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| Detailinformationen |
| Quellcurriculum |
Bachelorstudium Kunststofftechnik 2022W |
| Ziele |
Das Fach Kunststofftechnik dient zur wissenschaftlichen und technischen Berufsausbildung von Kunststofftechnikern und qualifiziert für weiterführende Master-Studien mit kunststofftechnischer, wirtschaftlich-technischer oder chemisch-technologischer Ausrichtungen.
Insbesondere dient das Fach Kunststofftechnik der Vermittlung von praktischen und theoretischen Lehrinhalten aus Werkstoffkunde und -prüfung der polymeren Werkstoffe, allgemeine und spezielle Charakterisierung von Polymeren, Kunststoffverarbeitung, Kunststoffmaschinen- und Werkzeugbau, Angewandte Wärmetechnik und Rheologie, Dimensionierung und Auslegung von Kunst- und Verbundwerkstoffbauteilen und Bauteilprüfungen.
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| Lehrinhalte |
Angewandte Wärmetechnik
Grundlegende Begriffe und Methoden der Wärmeübertragung, Wärmestrahlung, stationäre Wärmeleitung, Wärmedurchgang, Rippen, instationäre Wärmeleitung, konvektiver Wärmeübergang, Wärmeübertrager, Aufheiz- und Abkühlvorgänge in der Kunststofftechnik.
Anwenden von Kunststoffen
Anwendungsgebiete von Kunststoffen nach Märkten und Typen; aktuelle Trends in der Kunststoffwirtschaft und bei Kunststofftechnologien; Fallbeispiele aus verschiedenen Anwendungsbereichen inkl. Anforderungen in Bezug auf Verarbeitung, Eigenschaften, Auslegungskriterien, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit.
Charakterisierung und Prüfung der Kunststoffe 1
Wesentliche Eigenschaftskategorien und Eigenschaftsprofile bei Polymerwerkstoffen; Bereiche der Werkstoffprüfung und Charakterisierung von Kunststoffen; Normung und Standardisierung; wesentliche Aspekte und Elemente verschiedener Prüfnormen mit Schwerpunkt auf ISO-Normen (mechanische und nicht-mechanische Eigenschaften); Prüfmethoden und Prüfung von Kunst- und Verbundwerkstoffen. Praktikum in Kleingruppen: Praktische Übungen zur Prüfung von Kunststoffen; Durchführung und Dokumentation von Versuchen; Darstellung und Interpretation der Ergebnisse.
Einführung in die Kunststofftechnik
Entwicklungsgeschichte, Bedeutung und Einteilung der Polymerwerkstoffe/Kunststoffe; die Kunststoffbranche; Kunststoffe als multifunktionale Struktur- und Funktionswerkstoffe; grundlegende Aspekte der Herstellung und der Eigenschaften, der Verarbeitung und der Verarbeitungstechnologien sowie der Bauteilgestaltung und Bauteilauslegung mit Polymerwerkstoffen; anwendungsbezogene Anforderungsprofile an Kunststoffe und multifunktionale Lösungsansätze.
Konstruieren und Dimensionieren von Kunststoffbauteilen
Gestaltung und Berechnung von Bauteilen aus unverstärkten und verstärkten Kunststoffen bzw. aus Kunststoff-Kunststoff- und aus Kunststoff-Metall-Hybridwerkstoffsystemen, Grundregeln des werkstoff- und verarbeitungsgerechten Gestaltens. Begriffe für Toleranzen, Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Rauheit sowie moderne Messmethoden für die Bauteilvermessung und deren Anwendungen in der Industriepraxis. Kunststoffeigenschaften und die relevanten Werkstoffkennwerte mit Prüfmethoden für überwiegend mechanische und thermische bzw. thermo-mechanische Beanspruchung, zeit- und temperaturabhängiges und anisotropes Werkstoffverhalten. Berechnungsmethoden und analytische Gleichungen für Steifigkeits-, Stabilitäts- und Festigkeitsrechnungen. Werkstoffmodelle für Kunststoffe in finite elemente (FE) Simulationen, Analyse von Verformungen und Spannungen mit FE-Methoden, experimentelle Dehnungs- und Spannungsanalyse für Bauteile, Verifizierung der FE-Ergebnisse. Berechnung und Dimensionierung von typischen Maschinenelementen aus Kunststoff, Kunststoffbauteile für mechatronische Anwendungen (Schrauben, Rollen, Zahnräder, Riemen, Dichtungen, Gleitlager und Dämpfungselemente).
Polymerwerkstoffe 1
Einteilung und wesentliche Merkmale von Polymerwerkstoffen; Aufbau und innere Beweglichkeit von Kunststoffen; physikalische und morphologische Strukturen und wesentliche Eigenschaftsmerkmale von amorphen und teilkristallinen Thermoplasten, sowie von Duromeren, Elastomeren und flüssigkristallinen Polymeren und von Polymerlegierungen, Polymerblends und Composites; polymerphysikalische Grundlagen und Konzepte; Struktur-Eigenschafts-Performance-Beziehungen.
Technologien der Polymerverarbeitung
Grundlagen der Polymerverarbeitung: Verarbeitungseigenschaften der Polymere, Einfluss der Verarbeitung auf die Struktur und die Produkteigenschaften, Erhaltungsgleichungen, Schüttguteigenschaften, Aufschmelz- und Abkühlvorgänge, Fließen durch Grundgeometrien, Mischvorgänge, Viskoelastische Effekte in der Kunststoffverarbeitung; Einführung in Verarbeitungstechnologien: Extrusion, Kalandieren, Pressen, Spritzgießen, Werkzeugbau, Rapid Prototyping, Blasformen, Thermoformen, Schäumen, Beschichten, Rotationsformen, Verarbeitung reagierender Formmassen, Spanabhebende Bearbeitung, Recycling. Aufbau von Spritzgießmaschinen, Auslegung und Konstruktion eines Spritzgießwerkzeuges, Prozesssimulation und –optimierung, Maß- und Formgenauigkeit von Formteilen, Qualitätskontrolle, Verarbeitungsfehler, Sonderverfahren der Spritzgießtechnologie, Peripheriegeräte, angewandte Mess- und Regeltechnik, Prozessautomatisierung.
Grundzüge des Leichtbaus
Leichtbaukonzepte für industrielle Anwendungen, Konstruktionslehre von Bauteilen und Bauteilgruppen des Leichtbaus unter besonderer Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften, der Herstellverfahren und der Fügetechnik.
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