung

75B0120

Modulname (englisch)

Materials Engineering

Studiengänge mit diesem Modul
  • Allgemeiner Maschinenbau (B.Sc.)
  • Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor) (B.Sc.)
Niveaustufe

1

Kurzbeschreibung

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.

Lehrinhalte
  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
Lernergebnisse / Kompetenzziele

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.

Lehr-/Lernmethoden

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

Empfohlene Vorkenntnisse

Naturwissenschaftliche Grundlagen, Technische Physik, Grundlagen der Mathematik

Modulpromotor

Piwek, Volker

Lehrende
  • Piwek, Volker
  • Kempmann, Christoph
Leistungspunkte

5

Lehr-/Lernkonzept
Workload Dozentengebunden
Std. WorkloadLehrtyp
28Vorlesungen
14Übungen
14Labore
2Prüfungen
Workload Dozentenungebunden
Std. WorkloadLehrtyp
40Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
20Prüfungsvorbereitung
32Hausarbeiten
Literatur
  • 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
Prüfungsleistung
  • Klausur 2-stündig
  • Klausur 1-stündig und Hausarbeit
Unbenotete Prüfungsleistung
  • Regelmäßige Teilnahme
  • Experimentelle Arbeit und Präsentation
Bemerkung zur Prüfungsform

zusätzlich zur Prüfungsleistung ist ein Praktikum zu absolvieren.

Prüfungsanforderungen

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.

Dauer

1 Semester

Angebotsfrequenz

Nur Wintersemester

Lehrsprache

Deutsch