Kompetenzziele des Moduls
Module Competence Goals
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Wissen und Verstehen
1. Die Studierenden beschreiben Aufbau, Funktionen und Bewertungskriterien von Werkzeugmaschinen sowie wesentliche Prinzipien der geometrisch bestimmten / unbestimmten Zerspanung und beurteilen deren Einfluss auf Bauteileigenschaften, Produktionsqualität und Wirtschaftlichkeit.
2. Sie analysieren statisches und dynamisches Maschinenverhalten sowie Wechselwirkungen zwischen Werkstoff, Werkzeug, Schneidstoff, Prozessparametern, Maschineneigenschaften und Einsatzumgebung.
3. Sie identifizieren Kenngrößen zur Überprüfung von Maschinen- und Prozesskenngrößen einschließlich Verschleiß- und Zustandsgrößen.
Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
4. Die Studierenden wählen für gegebene Fertigungsaufgaben geeignete Maschinen, Zerspanverfahren, Werkzeuge, Schneidstoffe, Kühlschmier- und Überwachungssysteme aus und legen Prozess- und Maschinenparameter aus - unter Berücksichtigung ökologischer, ökonomischer und sicherheitstechnischer Aspekte.
5. Sie berechnen Prozesskräfte und Verschleiß, führen Wirtschaftlichkeits- sowie Amortisationsanalysen durch und entwickeln Strategien zur Prozess- und Anlagenoptimierung.
6. Sie wenden Methoden der digitalen Prozess- und Zustandsüberwachung an und leiten Maßnahmen zur Prozessanpassung ab.
Kommunikation und Kooperation
7. Die Studierenden arbeiten zielorientiert in Teams, präsentieren Messergebnisse und verteidigen technische Entscheidungen.
Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität
8. Die Studierenden reflektieren technische, ökonomische und gesellschaftliche Auswirkungen ihrer Entscheidungen, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Ressourcen- und Arbeitssicherheit, und handeln verantwortungsvoll im beruflichen Kontext.
Knowledge and understanding
1. Students describe the design, functions and evaluation criteria of machine tools together with the principles of geometrically determined / undetermined cutting and assess their impact on part properties, production quality and economic efficiency.
2. They analyse static and dynamic machine behaviour and the interactions between materials, tools, cutting materials, process parameters, machine characteristics and the environment.
3. They identify parameter to verify machine- and process-related variables including wear and condition indicators.
Use, application and generation of knowledge
4. Students select suitable machines, machining processes, tools, cutting materials, coolants and monitoring systems for given manufacturing tasks and design process- and machine parameters while considering ecological, economic and safety aspects.
5. They calculate process forces and wear, perform profitability and pay-back analyses and develop strategies for process and equipment optimisation.
6. They apply digital process- and condition-monitoring methods and derive measures for process adaptation.
Communication and cooperation
7. Students work purposefully in teams, present measurement results and defend technical decisions.
Scientific self-image / professionalism
8. Students reflect on the technical, economic and societal consequences of their decisions, especially regarding sustainability, resource efficiency and occupational safety, and act responsibly in their professional context.
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Lehrinhalte
Content
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1. Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen: Aufbau, Komponenten (Gestell, Führungen, Lager, Antriebe), Automatisierungskonzepte sowie statisches / dynamisches Verhalten und deren Einfluss auf Präzision, Stabilität und Prozesssicherheit.
2. Grundlagen der Zerspanung: Kinematik, Schneidkeilgeometrie, Spanbildungsmechanismen, Prozesskräfte, Verschleiß- und Standzeitmodelle für geometrisch bestimmte und unbestimmte Verfahren.
3. Werkstoffe und Schneidstoffe: Werkstoffeigenschaften, Beschichtungen, Schneidstoff- und Werkzeugauswahl in Abhängigkeit von Bearbeitungsaufgabe und Maschinenrestriktionen.
4. Prozess- und Maschinenparameter: Einflussgrößen auf Bauteilqualität, Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit; Auslegung typischer Parameterbereiche.
5. Kühlschmier- und Hilfsstoffe: Auswahlkriterien, ökologische sowie arbeitssicherheitsrelevante Aspekte und deren Integration in moderne Maschinenkonzepte.
6. Digitale Prozess- und Zustandsüberwachung: Sensorik, Datenerfassung, Simulation und Analyse zur Fehlererkennung, Verschleißvorhersage.
7. Beschaffung, Inbetriebnahme und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung - Lastenheft, Maschinenauswahl, Abnahmeprüfung, Kosten-Nutzen-Analysen, Amortisationsrechnung, Strategien zur Prozess- und Kostenoptimierung.
8. Labor- und Projektübungen: (A) Messung statischer / dynamischer Maschinenkenngrößen; (B) NC-/CAM-Programmierung; (C) Prozess- und Zustandsüberwachung inklusive Verschleißanalyse; (D) Vergleichende Wirtschaftlichkeits- und Umweltbewertungen verschiedener Prozess-Maschinen-Kombinationen.
9. Nachhaltigkeit & Sicherheit: Bewertung von Energie- und Ressourcenverbrauch, Emissionen, Arbeitssicherheit und Lifecycle-Aspekten.
1. machine tools and production equipment: design, components (frames, guides, bearings, drives), automation concepts, static/dynamic behaviour and impact on precision, stability and process reliability.
2. fundamentals of machining: kinematics, cutting-tool geometry, chip formation, process forces, wear and tool life models for geometrically determined and indeterminate processes.
3. materials and cutting materials: material properties, coatings, selection of cutting materials and tools according to task and machine restrictions.
4. process and machine parameters: influence on part quality, productivity, economic efficiency and environmental compatibility; typical parameter ranges.
5. coolants and auxiliaries, selection criteria, ecological and occupational-safety aspects and integration into modern machine concepts.
6. digital process and condition monitoring: sensing, data acquisition, simulation and analysis for fault detection, wear prediction.
7. procurement, commissioning and economic evaluation: specifications, machine selection, acceptance tests, cost-benefit analyses, pay-back calculations, strategies for process and cost optimisation.
8. laboratory and project exercises: (A) measurement of static/dynamic machine characteristics, (B) NC/CAM programming, (C) process and condition monitoring including wear analysis, (C) comparative economic and environmental assessments of different machine-process combinations.
9. sustainability and safety; evaluation of energy and resource consumption, emissions, occupational safety and lifecycle aspects.
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