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Fertigungsverfahren Industrie 4.0 (DLBINGFVI01)

Kursnummer:

DLBINGFVI01

Kursname:

Fertigungsverfahren Industrie 4.0

Gesamtstunden:

150 h

ECTS Punkte:

5 ECTS

Kurstyp: Pflicht

Kursangebot: WS, SS

Course Duration: Minimaldauer 1 Semester

Zugangsvoraussetzungen:

keine

Kurskoordinator(en) / Dozenten / Lektoren:

Siehe aktuelle Liste der Tutoren im Learning Management System

Bezüge zu anderen Modulen:

Siehe Modulbeschreibung

Beschreibung des Kurses:

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden, ausgehend von traditionellen, standardisierten Fertigungstechniken, einen Überblick über solche Verfahren zu bieten, die durch technologische Entwicklungen unter dem Oberbegriff Industrie 4.0 die Produktionsprozesse beeinflusst haben und noch beeinflussen. Dazu zählen insbesondere technologische Fortschritte bei den additiven Fertigungsverfahren, die Anwendungen wie das Rapid Prototyping, Rapid Tooling und das Direct Manufacturing ermöglichen. Abschließend behandelt der Kurs die Folgen der Digitalisierung und Vernetzung von Produktionsanlagen und deren Elemente im Sinne eines Cyber-physischen Systems.

Kursziele:

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses

  • kennen die Studierenden die grundlegenden Begriffe und Zusammenhänge der Fertigungstechnik.
  • kennen die Studierenden die aktuellen Veränderungen in der Fertigungstechnik durch Technologien wie der Additiven Fertigung und Megatrends wie Cyber Physical Systems.
  • können die Studierenden verschiedene Fertigungsverfahren den Fertigungshauptgruppen nach DIN 8580 zuordnen.
  • kennen die Studierenden das grundlegende Prinzip additiver Fertigungsverfahren.
  • können die Studierenden verschiedene additive Fertigungsverfahren voneinander abgrenzen.
  • kennen die Studierenden die Begriffe Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Direct Manufacturing und können dazu jeweils einzelne Verfahren und Anwendungsbeispiele nennen.
  • kennen die Studierenden die Elemente und Eigenschaften Cyber-physischer Produktionsanlagen.

Lehrmethoden:

Die Lehrmaterialien enthalten einen kursabhängigen Mix aus Skripten, Video-Vorlesungen, Übungen, Podcasts, (Online-)Tutorien, Fallstudien. Sie sind so strukturiert, dass Studierende sie in freier Ortswahl und zeitlich unabhängig bearbeiten können.

Inhalte des Kurses:

1 Einführung in die Fertigungstechnik

1.1 Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge in der Fertigungslehre

1.2 Historische Entwicklung der Fertigung

1.3 Die Diskussion über den Long Tail

2 Fertigungshauptgruppen nach DIN 8580

2.1 Urformen

2.2 Umformen

2.3 Trennen (Zerteilen, Zerspanung, Abtragen)

2.4 Fügen

2.5 Beschichten

2.6 Stoffeigenschaftsändern

3 Additive Fertigungsverfahren

3.1 Grundprinzip und rechtliche Aspekte

3.2 Stereolithographie (STL)

3.3 Selektives Lasersintern und selektives Strahlschmelzen mit Laser- oder Elektronenstrahl

3.4 Fused Deposition Modeling (FDM)

3.5 Multi-Jet Modeling (MJM) und Poly-Jet-Verfahren (PJM)

3.6 3D-Druckverfahren (3DP)

3.7 Laminierverfahren

3.8 Maskensintern

4 Rapid Prototyping

4.1 Begriffsbestimmung

4.2 Strategische und operative Aspekte

4.3 Anwendungsgebiete und -beispiele

5 Rapid Tooling

5.1 Begriffsbestimmung, strategische und operative Aspekte

5.2 Indirekte und direkte Verfahren

6 Direct/Rapid Manufacturing

6.1 Potentiale der und Anforderungen an die Verfahren

6.2 Umsetzung, Anwendungsgebiete und -beispiele

7 Cyber-physische Produktionsanlagen

7.1 Herleitung der Begriffe Industrie 4.0 und Cyber-physische Systeme

7.2 Megatrend Cyber Physical Systems (CPS)

7.3 Definition Cyber-physische Produktionsanlage

7.4 Auswirkungen auf Planung und Betrieb von Produktionsanlagen

7.5 Dynamische Rekonfiguration und Migration von Produktionsanlagen

Literatur:

  • Anderson, C. (2012): Makers. The new industrial revolution. Crown Business, New York. ISBN-13: 978-0307720962.
  • Bauernhansl, Thomas/Hompel, M. ten/Vogel-Heuser, B. (Hrsg.) (2014): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Anwendung – Technologien – Migration. Springer, Wiesbaden. ISBN-13: 978-3658046811.
  • Gebhardt, A. (2012): Understanding Additive Manufacturing. Rapid Prototyping – Rapid Tooling – Rapid Manufacturing. Hanser, München/Cincinnati. ISBN-13: 978-3446425521.
  • Lachmayer, R./Lippert, R. B./Fahlbusch, T. (Hrsg.) (2016): 3D-Druck beleuchtet. Additive Manufacturing auf dem Weg in die Anwendung. Springer, Berlin/Heidelberg. ISBN-13: 978-3662490556.
  • Wittenstein, M. et al. (Hrsg.) (2015): Intelligente Vernetzung in der Fabrik. Industrie 4.0. Umsetzungsbeispiele für die Praxis. Fraunhofer Verlag, Stuttgart. ISBN-13: 978-3839609309.

Prüfungszugangsvoraussetzung:

• Kursabhängig: Begleitende Online-Lernkontrolle (max. 15 Minuten je Lektion, bestanden / nicht bestanden)
• Kursevaluation

Prüfungsleistung:

Klausur, 90 Min.

Präsentation (best./nicht best.)

Zeitaufwand Studierenden (in Std.): 150

Selbststudium (in Std.): 90
Selbstüberprüfung (in Std.): 30
Tutorien (in Std.): 30