Lehrveranstaltungen
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Die Lehrveranstaltung vermittelt ausgehend vom atomistischen und strukturellen Aufbau von metallischen Werkstoffen
deren Eigenschaften. Ihre plastische Verformbarkeit, Zähigkeit und die chemischen und physikalischen Eigenschaften
stehen dabei im Vordergrund. Die Grundlagen und speziellen Eigenschaftsprofile werden in anschaulichen Praktika und
durch Vorlesungen zu konkreten Einsatzfeldern ausgesuchter metallischer Werkstoffe gefestigt.
Die Studierenden der Lehrveranstaltung können somit die werkstofftechnischen Grundlagen und die Eigenschaften
metallischer Werkstoffe in ihrer Verarbeitung und im Einsatz in Verbindung bringen. Dieses Verständnis ermöglicht
es, Lehrinhalte zu metallischen Werkstoffen an Grund- und Mittelschule sicher und anschaulich weiterzugeben.
Die Prüfungsleistung besteht aus einer etwa 15- bis 20-seitigen Hausarbeit. Zu erstellen ist dabei ein Skript zu den
vermittelten Lehrinhalten der Vorlesungen und Praktika, das für die Vorbereitung und Vermittlung des Themas im
Schulunterricht angewendet werden kann.
| Abschluss: | Hausarbeit |
| Lage: | Wintersemester |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, Dr. T. Grund |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Die galvanische Beschichtung stellt das am meisten angewandte Oberflächenveredelungsverfahren dar. Da es eine interdisziplinäre Herangehensweise erfordert, fehlen der weit verbreiteten Branche entsprechend ausgebildete Ingenieure. Im neuen Masterstudiengang Leichtbau und Werkstofftechnik wird diese Thematik aufgegriffen und in den Fächerkatalog (Pflichtteil Werkstofftechnik) integriert. Folgende Inhalte werden vermittelt:
- Elektrochemische Grundlagen
- Modellbildung elektrochemischer Prozesse
- Grundlagen der Galvanotechnik
- Abscheidung von monolithischen Metallen und Legierungen
- Pulse-Plating-Prozesse
- Dispersionsabscheidung
- Schichtsysteme
Praktika:
Die Lehrinhalte werden mit Praktika und Seminaren ergänzt. Weiterhin werden durch Exkursionen Einblicke in die industrielle Fertigung erhalten, um den praktischen Bezug und die Attraktivität dieses Themengebietes zu betonen.
| Voraussetzungen: | Grundstudium |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, D. Höhlich |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Zu den Funktionswerkstoffen zählt eine Vielzahl von Materialien, die sich durch ihre spezifischen funktionellen Eigenschaften auszeichnen. Das Hauptaugenmerk der Lehrveranstaltung ist auf die physikalischen Ursachen und die Beschreibung der Effekte gerichtet. Ebenso wird Wert auf die Herstellungsverfahren, die Charakterisierung der Eigenschaften dieser Materialien und deren Anwendung gelegt. Teilgebiete sind:
- Piezoeffekte
- magnetostriktiver und elektrostriktiver Effekt
- magnetorheologischer und elektrorheologischer Effekt
- Formgedächtniseffekt (thermischer und magnetischer Formgedächtniseffekt)
- thermische Effekte (thermische Sensoreffekte, thermoelektrische Aktorik)
- Photoeffekte (photoelektrische und photoelastische Sensoreffekte)
- multifunktionale Schichten / Oberflächen (hydrophile, hydrophobe und photokatalytische Schichten)
- Funktionsweise von Sensoren / Aktoren
- selbstschmierende Schichten
- Schichten mit Signalwirkung
- optische Schichten (schaltbare Transmission, Antireflexion)
- selbstausheilende Schichten
- system- und belastungsabhängige Eigenschaftsanpassung von Werkstoffen.
| Voraussetzungen: | Grundstudium |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, Dr. T. Mehner |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Korrosion und Verschleiß verursachen alljährlich volkswirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe. Der Forschung und Entwicklung in diesen Themengebieten kommen daher im Praxiseinsatz eine enorme Bedeutung zu. Die Lehrveranstaltung gibt nach einer allgemeinen Einführung einen Überblick über die grundlegenden Korrosionsarten bzw. Verschleißmechanismen. Anschließend werden wichtige Mess- und Untersuchungsmethoden zur Bewertung des Korrosions- bzw. Verschleißverhaltens vorgestellt. Unter Beachtung der spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffhauptgruppen werden schließlich Möglichkeiten des Korrosions- bzw. Verschleißschutzes aufgezeigt. In Praktika und Seminaren werden die Vorlesungsinhalte weiter vertieft. Thematische Schwerpunkte sind:
Korrosion
- Grundstruktur des Korrosionssystems
- Korrosionsmechanismen und Korrosionsreaktionen
- Korrosionsarten, -erscheinungen und -produkte
- Bewertung des Korrosionsverhaltens und Korrosionsschadenanalyse
- Möglichkeiten des Korrosionsschutzes und Auswahlmethodik
- Korrosionsverhalten ausgewählter Werkstoffe
Verschleiß
- Grundstruktur des Tribologischen Systems
- Verschleißgrundmechanismen und Verschleißarten
- Kenngrößen von Tribosystemen (Bewegungsverhältnisse, Mikrogeometrie, etc.)
