Konstruieren mit Kunststoffen

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 11.0 vom 14.12.2022

11B1390

Constructions with Plastics

• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)

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Übergeordnetes Ziel ist Vermittlung von Grundlagen zur Auslegung und Konstruktion von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen. Zusätzlich wird insbesondere auch auf Funktionselemente aus Kunststoff und verschiedene Fügeverfahren für Kunststoffe eingegangen. Insbesondere die Verknüpfung mechanischer kunststoffspezifischer Eigenschaften mit den Anforderungen an moderne Bauteile und Komponenten aus Kunststoff stehen im Vordergrund.

Im Rahmen der Hausaufgabe wird das erlernte Wissen auf praxisrelevante Kunststoff-Funktionselemente angewendet.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die grundlegende Vorgehensweise zur Auslegung von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen an einfachen, analytisch zu betrachtenden Funktionselementen aus Kunststoff durchzuführen. Sie lernen zusätzlich die Grundlagen zur beanspruchungsgerechten Auslegung von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen kennen.

• Vorlesung:
• 1. Vertiefung der Werkstoffkunde für Kunststoffe im Hinblick auf eine beanspruchungsgerechte Auslegung (Kurzzeit- und Langzeit-Verhalten statisch // Kurzzeit-Verhalten dynamisch (Crash) // Langzeit-Verhalten dynamisch (Lebensdauer))
• 2. Allgemeine Einführung in die Dimensionierung von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen (Steifigkeits- und Festigkeitsanalyse)
• 3. Durchführung von Steifigkeits- und Festigkeitsanalyse am Beispiel „Schnapphaken“
• 4. Regeln zur fertigungsgerechten Gestaltung von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen
• 5. Einführung in weitere Fügetechniken für Kunststoffbauteile (z.B. Schrauben, Schweißen etc.)
• 6. Einführung zu weiteren Funktionselementen (z.B. Filmscharniere, etc.)
  
  Hausarbeit:Berechnungen und Überlegungen zu den Konstruktionselementen und Fügetechniken für Kunststoff-Bauteile.

Wissensverbreiterung
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- geeignete Dimensionierungskennwerte für Kunststoffe anhand von Messdaten oder der Literatur zu ermitteln.
- die Beanspruchungssituation einfacher Funktionselemente (insbesondere: Schnapphaken) zu berechnen und den Dimensionierungskennwerten gegenüber zu stellen.
- die Möglichkeiten des Fügeverfahrens Schrauben für Kunststoffbauteile zu erläutern.
- die Möglichkeiten des Fügeverfahrens Schweißen für Kunststoffbauteile zu erläutern.
Wissensvertiefung
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
- das mechanische Verhalten der Kunststoffe umfassend in Abhängigkeit von Temperatur, Lastfall (Zeit) sowie Beanspruchungsart (Zug, Druck, Schub, Biegung) zu erläutern.
- das mechanische Verhalten der Kunststoffe bei der Dimensionierung von Kunststoffbauteilen korrekt zu berücksichtigen.
- die in der Werkstoffkunde und insbesondere in Statik und Festigkeitslehre erlernten mechanischen Grundzusammenhänge auf den Werkstoff Kunststoff anzuwenden.


Können - instrumentale Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die mechanische Auslegung von Kunststoff-Bauteilen systematisch abzuarbeiten. Dabei können Sie auf der Werkstoffseite Dimensionierungskennwerte ableiten und auf der Bauteilseite einfache Lastfälle für einfache Geometrien berechnen (Steifigkeitsanalyse). Auch der Vergleich beider Seiten über geeignete Kriterien wird beherrscht (Festigkeitsanalyse).
Können - kommunikative Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, sich mit Fachleuten der Kunststoffindustrie über die Herausforderungen und Grenzen der Auslegung von Kunststoff-Spritzguss-Bauteilen auszutauschen und entsprechende Projekte durchzuführen.
Können - systemische Kompetenz
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden grundsätzlich in der Lage, Funktionselemente aus Kunststoff, deren Belastungssituation vorgegeben oder analytisch berechenbar ist, zu dimensionieren. Weiterhin sind die Studierenden in der Lage, eine Verfahrensvorauswahl für das Fügen von Kunststoffbauteilen durchzuführen.

Vorlesungen mit angeleiteten Selbstrechenübungen,Hausaufgabe: Bearbeitung einer/mehrerer Konstruktionsaufgabe(n) mit Bericht

Kenntnisse ausGrundlagen Mathematik, Statik, Grundlagen WerkstofftechnikFestigkeitslehre, Werkstoffkunde PolymereFaserverbundwerkstoffeCAE für Kunststofftechnik, Kunststofftechnik

Krumpholz, Thorsten

Krumpholz, Thorsten

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Erhard, G.: Konstruieren mit Kunststoffen, Carl Hanser Verlag, München, 2008

Ehrenstein, G.: Mit Kunststoffen konstruieren, Carl Hanser Verlag, München, 2007

Hausarbeit

Hausarbeit:In der Hausarbeit wird das erworbene Grundlagenwissen zur Dimensionierung von Kunststoff-Bauteilen und zu den Funktionselementen sowie Fügeverfahren für Kunststoffe abgefragt. Zusätzlich werden bekannte und unbekannte Berechnungen zur Dimensionierung von Funktionselementen verlangt.

Hausarbeit:In der Hausarbeit wird das erworbene Grundlagenwissen zur Dimensionierung von Kunststoff-Bauteilen und zu den Funktionselementen sowie Fügeverfahren für Kunststoffe abgefragt. Zusätzlich werden bekannte und unbekannte Berechnungen zur Dimensionierung von Funktionselementen verlangt.

1 Semester

Nur Sommersemester

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