Lehre

Lehrveranstaltungen | Themen für studentische Arbeiten

Lehrveranstaltungen

Kursnummer: MB 21.403
Dozent: Univ.-Prof.  Dr.-Ing. Jens Wulfsberg
Studiengang: Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen
Termin: Herbsttrimester
Literatur:  

  • H.K. Tönshoff; Spanen Grundlagen, Springer Verlag
  • H.K.Tönshoff; Werkzeugmaschinen
  • König, Wilfried; Klocke, Fritz,  Bd.1 : Drehen, Fräsen, Bohren, Springer, Berlin (Mai 2002)
  • König, Wilfried; Fertigungsverfahren,  Bd.4: Massivumformung, Springer Verlag (15. Januar 1996)
  • König, Wilfried; Fertigungsverfahren,  Bd.2: Schleifen, Honen, Läppen Springer Verlag (4. Juli 1996)
  • Veranschaulichung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 in Videos: Link Externer Link: Link (http://www.ifum.uni-hannover.de/dasifum_wgp.html)
Inhalt/Beschreibung:
  1. Einführung
    1. Definitionen
    2. Einordnung der Fertigungstechnik
    3. Einleitung der Fertigungsverfahren
    4. Überblick Werkzeugmaschinen
    5. Beurteilung von Maschinen und Verfahren
  2. Urformen
    1. Definitionen
    2. Gießen
      1. Sandguss
      2. Kokillen- und Druckguss
      3. Feinguss
      4. Schleuder- und Vollformguss
    3. Kunststofftechnik
      1. Extrudieren
      2. Kalandieren
      3. Spritzgießen
      4. Blasformen
      5. Spritzpressen
      6. Schäumen
    4. Sintern
    5. Generative Verfahren
      1. Einführung und Prozesskette
      2. Verfahren und Anwendungen
  3. Umformen
    1. Einleitung
    2. Metallkundliche Grundlagen
    3. Fließkurven und abgeleitete Größen
    4. Umformmaschinen
    5. Prozesse
  4. Trennen
    1. Definition
      1. Schnitt- und Spanungsgrößen
      2. Verschleiß und Standzeit
      3. Schneidstoffe
      4. Kühlschmierung
    2. Prozesse mit geometrisch bestimmter Schneide
      1. Drehen
      2. Bohren
      3. Fräsen
      4. Räumen
    3. Prozesse mit geometrisch unbestimmter Schneide
      1. Schleifen
      2. Honen und Läppen
  5. Fügen
    1. Definitionen, Einleitung
    2. Fügen durch An- und Einpressen
    3. Fügen durch Umformen
    4. Schweißen
      1. Grundlagen beim Schweißen
      2. Schweißbarkeit
      3. Ausgewählte Verfahren
      4. Zusammenfassung
    5. Löten
    6. Kleben
  6. Beschichten
    1. Einleitung
    2. Beschichtungsverfahren
  7. Weitere Verfahren
    1. Einordnung Laserbearbeitung in die DIN 8580
    2. Grundlagen Laserbearbeitung
    3. Eigenschaften der Laserstrahlung
    4. Erzeugung von Laserstrahlung
    5. Strahlquellen und Systemtechnik
    6. Verfahren und Anwendungen
  8. Prozessketten
    1. Radnabe für Kraftfahrzeug
    2. Motorblock
    3. Prototyp neue Silver Lady für Rolls Royce

Übung 1 – Rundgang durch die Fertigung

Übung 2 – Kostenrechnung – Maschinenstundensatz

Übung 3 – Kostenrechnung – Fertigungskosten

Übung 4 – Schnittgeschwindigkeit – kostenoptimal

Übung 5 – Schnittgeschwindigkeit – bearbeitungsoptimal

Übung 6 – Umformtechnik

Übung 7 – Gießen

Übung 8 – Zerspantechnik

Übung 9 – Zerspantechnik II

Übung 10 – Laser

Kursnummer: MB 09234
Dozent: Dr.-Ing. Dennis Derfling
Studiengang: Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master  WI: Produktentstehung
Termin: Frühlingstrimester
Literatur:
  • Wolfgang Weber, Industrieroboter- Methoden der Steuerung und Regelung, Fachbuchverlag Leipzig, Carl Hanser Verlag, 2009;  ISBN 978-3-446-41031-2
  • Spong, Mark W.; Hutchinson, Seth; Vidyasagar, M.: Robot modeling and control; Wiley, 2006;  ISBN 0-471-64990-2
  • Vorlesungsunterlagenhttps://iliascluster.unibw-hamburg.de/ilias4/goto_unibw_crs_55830.html
Inhalt/Beschreibung: 1. Einführung in die Industrierobotik

1.1 Abgrenzung

1.2 Industrieroboteranwendungen

1.3 Kinematik

1.4 Bauformen

1.5 Historie

1.6 Statistische Daten zum weltweiten Robotereinsatz

2. Die Spezielle Euklidische Gruppe

2.1 Gruppen

2.2 Untergruppen

2.3 Mannigfaltigkeiten

2.4 Homogene Transformationen

2.5 Frames

2.6 Parametrisierungen der SE(3)

2.7 Bezugskoordinatensystem

2.8 Übungsaufgaben

3. Vorwärts- und Rückwärtstransformation

3.1 Orientierte Raumgeraden

3.2 Vorwärtstransformation

3.3 Rückwärtstransformation

4. Robotergenauigkeit

5. Geschwindigkeitskinematik

5.1 Geschwindigkeit im neutralen Element

5.2 Geschwindigkeiten in beliebigen Punkten der SE(3)

5.3 Änderung des Bezugskoordinatensystems

5.4 Rotationsgeschwindigkeit ω

5.5 Geschwindigkeitsvektor ξ

5.6 Jacobimatrix

5.7 Singularitäten

5.8 Vorwärtstransformation von Gelenkmomenten

5.9 Übungsaufgaben

6. Bewegungssteuerung

6.1 Antriebsregelung

6.2 Harmonic-Drive-Getriebe

6.3 Konzept der Bahnplanung, Bewegungsarten

6.4 Bewegungsart Point-To-Point

6.5 Bewegungsart Continuous-Path

7. Roboterprogrammierung

7.1 Steuerungsarchitektur von Robotern und Roboterzellen

7.2 Programmierverfahren

Kursnummer: MB 09235
Dozent: Univ. -Prof.  Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg
Studiengang: Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master  WI: Produktentstehung
Termin: Frühlingstrimester
Literatur:
Inhalt/Beschreibung: • Formen der Organisation im Gesamtunternehmen, Aufbau und Ablauforganisationen• Formen der Organisation in der Produktion, klassische Formen, dezentrale Formen

• Anknüpfung an die Produktentwicklung und die dort verwendeten Methoden

• Grundlagen des betrieblichen Informationssystems zur  Fertigungsauftragsabwicklung

• Arbeitsvorbereitung und Arbeitsplanung, Methoden und Vorgehensweisen

• Produktionsplanung und Steuerung, Methoden und Vorgehensweisen

• EDV-System zur Produktionsplanung und Steuerung

Gliederung-Fabrikorganisation

1. Einführung

1.1 Produktion im Wandel

1.2 Moderne Produktionskonzepte

1.3 Neue Unternehmensmodelle

2. Das Unternehmen

2.1 Struktur

2.2 Organisation

2.3 Funktion

3. Organisation der Produktion

3.1 Ziele

3.2 Interessengruppen

3.3 Organisationstypen

4. Vorbereitung der Produktion

4.1 Kurzfristig

4.1.1 Arbeitsplanung

4.1.2 Arbeitsplanerstellung

4.1.3 rechnergestützte Arbeitsplanerstellung

4.2 Langfristig

4.2.1 Investitionen

4.2.2 Fabrikplanung

4.2.3 Arbeitsplatzgestaltung

5. PPS

5.1 Grundlagen

5.1.1 Einbindung der PPS ins betriebliche Umfeld

5.1.2 Funktionen der PPS

5.1.3 Zielsysteme der PPS

5.2 Produktionsplanung

5.2.1 Produktionsprogrammplanung

5.2.2 Mengenplanung

5.2.3 Termin- und Kapazitätsplanung

5.3 Produktionssteuerung

5.3.1 Auftragsveranlassung und Auftragsüberwachung

5.3.2 Strategien und Verfahren der Fertigungssteuerung

6. Open Production

Kursnummer: MB 09232
Dozent: Univ. -Prof.  Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg
Studiengang: Master MB: Produktentstehung und Logistik (9. TS); Master  WI: Produktentstehung und Produktion
Termin: Frühlingstrimester/Herbsttrimester
Literatur:
Inhalt/Beschreibung:
  • Einführung, Abgrenzungen, Definition Feinwerktechnik, Mikrofertigungstechnik, Mikrosystemtechnik, Nanotechnik
  • Physikalische Größeneffekte in der Mikrofertigung
  • Werkstoffe und Verfahren der Mikrosystemtechnik und der Siliziummikromechanik
  • Verfahren der Mikrotechnik in Anlehnung an DIN 8580 (Urformen, Umformen, Trennen, Laserverfahren, Mikrofügen)
  • Aufbau und Funktion von Werkzeugmaschinen und Systemtechnik der Mikrofertigung
  • Genauigkeitsverhalten und Skalierung von Werkzeugmaschinen und Systemtechnik
  • Prozesskettenbildung und multifunktional genutzte Arbeitsräume
  • Konzepte des desktop manufacturing
  • Prozessdiagnose, -regelung und –visualisierung in der Mikrofertigung
  • Gliederung‐ Mikrofertigungstechnik

1. Einleitung

a. Bedeutung der Mikroproduktion

b. Wirtschaftliche Aspekte der Mikroproduktion

c. Definition, Größenbereich, Verfahrenswelten

d. Abgrenzung zur Nanotechnik

2. Werkstoffe der Mikrotechnik

3. Mikrosystemtechnik

a. Waferherstellung

b. Lithografie

c. LIGa

d. Silizium‐Mikromechanik

4. Physikalische Eigenschaften von Mikrostrukturen 

a. Einführung

b. Ähnlichkeitsmechanik

c. Größeneffekte

i. Physikalische Effekte

ii. Struktureffekte

iii. Beispiel: Größeneffekte bei Mikrospanbildung

5. Mikroumformen

a. Mikromassivumformen

i. Grundlagen Umformen

ii. Prozesskette laserunterstütztes Mikromassivumformen

1. Werkzeugherstellung

2. Versuchseinrichtung

3. Bearbeitungsergebnisse

a. Simulation

4. Ähnlichkeitsgerechtes Skalieren

5. Größeneffekte

b. Mikrotiefziehen

i. Grundlagen Tiefziehen

ii. Prozess

iii. Bearbeitungsbeispiele

6. Mikrourformen

a. Mikro‐Rapidprototyping  Modul 7

i. Stereo‐Lithografie

ii. Laser‐Sintern

b. Mikro‐MIM, CIM, Guss

7. Mikrotrennen

a. Funkenerosion

i. Verfahrensbeschreibung

ii. Maschinentechnik

iii. Verfahrensvarianten

iv. Beispiele

b. Thermisches Entgraten

c. Chemisches Abtragen

d. Elektrochemisches Abtragen (ECM)

e. Vergleich ECM und Funkenerosion

f. Galvanotechnik

8. Werkzeugmaschinen für die Mikrofertigung

a. Konventionelle Mikrowerkzeugmaschinen

i. Elemente der Werkzeugmaschinen

ii. Spannmittel

iii. Prozessintegration in der Werkzeugmaschine

iv. Beispiele angepasster Sensorik zur Prozessüberwachung

b. Kleine Mikrowerkzeugmaschinen

i. Stand der internationalen Forschung (Japan/ Finnland /HSU)

ii. Gruppenarbeit: Erarbeitung von statischen, dynamischen, thermischen, ökologischen und ökonomischen Effekten

iii. Square Foot Manufacturing

1. Konzept

2. Entstehung

3. Realisierung  –  Beispiele aktueller Forschung

Kursnummer: 21.1034; MB 10233
Dozent: Univ. -Prof.  Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg
Studiengang: Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master  WI: Produktentstehung, Produktion
Termin: Herbsttrimester
Literatur:
  • Brecher, Christian: Maschinenarten und Anwendungsbereiche. 6., neu bearb.  Aufl. Weck, Manfred (Hg.). Berlin: Springer (VDI-Buch, / Manfred Weck ; 1) (2005)
  • Brecher, Christian: Mechatronische Systeme, Vorschubantriebe, Prozessdiagnose. 6., neu bearb.  Aufl. Weck, Manfred (Hg.). Berlin: Springer (VDI-Buch, / Manfred Weck; Christian Brecher ; 3)  (2006)
  • Brecher, Christian: Messtechnische Untersuchung und Beurteilung, dynamische Stabilität. 7., neu bearb.  Aufl. Weck, Manfred (Hg.). Berlin: Springer (VDI-Buch, / Manfred Weck; Christian Brecher ; 5) (2006)
  • Brecher, Christian: Werkzeugmaschinen – Konstruktion und Berechnung. 8., neu bearb.  Aufl. Weck, Manfred (Hg.). Berlin: Springer (VDI-Buch, / Manfred Weck; Christian Brecher ; 2) (2006)
  • Doege, Eckart; Behrens, Bernd-Arno (2010): Handbuch Umformtechnik. Grundlagen, Technologien, Maschinen. (VDI-Buch). Online verfügbar unter http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-04249-2 Externer Link: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-04249-2 (http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-04249-2).
  • Gevatter, Hans-Jürgen; Grünhaupt, Ulrich: Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik im Automobil. 2.  Aufl. s.l.: Springer-Verlag (2006)
  • Lunze, Jan: Regelungstechnik 1. Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen. 8., neu bearb.  Aufl. Berlin: Springer Berlin (Springer-Lehrbuch) (2010)
  • Milberg, Joachim: Werkzeugmaschinen – Grundlagen. Zerspantechnik, Dynamik, Baugruppen und Steuerungen. 2.  Aufl. Berlin: Springer (1995)
  • Perovic, Bozina: Spanende Werkzeugmaschinen. Ausführungsformen und Vergleichstabellen. (2009) Online verfügbar unter http://ba-thueringen.ciando.com/shop/book/short/index.cfm/fuseaction/short/bok_ID/29775 /http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-89952-5.
  • Polifke, Wolfgang; Kopitz, Jan: Wärmeübertragung. Grundlagen, analytische und numerische Methoden. 2., aktualisierte  Aufl. München: Pearson Studium (ing – Maschinenbau) (2009)
  • Schröder, Dierk: Elektrische Antriebe. 4., erw.  Aufl. Berlin: Springer (Springer-Lehrbuch) (2009)
  • Schröder, Dierk: Elektrische Antriebe. Regelung von Antriebssystemen. 3.  Aufl. s.l.: Springer-Verlag  (2009)
  • Schuler  GmbH: Metal forming handbook (1998). Berlin: Springer.
  • Spur, Günter; Schmoeckel, Dieter; Stöferle, Theodor: Umformen und Zerteilen. München: Hanser (Handbuch der FertigungstechnikUmformen und Zerteilen, / hrsg. von Günter Spur und Theodor Stöferle ;  Bd. 2;/hrsg. von Günter Spur unter Mitw. von Dieter Schmoeckel ; 3) (1985)
  • Tönshoff, Hans Kurt: Werkzeugmaschinen. Grundlagen. Berlin: Springer (Springer-Lehrbuch) (1995)
  • Weck, Manfred; Brecher, Christian: Automatisierung von Maschinen und Anlagen, 6.  Aufl., Springer  (VDI-Buch, / Manfred Weck; Christian Brecher ; 4); Berlin (2006)
  • Wellenreuther, Günter; Zastrow, Dieter: Automatisieren mit SPS – Übersichten und Übungsaufgaben, 5.  Aufl., Vieweg + Teubner (Studium) (2012)

 

Inhalt/Beschreibung: • Definitionen, Historie der Werkzeugmaschinen• Wirtschaftliche Bedeutung des Werkzeugmaschinenbaus

• Beurteilung von Werkzeugmaschinen nach Haupttechnologie, Fehlertechnologie, Wirtschaftlichkeit, Ergonomie/Ökologie

• Gliederung der Werkzeugmaschinen nach 69651 (Urformen, Umformen, Trennen, …)

• Elemente und Achsen der Werkzeugmaschinen

• Statische, dynamische, thermische Einflüsse auf die Genauigkeit

• Wegmesssysteme und Lageregelkreise in Werkzeugmaschinen

• Führungsarten und Fugenverhalten

• Antriebe, Steuerungen und Programmierung (WOP, CAM,…)

• Systemtechnik für Spannen und Wechsel von Werkzeugen und Werkstücken

• Sensorik zur Prozessüberwachung und Prozessregelung im Arbeitsraum der Werkzeugmaschinen

• Maschinen zur Komplettbearbeitung, Bearbeitungszentren, Mehrtechnologiemaschinen, Mehrmaschinenkonzepte

