Lehrveranstaltungen

a) Kunststofftechnik (2 SWS)

b) Additive Fertigung im Werkzeugbau (2 SWS)

c) Labor Kunststofftechnik (1 SWS)

Inhalte

a) Vorlesung „Kunststofftechnik“:

Werkstoffkunde und Rheologie sind die Grundlagen des kunststoff- und verarbeitungsgerechten Gestaltens von Bauteil und Werkzeug. Das Spritzgießverfahren wird in seinen Grundlagen ausführlich behandelt und Strategien zur Werkstoffauswahl und der Prozessoptimierung werden aufgezeigt. Anhand der numerischen Verfahren (Spritzgießsimulation)  werden die Praxiserkenntnisse vertieft.Die Prozessauslegung eines Spritzgießprozesses wird anhand der Berechnung der Maschineneinstellparameter dargestellt. Darauf basierend werden die Sonderverfahren der Spritzgießtechnik behandelt. Die Kosten der Teile- und Formenfertigung werden an Beispielen ermittelt und optimiert. Die Konstruktionsarbeit eines Spritzgießwerkzeuges vertieft den Stoff aus Sicht der Werkzeugherstellung. Darüber hinaus werden die Konstruktionsregeln zur Gestaltung von Kunststoffteilen, deren Tolerierung, die Materialauswahl und die Bauteilauslegung besprochen.

b) Vorlesung „Additive Fertigung im Werkzeugbau“:

In der Vorlesung werden die Funktionsweisen aller relevanten additiven Fertigungstechnologien nach DIN 8580:2020-01 bzw. DIN EN ISO /ASTM 52900 vermittelt. Der Fokus liegt auf den standartisierten Verfahren, deren Funktionsweisen, Potentiale und Grenzen. Die Verfahren der Additiven Fertigung, unterteilt in Extrusionsverfahren, polymerisierende Verfahren, laserbasierte Verfahren und indirekte Verfahren, werden systematisch in Zusammenhang mit aktuellen Normen vorgestellt. Es werden Wirkprinzipien, Anlagentechnik, Prozesse und eingesetzte Werkstoffe erläutert. Darauf aufbauend werden Besonderheiten der Prozesskette additiver Fertigungsverfahren erläutert und auf das methodische Konstruieren von additiv gefertigten Bauteilen vorgestellt. Weiterhin wird auf Fokustechnologien und hybride Fertigung eingegangen welche für den Aufbau von Werkzeugen (bspw. Spritzguss) besonders gut geeignet sind.

c) Labor „Kunststoffe“(2 Laborübungen):   

Praktische Übungen am Extruder oder der Spritzgießmaschine und der analytischen und mikroskopischen Prüfverfahren ergänzen die praxisnahe Vermittlung des Stoffs. Simulation von Formfüllvorgängen und verschiedene Qualitätssicherungsverfahren bereiten auf die Berufspraxis vor. Zusätzlich wird es ein Labor geben um die Bauteilgeometrie optisch zu messen und zu digitalisieren.

Courses

a) Metal Forming Technology (2 SWS)

b) Laser Material Processing (1,5 SWS)

c) Lab Metal Forming Technology (1 SWS)

d) Lab Laser Material Processing (0,5 SWS)

Contents

a) Plasticity; Sheet metal forming: Deep drawing, drawing of complex parts, car body parts, blanking; Development of process chains using FEM; Hydraulic and mechanical presses, modern servo presses; Applications: Components, case studies, weight reduction

b) Laser beam sources: Principle of laser and beam characteristics, beam guidance and –forming, laser security; Laser material processes: Cutting/welding/removing/hardening/marking, quality systems for laser material processing; Laser- and sheet metal processing systems: Cutting and welding systems, punching and forming of sheet metal, design of sheet and pipe constructions. Introduction of laser based additive manufacturing technologies: powder-bed based technologies (L-PBF-M/P), direct energy deposition (DED) and introduction to new tooling concepts such as conforming cooling channels

c) Sheet metal forming: Experiments deep drawing, bending, blanking, digital strain measurement; Machines: Modern servo press technology; Development of process chains within case studies using the industrial FEM-Software AutoForm

d) Design of sheet metal parts in 3D-CAD-systems, programming of machines for sheet metal processing, manufacturing of sheet metal parts, marking, demonstration of complete sheet metal process chain / alternatively designing of parts for L-PBF-M process and applying consequent software tools (e.g. slicing, support structure generation,…)

