Innovative Fertigungstechnik

Institut für Management und Technik

Version 14.0 vom 23.04.2020

75M0237

Innovative Production Technology

Management und Technik (M.Sc.)

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Aufgrund der stetigen Forderung nach immer effizienteren und ressourcenschonenden Herstellungsprozessen stellt die Fertigungstechnik eine sich sehr dynamisch entwickelnde Ingenieursdisziplin dar. Von den Studierenden und angehenden Ingenieuren wird heutzutage erwartet, dass sie Kenntnis über aktuelle Entwicklungstrends besitzen, was sie dazu befähigt, Verbesserungspotenziale im industriellen Umfeld zu erkennen und umzusetzen.Ausgehend von einem grundlegenden Überblick industriell etablierter Fertigungsverfahren nach DIN ISO 8580 werden in diesem Modul innovative Fertigungstechniken mit einem hohen Entwicklungs- und Anwendungspotenzial behandelt. Der Schwerpunkt liegt sowohl auf einer Produktivitätssteigerung durch optimierte Prozesse, als auch auf dem Trend zum Multi-Material-Design. Hierbei sind u.a. die additiven Technologien und das Umformen hybrider Werkstoffverbunde als Vertreter der Hauptgruppe Urf- und Umformen zu nennen. Darüber hinaus werden den Studierenden die Potenziale der spanenden Bearbeitung und innovativer laser- bzw. reibbasierter Fügetechnologien vermittelt. In einem weiteren Fokus stehen Fertigungsmethoden die sich insbesondere zum Herstellen von Leichtbaustrukturen eignen, wie zum Beispiel instrumentelle umformende Verfahren oder auch die Herstellung von kraft- bzw. reibschlüssigen Fügeverbunden durch Umformen.Das Modul zeichnet sich durch eine hohe Interdisziplinarität aus, wodurch ein direkter Bezug zum Werkstoffengineering, zur technischen Mechanik und zur technischen Physik gegeben ist. Im Rahmen dieses Moduls sollen digitalisierte Wertschöpfungsketten einen weiteren Schwerpunkt bilden. Anhand praktischer Fallbeispiele werden mit den Studierenden potenzielle Anwendungsfelder erarbeitet, um verschiedenste Fertigungstechnologien in Prozessketten digital einzubinden.

1 Einführung in die Fertigungstechnik
2 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren und Identifikation von Innovationstreibern
3 Urformen
3.1 Industriell etablierte Urformverfahren für Metalle und Nichtmetalle
3.2 Additive Fertigung und Entwicklungstrends
4 Umformen
4.1 Grundlagen der Blech- und Massivumformung
4.2 Inkrementelle Umformverfahren
4.3 Methoden der Kaltumformung von Mikrobauteilen
4.3 Innovationen in der Umformtechnik
5 Trennen
5.1 Grundlagen des Spanens mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide
5.2 Trocken-, Hart- und Mikrobearbeitung
5.3 Laserbasierte Trennverfahren
6 Fügetechnik
6.1 Grundlagen der Fügetechnik
6.2 Laserschweißen, Reibschweißen und hybride Prozesse
6.3 Fügen von Mischverbindungen im Automobilbau
6.4 Fügen hybrider Leichtbaustrukturen durch Umformen
7 Technologien zum Beschichten und Ändern der Stoffeigenschaften
8 Einbindung moderner Fertigungstechniken in industrielle Prozessketten auf Basis von Industrie 4.0

Wissensverbreiterung
Neben dem Wissen über die wichtigsten Fertigungsverfahren nach DIN 8580 erlernen die Studierenden weitere Kenntnisse über innovative Fertigungstechniken. Sie werden in die Lage versetzt, innovative Herstellungsmethoden zu identifizieren und ihre Anwendungspotenziale auch im Kontext von digitalisierten Wertschöpfungsketten zu bewerten.
Wissensvertiefung
Die Studierenden bekommen einen vertieften Einblick in die fertigungstechnischen Entwicklungen in Industrie und Forschung. Sie verfügen über die notwendige Analysefähigkeit, derartige Prozesse hinsichtlich der erzielbaren Produktivität und der sich abzeichnenden Bauteileigenschaften einzuordnen.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden bekommen einen tieferen Einblick in die Prozess-Werkstoff-Interaktion und erlangen hierdurch die Kompetenz, relevante Fertigungsparameter zu identifizieren und deren Einfluss auf die Qualität des zu fertigenden Produkts zu analysieren.
Können - kommunikative Kompetenz
In Abhängigkeit der konstruktiven und werkstofftechnischen Anforderungen sind die Studierenden in der Lage den Einsatz von modernen Fertigungstechniken ingenieurwissenschaftlich zu begründen und zu vertreten. Hierbei kommen den Studierenden der Kenntnisse aus dem Bereich Physik, insbesondere der technischen Mechanik und dem Werkstoffengineering zu Gute.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden haben die Fähigkeit, geeignete Fertigungsprozesse in Abhängigkeit des industriellen Anwendungsfalls sowie unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten auszuwählen aber auch Innovationen zu identifizieren. Aufgrund ihrer erworbenen interdisziplinären Fähigkeiten im Bereich des Werkstoffengineerings trifft dies insbesondere auf die Komplexität des Multi-Material-Designs zu und von hybriden Prozessketten.

Vorlesung mit eingebundenen Übungen, Praktikum – Praktische Übungen im Labor bzw. an Fertigungsmaschinen über technische Anwendungen, Projektarbeit, Exkursionen

Werkstofftechnische und fertigungstechnische Grundlagen,Technische Mechanik und Technische Physik,Konstruktionskenntnisse und Grundlagen der Produktentwicklung

Ryba, Michael

• Günther, Karsten
• Piwek, Volker

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Schmidt, D. et al.: Industrielle Fertigung - Fertigungsverfahren, Europa-Lehrmittel 2008.Aviszus, B. et al..: Grundlagen der Fertigungstechnik, Hanser 2016.Spur, G.: Handbuch Fertigungstechnik, München, Hanser Verlag 2016.Groover, M.P.: Fundamentals of Modern Manufacturing, Wiley 2007. Davim, J. P.: Modern Manufacturing Engineering, Springer 2015.Gebhardt, A.: Additive Fertigungsverfahren, Hanser 2016.Lachmayer, R. et al.: Additive Manufacturing Quantifiziert, Springer 2017.Tschätsch, H. et al.: Praxis der Zerspanungstechnik, Vieweg und Teubner 2008Biermann, D.: Spanende Fertigung: Prozesse, Innovationen, Werkstoffe, Vulkan Verlag 2017.Fahrenwaldt, H.J. et al.: Praxiswissen Schweißtechnik, Springer 2014.Schulze, G.: Die Metallurgie des Schweißens, Springer 2010Reinhart, G.: Handbuch Industrie 4.0: Geschäftsmodelle, Prozesse, Technik, Hanser 2017Verschiedenste Artikel aus Fachzeitschriften

• Klausur 2-stündig
• Mündliche Prüfung
• Hausarbeit und Referat
• Praxisbericht, schriftlich

Experimentelle Arbeit und regelmäßige Teilnahme

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

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch