Lehrveranstaltungen

Moderne Produktionsmaschinen müssen zuverlässig, hochflexibel und mit möglichst hoher Geschwindigkeit arbeiten. Das Modul Elemente des Maschinen- und Anlagenbaus vermittelt Methoden zur Planung, Entwicklung und Dimensionierung von Produktionsmaschinen. Es werden Grundlagen der elektrischen und pneumatischen Antriebstechnik, Handhabungssysteme sowie Automatisierungskonzepte vorgestellt. Darüber hinaus werden Regeln der ergonomie-, hygiene- und sicherheitsgerechten Konstruktion behandelt und an Anwendungsbeispielen aus der Medizintechnik und der Nahrungsmittelindustrie demonstriert.

Innerhalb des Modules der Entwicklungsmethodik wird den Studierenden das Vorgehen der methodischen Produkt­entwicklung gelehrt. Um die Inhalte direkt in die Praxis umzusetzen, werden jährlich wechselnde, brandaktuelle Aufgaben in Verbindung mit Industriepartnern bearbeitet. Die Studierenden haben damit ebenfalls direkten Kontakt zu Ingenieuren aus der Industrie um erste Kontakte für das Berufsleben zu knüpfen.

Der Begriff Biomechanik beschreibt die interdisziplinäre Wissenschaft, die das Zusammenspiel des Bewegungsapparats und der damit verbundenen Anatomie, Physiologie und Mechanik beinhaltet. Am IMW wurde ein Fahrrad-Ergometer konstruiert und messtechnisch so ausgestattet, dass die biomechanische Analyse des Fahrradfahrens erfolgen kann. Die Durchführung der Untersuchung, Messwertaufnahme sowie Auswertung und Schlussfolgerung verschiedener Bewegungsabläufe stellt den Inhalt des Fachpraktikums dar.

Im FEM-Praktikum mit ANSYS werden aufbauend auf soliden Kenntnissen der technischen Mechanik die Grundlagen der PC unterstützten FE-Simulation mit Hilfe des Programms ANSYS Workbench vermittelt. Neben der grundlegenden Programmbedienung werden erste einfach strukturmechanische FE-Modelle am PC-Arbeitsplatz selbstständig aufgebaut und simuliert. Ein Fokus der Veranstaltung liegt dabei auf der Bewertung der eigen­ständig erzeugten Berechnungs­ergebnisse. Das Praktikum besteht aus zehn Einzel­terminen und schließt mit der Bearbeitung einer Projekt­aufgabe im Rahmen einer Gruppenarbeit ab.

Im Rahmen des Maschinenlabors lernen die Studierenden Ihre theoretischen Kenntnisse bei praktischen Versuchen anzuwenden. Im Rahmen des Praktikums bietet das Institut für Maschinenwesen den Versuch Gelenkwellen an. Dabei werden die zwei, nicht schaltbaren Kupplungen, Gleichlauf- und Kreuzgelenkwelle parallel Untersucht. Die praktisch beobachteten Effekte werden abschließend über theoretische Grundlagen in einem Praktikumsbericht begründet und dargestellt.

In diesem Praktikum erfolgt eine Vertiefung der in der Veranstaltung FEM-Praktikum mit ANSYS erworbenen Grundkenntnisse zur Methode der finiten Elemente. Es werden strukturmechanische Simulationen selbständig am PC-Arbeitsplatz unter Verwendung der Software ANSYS durchgeführt. Neben Methoden zur Vereinfachung von komplexen Modellen, unterschiedlichen Vernetzungs­methoden und deren Bewertung werden u.a. auch nicht­lineare Problem­stellungen betrachtet und gelöst. Das Praktikum besteht aus zehn Einzelterminen und schließt mit der Bearbeitung einer Projektaufgabe im Rahmen einer Gruppenarbeit ab.

Die Lehrveranstaltung Maschinenakustik beschäftigt sich mit den messtechnischen, mechanischen und arbeitsrechtlichen Erwägungen von Vibrationen, Schall und deren Auswirkungen. Es wird ein umfänglicher theoretischer Überblick über Messtechnik und –verfahren vermittelt und durch teils praktische Übungen gefestigt.

Das Modul Maschinenelemente I&II führt in die Grundlagen hinsichtlich Konstruktion, Fertigung und Anwendbarkeit von Bauteilen sowie der Auslegung von typischen Maschinen­elementen und Bauteilen ein. Während der Veranstaltung wird praxisnah auf die Berechnungsgrundlagen ein­gegangen und deren Gültigkeitsbereiche vermittelt. Dieses Vorgehen wird mit Hilfe von beispielhaften Berechnungen in den Übungsstunden unterstützt. Neben diesen Übungs­stunden wird als Zusatzinhalt ein geführtes Praxisprojekt durchgeführt, hier werden alle vermittelten Inhalte der Vorlesung abgefragt.

Beispielklausuren

Der verlust- und fehlerfreie Datenaustausch ist eine zentrale Voraussetzung für die erfolgreiche und effiziente Produktentwicklung. In diesem Praktikum werden Grundlagen der Aufbereitung, Verwaltung, Bereitstellung von Produktdaten im Entwicklungsprozess mithilfe eines ausgewählten PDM-Systems vermittelt. Schwerpunkte sind hierbei das Produktstruktur-, Dokumenten-management, Klassifikation und Sachmerkmale, Projektmanagement und Workflow- und Prozessmanagement. Die einzelnen Funktionen werden anhand von Beispielen und Fallstudien bearbeitet. Das Praktikum wird als Blockveranstaltung durchgeführt.

