Spezialisierung Maschinenbau

Inhalte des Moduls

Dieses Modul vermittelt ein fundiertes Verständnis der Produktion und Logistik in industriellen Betrieben. Zunächst werden grundlegende Ingenieurwissenschaften thematisiert, gefolgt von den zentralen Aspekten der Fabrikplanung und der Struktur von Produktionssystemen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Planung und Steuerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Standortwahl über die Beschaffungslogistik bis hin zur Kapazitäts- und Absatzplanung. Dabei wird aufgezeigt, wie verschiedene Produktionskonzepte zur Effizienzsteigerung beitragen.

Ein wesentlicher Bestandteil ist das Konzept der Lean Production, das als strategischer Ansatz zur schlanken und ressourcenschonenden Fertigung dient. Hierbei werden Methoden wie 5S, Business Process Reengineering (BPR) und Kaizen/KVP vorgestellt. Ein praxisorientiertes haptisches Planspiel vertieft das erlernte Wissen, indem es reale Herausforderungen aus der Produktions- und Logistiksteuerung simuliert. Dadurch wird ein direkter Bezug zwischen Theorie und Anwendung hergestellt.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls verfügen Sie über ein tiefgehendes Verständnis der Fabrikstrukturen und der elementaren Prozessketten eines Unternehmens. Sie lernen, Planungs- und Steuerungsebenen zu analysieren sowie deren Interdependenzen zu erkennen. Insbesondere der Ansatz der Lean Production wird als wertschöpfungsorientiertes Modell verinnerlicht, inklusive der Prinzipien des Toyota Produktionssystems.

Methodisch erwerben Sie die Fähigkeit, Produktions- und Logistiksysteme zu bewerten und Forschungsergebnisse abzuleiten. Dabei entwickeln Sie ein wissenschaftlich fundiertes Vorgehen und reflektieren Anwendungsbeispiele kritisch. Auch die Selbstkompetenz wird geschult: Sie stärken Ihr analytisches Denken, steigern Ihre Eigeninitiative und lernen, fachliche Rückmeldungen produktiv zu nutzen.

In Bezug auf die Sozialkompetenz erarbeiten Sie sich ein sicheres Auftreten in interdisziplinären Teams und die Fähigkeit zur effektiven Kommunikation und Kooperation mit Fachkräften aus der Ingenieurwissenschaft. So sind Sie optimal vorbereitet, um in der Praxis Produktions- und Logistikprozesse effizient zu gestalten und kontinuierlich zu optimieren.

Inhalte des Moduls

Dieses Modul vermittelt essenzielle Kenntnisse über Maschinenelemente und Fertigungstechnik, die für die Konstruktion und Produktion von Maschinen entscheidend sind. Zunächst werden grundlegende Bauteile und deren Tragfähigkeitsberechnungen behandelt, gefolgt von einer detaillierten Betrachtung verschiedener Verbindungselemente. Hierzu gehören formschlüssige (z. B. Stifte, Passschrauben, Niete), kraftschlüssige (z. B. Schrauben) und stoffschlüssige Verbindungen (z. B. Schweißen, Löten, Kleben).

Im Bereich der Fertigungstechnik lernen Sie verschiedene Fertigungsverfahren wie Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten und generative Verfahren kennen. Zudem werden die Wirkprinzipien von Werkzeugmaschinen, Spannmitteln und Vorrichtungen erläutert. Ein besonderer Fokus liegt auf der Automatisierungstechnik, die die Effizienz von Produktionsprozessen steigert. Dabei werden sowohl die Ziele als auch die Vor- und Nachteile automatisierter Systeme diskutiert.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls sind Sie in der Lage, die Funktion und Einsatzgebiete wesentlicher Maschinenelemente zu analysieren und deren Zusammenspiel in einem Gesamtsystem zu verstehen. Sie gewinnen Einblicke in Fertigungsverfahren und deren Integration in den Produktionsprozess. Zudem lernen Sie, Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und Anwendungsbereiche zu beurteilen.

Methodisch erwerben Sie die Fähigkeit, technische Problemstellungen zu analysieren, Lösungsansätze zu entwickeln und anwendungsorientierte Projekte durchzuführen. Sie werden in die Lage versetzt, eigene Themenvorschläge zu erarbeiten und mithilfe wissenschaftlicher Methoden zu begründen. Gleichzeitig fördern praxisnahe Aufgabenstellungen Ihr selbstständiges Arbeiten sowie den professionellen Umgang mit Terminen und Rückmeldungen.

