Studienverlauf und Inhalte

Im Fachgebiet Werkstoffkunde werden werkstoffwissenschaftliche Grundlagen mit Blick auf die Anwendung von Werkstoffen in Konstruktion und Fertigung behandelt. Durch Vermittlung von Kenntnissen über die Entwicklung neuer Werkstoffe, über Anforderungen und Leistungsparameter wird eine Entscheidungskompetenz bei der Werkstoffauswahl erzielt.

Es werden grundlegende Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen der Struktur der Werkstoffe
und deren Eigenschaften vermittelt und Werkstoffe mit ihren wichtigsten Eigenschaften,
Verarbeitungs‐ und Einsatzmöglichkeiten vorgestellt.

Methoden der Werkstoffprüfung (Zug‐ und Druckprüfung, Thermoanalyse, Härte, Zähigkeit) sowie
Methoden der (elektro‐)chemischen, strukturellen und morphologischen Charakterisierung werden
behandelt und im Laborversuch auf praktische Aufgabenstellungen angewendet. Veränderungen von
Werkstoffeigenschaften durch Alterung, Abbau und Korrosion werden in Verbindung mit
Fragestellungen zur Schadensdiagnostik untersucht.

Das Fachgebiet umfasst folgende Teilgebiete:

• Metall- und Legierungskunde
• Gläser
• Kunststoffe
• Werkstoffprüfung

Moderne, zielgerichtete und schnelle Produktentwicklungen erfordern streng methodisches und strukturiertes Vorgehen, welches im ersten Teilgebiet vermittelt wird.

Das Durchführen von Konstruktionen erfolgt in verschiedenen Projekten und Laboren nach den Regeln der Konstruktionslehre. Hierbei ist die Kenntnis aller wesentlichen Maschinenelemente, wie beispielsweise Wellen, Achsen, Schrauben, Federn etc., deren Eigenschaften und Einsatzfelder sowie deren Berechnung und Dimensionierung von größter Bedeutung.

Als Entwicklungs-Tools stehen moderne 2D- und 3D-CAD-Systeme im CAD-Labor zur Verfügung. Dort erfolgen der Aufbau und die Konstruktion aller Einzelteile bis hin zum kompletten Zusammenbau vollständig am Computer. Zur Überprüfung der statischen und dynamischen Haltbarkeit der Bauteile und Maschinen besteht die Möglichkeit, die Simulationsmethode FEM (Finite Elemente Methode) einzusetzen.

Das Fachgebiet umfasst folgende Teilgebiete:

• Methodisches Entwickeln und Konstruieren
• Basis- und Höhere Konstruktionslehre
• Maschinenelemente des Präzisionsmaschinenbaus
• Präzisionsantriebe und Getriebetechnik
• 2D-CAD (AutoCAD) und 3D-CAD (ProEngineer, ProE)
• Berechnung und Simulation von Bauteilen und Maschinen mittels FEM

Im Studiengang Präzisionsmaschinenbau gehört das
Fachgebiet Mechanikfertigung zur Kernkompetenz der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Gesundheit der HAWK. Das Studium beinhaltet somit die vollständige Prozesskette von der Idee bis zum fertigen Produkt.

Die notwendige theoretische Betrachtung der mechanischen Fertigungsverfahren erfolgt in Vorlesungen und begleitenden Übungen, wobei neben dem Urformen und Umformen insbesondere die spanenden Fertigungsverfahren Gegenstand des Studiums sind.

Es steht ein vollständig ausgestattetes Labor mit allen relevanten Fertigungsverfahren des Präzisionsmaschinenbaus zur Verfügung. Die Studierenden können somit vorlesungsbegleitend die neu gewonnenen Erkenntnisse direkt in die Praxis umsetzen und an modernsten Geräten realisieren.

Aufbauend auf diesen Grundlagen forschen die Professor*innen und Mitarbeiter*innen der Fakultät gemeinsam mit Studierenden auf dem Gebiet der mechanischen Fertigung. Studierende lernen somit hochpräzise Prozesse nicht nur kennen, sondern sind an deren Weiterentwicklung hautnah beteiligt.

Das Fachgebiet Optikfertigung umfasst alle Teilgebiete, die die Produktion von Präzisionsoptik (vom Rohglas bis zur fertig beschichteten Linse) mit ihren Bearbeitungsschritten hervor bringt.

Zur Erreichung hoher Wirtschaftlichkeit und Qualität sind in allen Prozessbereichen moderne CNC-Maschinen und Prüfgeräte erforderlich, die beherrscht werden müssen. Zuerst werden alle Produktionsschritte entsprechend der o.g. Teilgebiete theoretisch erarbeitet. Danach erfolgt der praktische Umgang mit allen Maschinen und Geräten bis hin zum Beschichten von optischen Flächen in den verschiedensten Laboren unserer Optikfertigungsstrecke.

