7.4 Fertigungsverfahren

Vorlesung (Studienbriefe zum Selbststudium), Übung (Selbststudium/Präsenz) und Praktikum (Präsenz)

Die Fertigungstechnik umfasst ein breites Feld an Verfahren zur Herstellung materieller Produkte, die zum Teil auch alternativ eingesetzt werden können. Insofern erhalten die Studierenden einen breiten Überblick über die Vielfalt und Effizienz der verschiedensten Fertigungsverfahren. Sie erfassen dabei den Wirkzusammenhang zwischen Werkstoff-/Bauteileigenschaft und Fertigungsverfahren mit den erforderlichen Einrichtungen (Maschinen), und sind damit in der Lage, die Fertigungsverfahren entsprechend verschiedener Produktanforderungen auszuwählen und anzuwenden. Die fachgerechte Beurteilung, Auswahl und Einsatz der Fertigungstechnologien basiert dabei nicht allein auf der technischen Machbarkeit. Die Studierenden sind sensibilisiert, neben Kostenbewusstsein auch volkswirtschaftliche, soziale und ökologische Aspekte zu berücksichtigen. Schließlich erkennen die Studieren-den die heutigen Möglichkeiten zur Unterstützung des Produktentwicklungsprozesses in Form des "Rapid- Prototypings".

Durch das erworbene Fertigungs-Know-How sind die Studierenden imstande, die verschiedenen Fertigungstechniken bezüglich ihres Ressourcen- und Energieverbrauchs sowie der Umweltverträglichkeit zu bewerten und sich bei Bedarf tiefer in die einzelnen Fertigungsdisziplinen einzuarbeiten.
Dabei wird auch die Vernetzung zur Informatik (Digitalisierung und Industrie 4.0) hergestellt und interdisziplinär bearbeitet. So erlernen die Studierenden in begleitenden Praktikumsveranstaltungen u.a. den Umgang mit NC-Programmiersystemen, erstellen eigene NC-Programme anhand beispielhafter Werkstückzeichnungen und beurteilen diese mit Hilfe von Simulationssystemen. Die dann erzeugten Werkstücke (Drehen und Fräsen) werden mit Hilfe verschiedener Messtechniken (z.B. Koordinatenmessgerät) überprüft und hinsichtlich der Einhaltung von Toleranzen beurteilt.
Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades von Anlagen und Einrichtungen der modernen Fertigungstechnik ergeben sich enge Querbezüge zum Modul 6.2 "Automatisierungstechnik".

Vorlesung: Studienbriefe

• Einführung und Übersicht über die Fertigungsverfahren
• Messtechnik in der Fertigung
  - Grundbegriffe, Aufgaben, Messprinzipien, Prüfmittel und Messgeräte, Koordinatenmesstechnik
• Werkzeugmaschinen für die Fertigung
  - Einteilung, Anforderungen, Hauptelemente, Vorrichtungen, NC-Programmierung
• Spannende Fertigungsverfahren
  - Zerspanung mit geometrisch bestimmten und geometrisch unbestimmten Schneiden
• Abtragende Fertigungsverfahren
  - Überblick, Funkenerosion, chemisches und elektrochemisches Abtragen
• Fertigungsverfahren für die Umformung
  - Gießen von Halbzeugen, Form- und Gießverfahren, Gestaltung von Gussteilen, Gießfehler, Sintern
• Fertigungsverfahren für die Umformung
  - Grundlagen und Verfahren der Umformung, Massivumformung, Blechumformung, Maschinen für die Umformtechnik
• Strahlverfahren (Laser-/Wasserstrahl) und Rapid Prototyping
  - Verfahrensgrundlagen, Komponenten und Anlagen, Technologie, Anwendung

Übung: Vertiefung der vermittelten Kenntnisse durch praxisorientierte Übungen; Veranschaulichung des Stoffes durch praxisnahe Beispiele (Schaustücke / Fotos / Videos / Firmen- Demonstrations-CDs); Auswahl an Übungsinhalten zur Stoffvertiefung, z.B. NC-Programmierung mit Simulationssystem im EDV-Poolraum, Berechnung von Schnittkräften, Ermittlung der Standzeitgeraden u.ä.

Praktikum: Praxisorientierte Laborversuche aus der Fertigungstechnik, z.B.: Drehen/Fräsen von der Zeichnung über NC-Programm und Maschinen-/Werkzeugeinrichtung zum Fertigteil; Schnittkräfte beim Drehen sowie Winkel- und Verschleißmessung am Schneidwerkzeug; Messtechnik in der Fertigung wie Werkstückvermessung von Hand und mit 3D-Messmaschine, Ermittlung der Rauheitskennwerte mit Oberflächentastschnittgerät; Handlingsaufgaben in der Fertigung; Prozesse der Funkenerosion, des Bandfinishens und des Rapid Prototypings; alle Versuche in weitgehend eigenständiger Durchführung in kleinen Studierendengruppen

Inhaltlich: Kenntnisse in den Grundlagenfächern des Maschinenbaus (z.B. Modul 4.2 "Grundlagen des Konstruierens", Modul 3.2 "Technische Mechanik", Modul 1.2 "Physik und Umwelt", Modul 5.2 "Werkstoffkunde und -prüfung") sowie Automatisierung (Modul 6.2 "Automatisierungstechnik")

Klausur (Dauer: 150 Minuten) oder mündliche Prüfung (Dauer 30 Minuten) am Ende des 8. Semesters

Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung: Studienleistung (Praktikum)

Mindestens 40 ECTS aus den Modulen der ersten 4 Semester