• Universalität, Flexibilität, Modularität, Rekonfigurierbarkeit

Gliederung

1 Einführung

1.1 Historische Entwicklung

1.2 Wirtschaftliche Bedeutung

1.3 Definition und Aufbau einer Werkzeugmaschine

1.4 Werkzeugmaschine in der Produktion

2 Arten von Werkzeugmaschinen

2.1 Urformende Werkzeugmaschinen

2.2 Umformende Werkzeugmaschinen

2.2.1 Weggebundene umformende WZM

2.2.2 Arbeitsgebundene umformende WZM

2.2.3 Kraftgebundene umformende WZM

2.3 Trennende Werkzeugmaschinen

2.3.1 Schneidmaschinen

2.3.2 Spanende WZM mit geometrisch bestimmter Schneide

2.3.3 Spanende WZM mit geometrisch unbestimmter Schneide

2.3.4 Abtragende WZM

3 Betten und Gestelle

3.1 Statisches Verhalten

3.2 Thermisches verhalten

3.3 Dynamisches Verhalten

4 Führungen und Lagerungen

4.1 Wälzführungen und –lagerungen

4.2 Hydrodynamische Führungen und Lagerungen

4.3 Hydrostatische Führungen und Lagerungen

4.4 Aerostatische Führungen und Lagerungen

5 Antriebe und Steuerungen

5.1 Antriebe

5.1.1 Motoren

5.1.2 Mechanische Übertragungselemente

5.1.3 Direktantriebe

5.2 Steuerungssysteme

5.2.1 Speicherprogrammierte Steuerung

5.2.2 CNC-Steuerung

5.3 Antriebsregelung

5.3.1 Grundlagen der Regelungstechnik

5.3.2 Lagerregler

6 Beurteilung und Messung von und in Werkzeugmaschinen

6.1 Einteilung der Messverfahren

6.2 Weg- und Winkelmesssysteme in Werkzeugmaschinen

6.3 Messsysteme für Werkstück- und Werkzeugmessung in WZM

6.4 Beurteilung von Werkzeugmaschinen

6.4.1 Erfassung von geometrischen und kinematischen Abweichungen

6.4.2 Messtechnische Erfassung von Verlagerungen durch statische und dynamische Einflüsse

6.4.3 Prüfwerkstücke

7 Trends und neue Verfahren

 

Übung

Übung 1 – Mechanische Pressen

Übung 2 – Stationäre Wärmeleitung

Übung 3 – Regeneratives Rattern und Stick & Slip

Übung 4 – Hydrostatische Führung und Linearabtrieb

Übung 5 – Lageregelung

Kursnummer: MB 10236
Dozent: Univ. -Prof.  Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg
Studiengang: Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master  WI: Produktentstehung
Termin: Herbsttrimester
Literatur:
Inhalt/Beschreibung: Definitionen, Einordnung der Qualitätssicherung und Sicherheit/Zuverlässigkeit im Maschinenbau, Einheiten im Qualitätsmanagement

Normen zu QM-Systemen

QM-Führungselemente, QM-Ablaufelemente,  QM-Aufbauelemente

Methoden des Qualitätsmanagements: QFD, FMEA, SPC, weitere

Schädigung und Versagen technischer Gebilde

Statistische Verteilungsfunktionen

Ausfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der Zeit

Fehlerbaumanalyse

Methoden der Zuverlässigkeitsplanung

Studentische Arbeiten

Die folgenden Themen stellen nur einen Überblick über mögliche Fragestellungen dar. Viele weitere Themen sind nach Absprache möglich. Bitte sprechen Sie einfach die wissenschaftlichen Mitarbeiter oder Prof. Wulfsberg direkt an.


Ansprechpartner: Adam Sanders M.Sc.

Es sind sowohl praktische als auch theoretische Fragestellungen zum o.g. Thema vorhanden. Die Fragestellungen eignen sich v.a. für Seminar- oder Studienarbeiten sowie Bachelorarbeiten.


Ansprechpartner: Tobias Montag M.Sc.

Der Druck-Laser-Sinter-Prozess ist ein Verfahren zum Herstellen von Mikrobauteilen vorrangig aus amorphen Metallen. Für Abschlussarbeiten gibt es ein breites Angebot an vorrangig praktischen Aufgabenstellungen wie z.B. der Planung von Versuchen und der Analyse der Ergebnisse, oder der Optimierung und Implementierung von Verbesserungen der Versuchsanlage. Auch theoretische Untersuchungen sind möglich.