Lehrveranstaltungen

a) Industrial Engineering mit Smart Automation (2 SWS)

b) Digitale Planungsmethoden für Smart Automation (2 SWS)

c) Labor Digitale Fabrik und Produktionssimulation (1 SWS)

Inhalte

a) Industrial Engineering für Smart Automation
Automatisierungsgerechte Produktgestaltung, Methoden zur Absicherung der Planungsprozesse, Verfügbarkeiten von verketteten hybriden und automatisierten Linie, vorherbestimmte Zeiten in smarten Produktionsanlagen, Arbeitsplatz- und Maschinenergonomie, Assistenzsysteme und Smart-Collaboration

b) Digitale Planungsmethoden für Smart Automation
Konzeption und Bewertung von Planungsalternativen, CAI-integrierte Planung eines Produktionsbereiches, Produktions- und Fabriksimulation, Engpassmanagement bei Produktionsanlagen, Digitale Absicherung und Fabrikplanung

c) Labor Smart Automation in der digitalen Fabrik (mit z.B. Dassault-PE, TeamCenter, EMA-WS und -PD, Plant Simulation, VisTable)

Lehrveranstaltungen

a) Lean Production (4 SWS)

b) Labor Production Management (1 SWS)

Inhalte

a) Vorlesung:

Einführung in die schlanken Produktionsprinzipien:

Bausteine moderner Arbeitssysteme, Elemente der schlanken Produktion, Marktdynamik, Marktanforderungen und Auswirkungen auf die Produktion, Verschwendungsarten in der Produktion, Zusammenhang zwischen Wertschöpfung und Verschwendung, Toyota Produktionssystem, Just in Time/Sequence, Jidoka, Ganzheitliche Produktionssysteme, Kaizen, KVP, PDCA, 5S, TQM, FMEA, Six Sigma, Shopfloor-Management, Poka Yoke, TPM, OEE, One Piece Flow, Chaku-Chaku, SMED, Kanban, Ship to Line, Milkrun, Change Management

Wertstromanalyse:

Ablaufstrukturanalyse, Swimlane, Vorgehensweise bei der Ist- und Soll-Wertstrom-Analyse, Kundentakt, Push-, Pull- und Fließprinzipien, Leitlinien und Schrittmacherprozess, FIFO, Supermarkt, diverse Planungsbeispiele mit Wertstromanalysen

Fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung:

Bedeutung, Schwierigkeitsgrad in der Montage, Automatisierungshemmnisse, Wechselbeziehung zwischen Produkt und Fertigungseinrichtung, Funktionen in der Montage, Ziele und Auswirkungen der MGPG, Wandel in der Verzahnung von Entwicklungsphasen, Simultaneous Engineering, Kostenverantwortung und –verursachung, Kriterien für die Produktstrukturierung, Boothroyd- und Dewhurst-Methode

Vorgehensweise bei der Fertigungs- und Montageplanung:

Planungsstufen bei der Planung von Fertigungs- und Montageeinrichtungen, detaillierte Betrachtung der Aufgabenstellung, Grobplanung, Feinplanung, Realisierung und Fertigungsanlauf

Planungshilfsmittel:

Taktzeitermittlung, Taktzeitausgleich, Montagevorranggraph, Gestaltung von Speichersystemen, Pufferarten, Kriterien und Ziele für die Materialflussgestaltung und Teilebereitstellung

Planungsgrundlagen für Handhabungstechnik:

Definition Wirtschaftlichkeit, Mechanisierung und Automatisierung, Ökonomische Aspekte und volkswirtschaftliche Randbedingungen, Vorgehensweise zum Auffinden von Automatisierungslücken, Handhabungsfunktionen, Werkstückmerkmale, Betrachtung diverser Handhabungseinrichtungen

Planungsgrundlagen für Roboteranwendungen und Industrie 4.0:

Grundlagen und Definitionen zur Robotik, Gründe für den Einsatz von Industrierobotern, Grundbauarten von Robotern, Teilsysteme, mechanischer und kinematischer Aufbau von Industrierobotern, Koordinatensysteme, TCP, Programmierverfahren, Betriebsarten, Betrachtung diverser Anwendungsbeispiele, Definition Industrie 4.0, Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), Risikoanalyse, Einsatzspektrum, Assistenzsysteme in der manuellen Montage, Robotik in der Medizin, Sensoren in der Automatisierungstechnik