Neben der Fach- und Methodenkompetenz wird auch Ihre Sozialkompetenz gestärkt. Sie lernen, sich in interdisziplinären Teams einzubringen, Initiative zu zeigen und Fachwissen verständlich weiterzugeben. Dadurch sind Sie optimal darauf vorbereitet, konstruktive und produktionsnahe Herausforderungen im Maschinenbau effizient zu meistern.

Inhalte des Moduls

In diesem Modul erhalten Sie ein umfassendes Verständnis über Werkstoffe und deren zentrale Bedeutung für die Produktentwicklung. Dabei werden verschiedene Werkstoffgruppen wie Stähle, Gusseisen, Aluminium-, Kupfer- und Kunststoffwerkstoffe, sowie keramische Werkstoffe, Glas und Verbundwerkstoffe behandelt. Ein Schwerpunkt liegt auf den spezifischen Materialeigenschaften, darunter Festigkeit, Zähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und weitere für den technischen Einsatz relevante Parameter.

Neben den materialbezogenen Eigenschaften spielt die Wirtschaftlichkeit der Fertigung eine entscheidende Rolle. Daher wird die spanende Fertigungstechnik vertieft betrachtet. Sie lernen die Definition und Klassifikation von Werkzeugmaschinen nach DIN 69651, ihre Baugruppen sowie die Einflüsse thermischer Bedingungen auf die Fertigungsgenauigkeit kennen. Fallbeispiele veranschaulichen den Prozess der Werkstoffauswahl und deren wirtschaftlichen Einsatz in der diskreten Fertigung. Ergänzend sorgen interaktive Online-Angebote für eine praxisnahe Vertiefung der Inhalte.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls sind Sie in der Lage, Werkstoffe hinsichtlich ihrer Eigenschaften zu analysieren und anhand spezifischer Produktanforderungen auszuwählen. Sie können deren Eigenschaften bewerten, ihre Ermittlung nachvollziehen und deren Anwendung gezielt begründen. Darüber hinaus werden Ihnen Kenntnisse über Werkzeugmaschinen vermittelt, sodass Sie deren Einsatzmöglichkeiten innerhalb eines Fertigungsprozesses fundiert bewerten können.

Methodisch lernen Sie, eigenständig Werkstoffbewertungen durchzuführen und passende Werkzeugmaschinen für die Herstellung bestimmter Produkte zu bestimmen. Zudem erwerben Sie wissenschaftliche Recherchefähigkeiten, um technische Entscheidungen durch faktenbasierte Analysen zu untermauern. Die praxisnahe Anwendung stärkt Ihre Fähigkeit, Erkenntnisse sachlich zu präsentieren und fundierte Diskussionen zu führen.

Auch Ihre Kommunikations- und Sozialkompetenzen werden geschult: Sie lernen, Beobachtungen aus der Werkstoffauswahl und Fertigungstechnik klar zu formulieren und mit Fachkollegen theoretisch fundiert zu diskutieren. Damit sind Sie bestens vorbereitet, um Werkstoffe und Fertigungsprozesse in Ihrem beruflichen Umfeld effizient zu bewerten und optimieren.

Inhalte des Moduls

Dieses Modul vermittelt Ihnen fundierte Kenntnisse über umformende Werkzeugmaschinen und die Steuerung von Fertigungssystemen. Dabei werden zunächst die Baugruppen von Werkzeugmaschinen sowie die Unterschiede zwischen weggebundenen, energiegebundenen und kraftgebundenen Antrieben erläutert. Ergänzend dazu werden Nebenantriebe wie Niederhalter, Ziehkissen und Ausstoßer thematisiert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den erforderlichen Sicherheitseinrichtungen zur Gewährleistung eines störungsfreien und sicheren Betriebs.

Im Bereich der Fertigungssysteme lernen Sie die Werkstückflusssysteme, Werkzeugflusssysteme und Werkzeugwechselsysteme kennen. Zudem wird auf die CNC-Technologie eingegangen, einschließlich des Lageregelkreises einer CNC-Werkzeugmaschine sowie der Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Darüber hinaus werden die Messsignalverarbeitung, der Einsatz von Zellenrechnern und die Integration von Leitrechnern in Produktionsplanungssysteme (ERP/PPS) behandelt.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls können Sie den Umformprozess detailliert beschreiben und den grundsätzlichen Aufbau eines Fertigungssystems erklären. Sie verstehen die Einflussfaktoren auf die Steuerung von Fertigungssystemen und können die für den Umformprozess erforderlichen Kräfte berechnen. Zudem erlernen Sie die Antriebsdimensionierung für Umformmaschinen und die Grundlagen der SPS-Programmierung zur praxisnahen Anwendung.

