Prof. Dr. -Ing. Nathalie Weiß-Borkowski

Die Studierenden können die Materialarten den additiven Fertigungsverfahren sicher zuordnen und deren Merkmale sicher beschreiben. Sie können Materialien der additiven Fertigung aus Kunststoff heranziehen und bewerten. Sie können die mechanischen Eigenschaften der Bauteile aus Kunststoff analysieren und beurteilen. Außerdem können Sie Auswirkungen von deren Bauteilnachbehandlungen ableiten und geeignete Oberflächenbearbeitungsverfahren heranziehen. Die Studierenden sind in der Lage, Metallpulver zu charakterisieren und deren Erzeugungscharakteristika sowie deren Erstarrung zu deuten. Sie können Verarbeitungsprozesse hinsichtlich der Eigenschaften modifizieren. Weiterhin können Sie metallurgische und mechanische Eigenschaften der Bauteile aus Metall untersuchen und analysieren sowie Möglichkeiten der Nachbehandlung heranziehen. Die Studierenden können werkstoffspezifische Einsatzgebiete der Bauteile aus den unterschiedlichen Materialien ableiten und weitere Werkstoffe der additiven Fertigung erläutern.

Die Studierenden haben Kenntnis von der Struktur der Metalle und den Mechanismen der Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften. Sie können die Mechanismen zur Beeinflussung der Mechanischen Eigenschaften gezielt anwenden und Parameter bei der Verformung und Wärmebehandlung von Metallen ermitteln. Außerdem lernen sie Phasenumwandlungen und Reaktionen bei der Erstarrung einer Metallschmelze kennen. Hinzu kommen Vorgänge der thermischen Aktivierung. Sie wissen, wie die Eigenschaften der Werkstoffe geprüft werden und können die Verfahren einsetzen und die Ergebnisse beurteilen.

Die Studierenden haben Kenntnis von den in Eisenbasislegierungen auftretenden Gefügen und ihren Eigenschaften. Sie wissen, wie sie die Gefüge durch Wärmebehandlung, Umformung und/oder Legieren erzeugen können. Sie verstehen, für welchen Anwendungsfall sie welchen Werkstoff einsetzen können und wo die Grenzen des Einsatzes sind. Sie unterscheiden die Eigenschaften und Einsatzgebiete von Kupfer-, Aluminium-, Magnesium- und Titanlegierungen. Sie können die relevanten Wärmebehandlungen zur Modifikation der Eigenschaften konzipieren.Sie haben Kenntnis von den grundlegenden Bindungskräften und Strukturen der Polymere sowie die sich daraus ableitenden Eigenschaften und Einsatzgrenzen. Sie kennen die Grundlagen der metallographischen Präparation und der Mikroskopie. Sie können Gefügebilder interpretieren und analysieren. Sie erkennen die wichtigsten Stahlgefüge und können ihnen Eigenschaften und Anwendungen zuordnen.

Die Studierenden lernen die spezifischen Wärmebehandlungsrouten und Eigenschaften der sogenannten „Advanced High Strength Steels“ kennen. Weiterhin werden Leichtbauwerkstoffe wie Faserverbundkunststoffe und Leichtmetalle behandelt sowie werkstoffspezifische Herstellverfahren betrachtet. Aus dem Bereich der additiven Fertigung werden die Zusammenhänge von geeigneten Werkstoffen und Fertigungsverfahren erläutert. Die Studierenden überblicken die jeweiligen Eigenschaften der betrachteten Werkstoffe und lernen Einsatzgebiete und Anwendungsbeispiele im Automobil-, Karosserie und Flugzeugleichtbau kennen.

Weitere Informationen für Studierende sind unter den Wahlpflichtmodulen in Moodle zu finden.

Die Studierenden lernen die grundlegenden Schadensursachen sowie die Zusammenhänge zu zugehörigen Schadensformen kennen. Die behandelte Schadensformen sind Ermüdung und Rissbildung, Brucharten, Kriechen, Korrosion, Verschleiß, Kavitation sowie Wasserstoffschädigung. Außerdem werden die damit jeweils zusammenhängenden Beanspruchungsarten berücksichtigt.

Weiterhin werden ausführlich die werkstoffspezifischen Schadensformen und Schadensbilder behandelt. Dabei werden nicht nur Stahlwerkstoffe und Leichtmetalle betrachtet, sondern auch Schäden sowie Reparaturmöglichkeiten an Faserverbundkunststoffen.

Zudem erhalten die Studierenden Einblicke in die Methoden der Schadensanalyse und -beurteilung. Weiterhin lernen sie die Methoden und Möglichkeiten der Schadensvermeidung in der Konstruktions- und Fertigungsphase sowie durch eine geeignete Werkstoffauswahl kennen.

Weitere Informationen für Studierende sind unter den Wahlpflichtmodulen in Moodle zu finden.

Die Studierenden können die verschiedenen Kunststoffarten und deren thermischen und mechanischen Eigenschaften sicher voneinander abgrenzen. Außerdem können sie Additive auswählen, um Kunststoffe zu modifizieren sowie Möglichkeiten der Verarbeitung voneinander unterscheiden.

Die Studierenden haben Kenntnis von den Bestandteilen von Faserverbundkunststoffen und können deren Halbzeugen klassifizieren. Sie können die unterschiedlichen Eigenschaften von Faserverbundkunststoffen erklären und geeignete Anwendungsgebiete auswählen.

Die Studierenden kennen den Produktlebenszyklus von technischen Produkten und können die einzelnen Phasen identifizieren. Sie können Produktlebenszyklusanalysen erörtern und die Hauptbestandteile kennzeichnen. Weiterhin können die Studierenden verschiedene technische Werkstoffe beschreiben und deren physikalischen sowie mechanisch-technologischen Eigenschaften unterscheiden. Auch die Unterschiede in der Herstellung und Verarbeitung der Werkstoffe sind bekannt. Vor dem Hintergrund der Produktlebenszyklusanalyse können sie nachhaltige Bauteile bestimmen. Darüber hinaus kennen und verstehen sie die zentralen Methoden des Werkstoffleichtbaus und können Leichtbauwerkstoffe auswählen.

Die Gemeinschaftsvorlesung „Nachhaltigkeit im Maschinenbau“ soll den Studenten ein umfassendes Verständnis für die Bedeutung, Herausforderungen und Chancen der Nachhaltigkeit in diesem spezifischen Ingenieursumfeld vermitteln. Folgende Schlüsselkompetenzen sollten die Studierenden aus der Vorlesung mitnehmen: Schärfung des Umweltbewusstseins in Bezug auf den drohenden Klimawandel und CO₂ als Kerntreiber; Verständnis für den Begriff Nachhaltigkeit im Kontext des Maschinenbaus, einschließlich ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Dimensionen; Kenntnisse über Methoden und Technologien zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und CO₂-Reduktion in der Produktion; Einblick in die Auswahl nachhaltiger Materialien und Prozesse, um umweltfreundlichere Produkte herzustellen; Einblick in innovative Technologien und Entwicklungen im Umfeld des Maschinenbaus wie z.B. CO₂-freie Stahlproduktion, die darauf abzielen, nachhaltigere Lösungen zu schaffen; Verständnis für die Bedeutung der Kreislaufwirtschaft und Lebenszyklusanalyse bei der Bewertung von Produkten, um umweltfreundliche Entscheidungen während des gesamten Lebenszyklus eines Produktes zu treffen sowie ein Verständnis für die soziale Verantwortung von Ingenieuren bei der Schaffung einer CO₂-freien, nachhaltigen Industrie bzw. Wirtschaft