Im Praktikum Konstruktion und Simulation mit 3D-CAD (ehemals Konstruktion und Simulation mit ProE (Creo)) werden praktische Grundlagen und moderne Methoden der rechnerunterstützen Produktentwicklung vermittelt und praktisch angewendet. Neben unterschiedlichen Strategien der geometrischen Produktmodellierung werden die parametrische und featurebasierte Modellierung sowie Methoden der kinematischen Modellbildung und Simulation und die Erstellung von Virtual Reality Szenen vermittelt. Die Vorgehensweisen, Methoden und Tool-Funktionen werden anhand einer praxisbezogenen Projektaufgabe vertieft.

Im Modul Projekt Maschinenelemente wird das Wissen über Maschinenelemente angewandt und durch eigenständige Übertragung auf neue Problemstellungen bei der Lösungsfindung von Baugruppenkonstruktionen modifiziert. Die Baugruppenkonstruktionen sind unter Beanspruchungsaspekten zu überprüfen sowie fertigungsgerechte und montagegerechte Zeichnungen (CAD) und Skizzen abzuleiten. Die Lösungen sind in der Konstruktionsgruppe vor zu stellen, argumentativ zu vertreten sowie Lösungen von Mitstudierenden zu beurteilen. Die einzelnen Arbeitsschritte sind zu planen und fristgerecht durchzuführen.

Die Lehrveranstaltung Rechnerintegrierte Fertigung führt in die rechnerunterstützte Produktentstehung ein. Schwerpunkte sind hierbei das Zusammenwirken der Aufgaben und Informationen aus Konstruktion und Produktionsplanung und -steuerung. Es werden ausgewählte Methoden für die Arbeitsplanung, das Qualitätsmanagement und das Rapid Manufacturing vermittelt. Zusätzlich werden Technologieparadigmen der Industrie 4.0 vermittelt und grundlegende Funktionen und Anwendungsfelder cyberphysischer (Produktions-)Systeme erläutert.

In der Veranstaltung Rechnerintegrierte Produktentwicklung werden methodische und technologische Grundlagen der rechnerunterstützten Produktkonzeption und -konstruktion vermittelt. Im Vordergrund steht die Produktmodellierung und -datentechnologie sowie der Datenaustausch im Produktlebenszyklus. Wichtige Anwendungen von CAD-Systemen werden in die Prozesskette eingeordnet und anhand von Beispielen verdeutlicht. Ergänzend werden das Product Lifecycle und Workflow Management behandelt.

Zur Vertiefung der Kenntnisse innerhalb der Produkt­entwicklung wird in der Veranstaltung Ressourceneffiziente Produktentwicklung Wissen aus unterschiedlichen Spezialbereichen vermittelt. Von der systematischen Entwicklung von Baureihen und Baukastensystemen über ausdehnungsgerechte Konstruktion bis hin zu Produkten für die Kreislaufwirtschaft. Hier erlangen die Studierenden wertvolles Wissen für die Konstruktion von ressourceneffizienten und nachhaltigen Produkten vermittelt.

Das Seminar Maschinentechnik wird im semesterweisen Wechsel von den zentralen maschinenbaulichen Instituten der TU Clausthal angeboten. Im Rahmen des Seminars werden Kenntnisse im publikumsgerechten Präsentieren technischer Zusammenhänge vermittelt. Hierzu bereiten sich die Teilnehmer selbstständig auf ihr ausgewähltes Themengebiet vor, strukturieren die zentralen Aussagen zu einem runden Vortrag und erhalten anschließend eine konstruktive Einschätzung zu Vortragsart und –aufbau. Am Ende der Veranstaltung besitzen die Teilnehmer die Fähigkeit, einen publikumsgerechten Fachvortrag zu halten.

Die Lehrveranstaltung Technische Standardisierung/ Normung führt in die technische, wirtschaftliche und rechtliche Bedeutung von Normung und Standardisierung ein. Mit den Studierenden wird der Entstehungsprozess von Normen erarbeitet und die Umsetzung von Normungsvorhaben in Normungsgremien auf nationaler, EU- und ISO-Ebene diskutiert. Im Rahmen der Lehrveranstaltung kann durch eine Zusatzleistung optional das DIN-Zertifikat Basiswissen-Normung erlangt werden.

Die Veranstaltung Technisches Zeichnen/ CAD umfasst zwei aufeinander aufbauende Übungsteile. Im ersten Übungsteil werden Grundlagen der Technischen Darstellung und normgerechten Zeichnung vermittelt. In vier Übungsaufgaben wird das Erstellen normgerechter technischer Zeichnungen mit Bleistift und Papier erlernt. Im zweiten Übungsteil werden Grundlagen der rechnerunterstützten Konstruieren mit dem 3D-CAD-System PTC Creo vermittelt. Hierzu werden 3D-Bauteile erstellt und zu einfachen Baugruppen zusammengeführt und normgerechte technische Zeichnungen und Stücklisten erstellt. Der CAD-Übungsteil umfasst ein Anwendungsprojekt.