Methodisch entwickeln Sie die Fähigkeit, technische Sachverhalte kritisch zu analysieren und Lösungsansätze faktenbasiert abzuleiten. Sie lernen, sich eigenständig zu informieren, Ihr Wissen gezielt zu erweitern und neue Entwicklungen in diesem Bereich zu verfolgen. Gleichzeitig stärken Sie Ihre Kommunikationskompetenzen, indem Sie komplexe Sachverhalte verständlich vermitteln, eigene Beobachtungen sachlich präsentieren und fundierte Diskussionen mit unterschiedlichen Akteuren führen.

Durch diese vielseitigen Kompetenzen sind Sie bestens darauf vorbereitet, die Steuerung von Fertigungssystemen zu optimieren, sicherheitsrelevante Aspekte zu berücksichtigen und moderne Werkzeugmaschinen effizient in Produktionsprozesse zu integrieren.

Inhalte des Moduls

Dieses Modul vermittelt die grundlegenden Prinzipien der Statik und deren Anwendung auf Tragwerke und mechanische Strukturen. Sie lernen den Umgang mit Kräften und Momenten sowohl in der Ebene als auch im dreidimensionalen Raum und setzen sich intensiv mit der Modellbildung technischer Systeme auseinander. Ein wesentlicher Bestandteil ist das Freischneiden, das zur Bestimmung von Lagerreaktionen und Schnittgrößen in Tragwerken genutzt wird.

Weiterhin werden statische Bestimmtheit und Überbestimmtheit sowie deren Auswirkungen auf die Berechnung und Konstruktion von Balken, Fachwerken und Rahmen thematisiert. Ergänzend dazu befassen Sie sich mit Reibungsphänomenen, einschließlich Haft- und Gleitreibung, und untersuchen deren Einfluss auf Tragwerke und Maschinen. Im fortgeschrittenen Teil des Moduls liegt der Fokus auf räumlichen Gleichgewichtssystemen, der Schwerpunktbestimmung und der Anwendung dieser Konzepte auf reale technische Problemstellungen.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls sind Sie in der Lage, Kräfte- und Momentensysteme zu analysieren und deren Wirkung auf technische Strukturen zu interpretieren. Sie beherrschen die Anwendung von Freischnittmethoden zur Berechnung von Lagerreaktionen und Schnittgrößen und können zwischen statisch bestimmten und unbestimmten Tragwerken unterscheiden. Zudem können Sie die Schwerpunkte von Flächen und Körpern berechnen und deren Bedeutung für die Stabilität und das Gleichgewicht technischer Systeme bewerten.

Methodisch erlernen Sie den systematischen Einsatz ingenieurwissenschaftlicher Methoden zur statischen Analyse von Tragwerken und Maschinen. Sie entwickeln mathematische Modelle, vereinfachen reale Konstruktionen und setzen analytische sowie numerische Verfahren zur Berechnung von Lagerreaktionen und Schnittgrößen ein. Gleichzeitig reflektieren Sie die Auswirkungen getroffener Modellannahmen auf die Ergebnisse.

Neben der Fach- und Methodenkompetenz stärken Sie Ihre Kommunikations- und Teamfähigkeiten. Sie lernen, technische Berechnungen verständlich zu dokumentieren, fachliche Diskussionen mit Ingenieur:innen zu führen und interdisziplinäre Kooperationen aktiv zu gestalten. Damit sind Sie bestens darauf vorbereitet, statische Probleme effizient zu lösen und konstruktive Verantwortung in technischen Planungsprozessen zu übernehmen.

Inhalte des Moduls

Dieses Modul vermittelt grundlegende Kenntnisse der Festigkeitslehre und deren Bedeutung für die Belastungsanalyse von Konstruktionen. Sie lernen, verschiedene Beanspruchungsarten zu identifizieren und Spannungen, Dehnungen sowie das Materialverhalten unter mechanischer Belastung zu analysieren. Ein zentraler Bestandteil ist die Untersuchung von Axial-, Biege-, Schub- und Torsionsbeanspruchungen an typischen Bauteilen wie Stäben, Balken und Wellen.