Das Fachgebiet umfasst folgende Teilgebiete:

• Rohteilfertigung
• CNC-Schleifen mit Ringwerkzeugen
• CNC-Polieren mittels Synchro-Speed-Verfahren
• Interferometrisches Prüfen von polierten Flächen
• CNC-Randbearbeitung
• Ultraschallreinigen
• Beschichten der optischen Flächen

Aufbauend auf den Grundlagen der Werkstoffkunde bietet das Fachgebiet Werkstofftechnik
Lehrveranstaltungen zur theoretischen Wissensvertiefung an, die durch praktische Übungen an
Maschinen und Prüfgeräten trainiert und verfestigt werden.
Schwerpunkte liegen insbesondere in den verschiedenen Bereichen der Kunststofftechnik, die durch
weitere Gebiete aus der Werkstofftechnik ergänzt werden.

Das Fachgebiet umfasst folgende Teilgebiete:

Kunststofftechnik

• Grundkenntnisse
• Chemischer Aufbau und Struktur‐Eigenschaftsbeziehungen
• Verarbeitungsrelevante Eigenschaften
• Aufbereitung wie Zerkleinern, Sieben, Mischen, Plastifizieren, Granulieren
• Modifizierung durch Polymerblends und Additive
• Verarbeitung
  o Extrusionsanlagen, Extrudertypen, Werkzeuge, Kalibrieren
  o Blasformen und Extrusionsstreckblasen
  o Spritzstreck‐Blasformen
  o Spritzgießen, Maschinenaufbau und Arbeitszyklen, Werkzeuge, Anwendungen
• Schaumstoffe und deren Herstellung
• Faser‐Kunststoff‐Verbunde (FKV) und deren Herstellung
• Schweißen und Kleben

Sonstige Werkstofftechnik

• Keramische Werkstoffe und Gläser, metallische Verbundwerkstoffe wie Hartmetalle und Cermets
  o Aufbau und Struktur
  o Herstellung und Eigenschaften
• Grundlagen zu Reibung und Verschleiß sowie deren Verminderung
• Versagensmechanismen und Ermüdungserscheinungen von Werkstoffen
• Rissausbreitung

In der Montage- und Verbindungs- und Systemtechnik werden Bauteilverbindungen in die Bereiche Schweißen, Löten, Kleben, Reib-, Formschluss- und Schraubverbindungen gegliedert. Moderne Klebeverfahren verdrängen in vielen Bereichen herkömmliche Verbindungsverfahren.

Praktische Studieninhalte vertiefen insbesondere verschiedene Fragen der Klebetechnologie in der Präzisionstechnik:

• Bauteilverformungen infolge Schrumpfen und Kriechen von Klebstoffen
• Dosiertechnik und Aushärten mit 2K- und UV-härtenden Klebstoffen
• Umwelteinflüsse und Langzeitverhalten von Klebeverbindungen
• Klebetechnik im Leichtgewichtsbau

Montageorganisation und Montagesysteme werden im Anwendungs- und Fertigungsbereich der Präzisionsoptik vertieft.

Themen der Laborpraktika sind:

• Fassungstechnik optischer Elemente
• Zentriertechnik

Das weite Fachgebiet der Fertigungsmesstechnik untergliedert sich bei uns in die Bereiche der hochgenauen Längenmesstechnik für optische Komponenten einseits und der für mechanische Komponenten andererseits. Aufgrund der hohen Präzisionsanforderungen an die Messergebnisse spielt die mathematische Statistik eine besondere Rolle.

In den Pflichtveranstaltungen des 1. bis 3. Semesters werden mathematisch-naturwissenschaftliche und ingenieurwissenschaftliche Grundlagen vermittelt.

Im 4. und 5. Semester erfolgt eine fachspezifische Vertiefung.

Dafür steht neben den Pflichtveranstaltungen ein umfangreiches interdisziplinäres Angebot an Wahlpflichtveranstaltungen zur Auswahl, das eine individuelle Profilbildung gestattet.

Zum Erwerb einer besonderen Spezialisierung kann das 5. Semester auch an einer anderen Hochschule im In- oder Ausland absolviert werden (Mobilitätsfenster).

Die praktische Ausbildung umfasst ein achtwöchiges Betriebspraktikum, das vor dem Studium absolviert werden kann, zahlreiche, in die Lehrveranstaltungen integrierte Praktika sowie zwei jeweils achtwöchige Betriebspraktika im 6. Semester, wobei das letzte mit der Bachelor-Arbeit abschließt.

Prüfungsordnung 2018

• Konstruktion / CAD
• Simulation / Modelierung
• Präzisionsfertigung
• Qualitätssicherung / -management
• Messtechnik

• Werkstoffkunde
• Entwicklung / Konstruktion
• Mechanikfertigung
• Optikfertigung
• Kunststofftechnologie
• Montage-, Verbindungs- und Systemtechnik
• Fertigungsmesstechnik

• Produktentwicklung
• Prozessentwicklung
• Vertrieb / Technische Dokumentation