Bewertung und Auswahl von Systemalternativen in der Montageplanung:

Unternehmensziele im „magischen Dreieck“, monetäre und nicht monetäre Kriterien, Definition der Verfügbarkeit von Fertigungsanlagen, Durchlaufzeitbetrachtungen, Paarweiser Vergleich und Nutzwertanalyse, Planungsbeispiel

Produktionscontrolling:

Definition, Instrumente, betriebliche Kennzahlen, Benchmarking, Rahmenbedingungen bei der Festlegung von Kennzahlen, Arten und Beispiele von betrieblichen Kennzahlen

Moderne Planungsmethoden und –werkzeuge für ein ganzheitliches Prozessmanagement:

Strategien, Planung, Durchführung und Umsetzung diverser Methoden

Produktionsplanungsmethoden mit dem Schwerpunkt Digitale Fabrik:

Produktentstehungsprozess, Layout- und Logistikplanung, Prozess-Kommunikation, Prozessbestätigung, Zielentfaltungsprozess, Verbesserungsroutinen und Prozesskennzahlen

b) Labor:

Lean Modellfabrik:

Montageplanspiel mit miniaturisierten PKW-Fahrzeugen an manuellen und teilautomatisierten Montagearbeitsplätzen mit den Schwerpunkten: 7 Verschwendungsarten, Wertstrom, Push-, Pull- und Fließfertigung, 5S, Planung und Realisierung diverser Montagesysteme, Abtaktung, Logistik, Kunden-Lieferanten-Beziehung, Kennzahlenmanagement

Lehrveranstaltungen

a) Werkzeugmaschinen – moderne Fertigungssysteme (2 SWS)

b) Spanende Fertigungstechnologie (2 SWS)

c) Labor Werkzeugmaschinen (1 SWS)

Inhalte

a) Vorlesung „Werkzeugmaschinen“:
Einteilung Maschinenarten, Dreh-, Fräsmaschinen, deren vorteilhafte Verwendung und  Gestaltung, als Horizontal-, Schrägbett-, Vertikal- usw. Maschinen, Fräsmaschinen Bearbeitungszentren, Schleif- und Verzahnmaschinen, Konstruktiver Aufbau, Gestelle Werkstoffe, Auslegung- und Gestaltung bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung, Aufstellung und Fundamente, Führungen: Aufbau und Art Einsatz von Wälz-, Gleit-, Hydrostatik-, Luft- Führungen, Einsatz der verschiedenen Führungen, Vorschubantriebe: Aufbau und Arten, Kugelgewindetriebe, Linearmotorantriebe, Einsatz von Vorschubantrieben, Aufbau, Hauptantriebe: Art und Aufbau

b) Vorlesung „Spanende Fertigungstechnologie“:
Grundlagen Zerspanung, Geometrie am Schneidteil, Schnitt- und Spanbildungsvorgänge, Verschleiß, Berechnung der Zerspankräfte,  Schneidstoffe und Werkzeuge, Kühlschmierstoffe, Minimalmengensysteme, Trockenbearbeitung, Zerspanbarkeit, Gefügezusammensetzung und Bearbeitbarkeit, Prozess- Überwachungs- und Regelungssysteme, Technologien Drehen, Anwendungen Fräsen, Eingriffs-, Spannungs-, und Schnittgrößen beim Stirnfräsen,  Kräfte und Leistungen, Schnittkraftberechnung beim Stirnplanfräsen, Bohren, Senken, Reiben, Spanungs- Werkzeuge, Spannmittel, Genauigkeit und Oberfläche, Technologie, Tieflochbohren, Hartbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide und Kombinationsprozesse, Kombinationsprozess Drehen und Schleifen, Spanbildung, Trockenschleifen, Schleifen, Technologie und Werkzeuge, Bindung, Schälschleifen.

c) Labor „Werkzeugmaschinen“:
Durchführung der Fertigung und Vermessung von Bauteilen, Oberflächenmessungen, Rundheits- und Profilmessungen, Quadrantenfehler, Methoden und Verfahren der Geometrie – Auswertung, Messung von Kräften, Qualitätssicherungsmethoden,
Messung der Schnittkraft, Bestimmung der spezifischen Schnittkraft