Darüber hinaus behandelt das Modul komplexe Beanspruchungen, darunter mehrachsige Belastungen, Überlagerungen von Spannungen sowie verschiedene Versagenskriterien nach von Mises und Tresca. Ergänzend wird auf Stabilitätsprobleme, insbesondere das Knickverhalten von Stäben und Balken, eingegangen. Die Anwendung dieser theoretischen Konzepte erfolgt anhand praxisnaher Beispiele, die den direkten Bezug zur Bauteilauslegung und Werkstoffmechanik herstellen.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls sind Sie in der Lage, Spannungs- und Dehnungszustände in technischen Strukturen zu analysieren, Berechnungsmethoden der Festigkeitslehre anzuwenden und Belastungsfälle sicher zu beurteilen. Sie können Spannungsverteilungen bei Biegung, Torsion und Schub berechnen und deren Einfluss auf die Tragfähigkeit von Bauteilen bewerten. Zudem beherrschen Sie die Anwendung von Versagenskriterien, um Sicherheitsnachweise für Bauteile durchzuführen.

Methodisch erwerben Sie die Fähigkeit, mathematische Modelle zur Beschreibung von Bauteilbeanspruchungen zu entwickeln und analytische sowie numerische Verfahren zur Berechnung von Lagerreaktionen, Schnittgrößen und Stabilitätsproblemen einzusetzen. Sie hinterfragen Berechnungsergebnisse kritisch und bewerten deren Übertragbarkeit auf reale Konstruktionen.

Darüber hinaus verbessern Sie Ihre Kommunikations- und Teamfähigkeiten, indem Sie Berechnungen nachvollziehbar dokumentieren und technische Problemstellungen im Team analysieren. Sie lernen, fachliche Diskussionen zu führen, Feedback zu geben und sich mit anderen Ingenieur:innen über mechanische Beanspruchungen und Festigkeitsanalysen auszutauschen. Dies ermöglicht Ihnen, sicherheitskritische Bauteile fundiert zu bewerten und ingenieurwissenschaftliche Herausforderungen effizient zu lösen.

Inhalte des Moduls

In diesem Modul erwerben Sie essenzielle Kenntnisse in der Werkstoffkunde und Fertigungstechnik mit einem besonderen Fokus auf den Werkstoff Stahl. Zunächst werden die Grundlagen der Metallkunde vermittelt, einschließlich der Mischkristallbildung von Eisen und Kohlenstoff sowie der Wärmebehandlung und dem Einfluss von Legierungselementen auf die Werkstoffeigenschaften. Zusätzlich wird die Korrosion von Stahl und deren Schutzmechanismen behandelt.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Werkstoffprüfung, bei der verschiedene Prüfverfahren zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften metallischer Werkstoffe vorgestellt werden. Im Bereich der Fertigungstechnik wird insbesondere die Fügetechnik thematisiert, einschließlich der Bewertung qualitätsrelevanter Kenngrößen. In den Laborpraktika werden theoretische Konzepte praktisch umgesetzt: Dazu gehören Werkstoffanalysen, Clinchen, Stanznieten und das Widerstandspunktschweißen (WPS). Abschließend präsentieren Sie die ermittelten Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation.

Vermittelte Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls können Sie die Eigenschaften von Stahl systematisch analysieren und deren Einfluss auf technische Anwendungen bewerten. Sie verstehen die Abläufe verschiedener Werkstoffprüfverfahren und sind in der Lage, geeignete Prüfmethoden für spezifische Materialkennwerte auszuwählen. Zudem lernen Sie, verschiedene Fügeverfahren hinsichtlich ihrer Qualität und Anwendbarkeit zu beurteilen.

Methodisch entwickeln Sie die Fähigkeit, Messwerte zu interpretieren und deren Übertragbarkeit auf weitere Fertigungsprozesse zu prüfen. Sie hinterfragen bestehende Prozesse kritisch und optimieren diese anhand wissenschaftlicher Methoden. Darüber hinaus stärken Sie Ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit, indem Sie Aufgabenstellungen gemeinsam lösen, fachliche Diskussionen führen und Ihre Ergebnisse überzeugend präsentieren. Mit diesen praxisnahen Kompetenzen sind Sie bestens auf den beruflichen Alltag als Ingenieur:in im Maschinenbau vorbereitet.