- Berechnung und Simulation von Verschleiß und Reibung
- Bewertung des Verschleißverhaltens (Prüfverfahren, Verschleißkenngrößen)
- Möglichkeiten des Verschleißschutzes
| Voraussetzungen: | Grundstudium |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, Dr. R. Drehmann |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Technische Oberflächen müssen verschiedenste Ansprüche erfüllen. Dazu gehören beispielsweise dekorative Wirkung, Korrosionsschutz, Verschleißschutz, elektrische und thermische Isolation oder die Wirkung als Haftgrund. Eine wesentliche Möglichkeit zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und somit zur Erfüllung dieser Ansprüche besteht in der Herstellung von Schichten. Von der Verfahrensauswahl über die technologische Umsetzung der Oberflächenveredlung bis zur Prüfung und Charakterisierung von Oberflächen behandelt die Lehrveranstaltung folgende Schwerpunkte:
- Grundlagen der Korrosion und des Verschleißes
- Oberflächenvorbehandlung
- Beschichtungsverfahren: Emaillieren, Schmelztauchen, Beschichten mit Anstrichstoffen, galvanisches und chemisches Beschichten, thermisches Spritzen, Auftragsschweißen, Sol-Gel-Beschichten, Kombinationsbeschichten, PVD, CVD
- Konversionsschichtverfahren: Brünieren, Chromatieren, Phosphatieren, anodische Oxidation
- Oberflächenbehandlung, u.a. thermisches und thermochemisches Randschichtveredeln
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, Dr. R. Drehmann |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Technical surfaces have to meet different requirements. This includes corrosion resistance, wear resistance, decorativeness, electrical and thermal insulation as well as interfacial interactions such as biocompatibility or the adjustment of a desired wetting behaviour. Surface Engineering, which consists of the two main areas surface coating and surface treatment, is a very important possibility to fulfil the mentioned requirements. The lecture course covers the topics process selection and technological implementation as well as testing and characterization of surfaces with the following areas of focus:
- Fundamentals of corrosion and wear
- Surface pretreatment
- Interface engineering
- Coating processes: Electrochemical and chemical metal deposition, thermal spraying, enameling, painting, hot dipping, sol-gel coating, PVD, CVD
- Conversion coating processes: Burnishing, chromatizing, phosphating, anodic oxidation
- Thermal, thermochemical and mechanical surface treatment
- Combined surface technology
| Voraussetzungen: | Grundstudium |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, Dr. R. Drehmann |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Der Fokus dieses Moduls fällt auf die Beschichtungsverfahren bzw. -verfahrensgruppen:
- Thermisches Spritzen
- Auftragschweißen
- CVD-Verfahren
- PVD-Verfahren
Zu diesen Beschichtungsverfahren werden die Umweltbeziehungen des Beschichtungsprozesses sowie prozessübergreifend Fragen zur Auswahlmethodik für Schichten behandelt.
Ergänzend werden ausgehend von entsprechenden Anwendungsfällen die Grundlagen von Verschleiß und Korrosion behandelt und daraus die beschichtungsseitigen Potenziale für den Verschleiß- und Korrosionsschutz abgeleitet und dargestellt. Da Oberflächenbeschichtungen gleichzeitig eine Reihe weiterer Eigenschaften beeinflussen können (elektrische und thermische Leitfähigkeit, physikalisches Verhalten, Farbe, Glanz u.a.), wird im Verlauf der Lehrveranstaltung stets anhand von Beispielen auf verschiedene Anwendungsmöglichkeiten von Beschichtungen eingegangen.
Empfohlen wird ein paralleler Besuch der Lehrveranstaltung Elektrochemisches Beschichten.
Qualifikationsziele:
Im Lehrmodul werden den Studierenden verschiedene Gruppen thermischer Beschichtungsverfahren nähergebracht, wobei speziell auf industriell relevante Prozesse eingegangen wird. Das Lehrmodul befähigt die Studierenden, mögliche Schicht- und Substratwerkstoffe, Schichtbildungs- und haftungsmechanismen sowie daraus folgende Schichteigenschaften mit den anwendbaren Beschichtungsprozessen zu korrelieren und somit ausgehend vom Anforderungsprofil an technische Oberflächen eine Verfahrens- und Werkstoffauswahl für einen möglichen thermischen Beschichtungsprozess zu treffen.
| Voraussetzungen: | Kenntnisse der Grundlagen der Werkstofftechnik |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: | Prof. T. Lampke, A. Nitsche, Dr. T. Grund |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Die Notwendigkeit, bei der Werkstoffauswahl systematisch vorzugehen ergibt sich bereits aus der großen Anzahl der verfügbaren Materialien. Das Hauptaugenmerk der Lehrveranstaltung liegt auf der Vermittlung der systematischen Vorgehensweise und der Darstellung von Werkstoffen mit den dazugehörigen Werkstoffeigenschaften für spezielle Anwendungsfälle. Teilgebiete sind:
- Methodik
- Werkstoffe für statisch belastete Bauteile
- Werkstoffe für dynamisch belastete Bauteile
- warmfeste und kaltzähe Werkstoffe
- Werkzeugwerkstoffe
- Werkstoffe für tribologische Beanspruchungen
- Werkstoffe für korrosive Beanspruchungen
- Beschichtungstechnik
- Leichtmetalle
- Keramiken
- Kunststoffe
- Blechwerkstoffe
- Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
| Voraussetzungen: | Grundstudium |
| Abschluss: | Prüfung |
| Lehrende: |
Prof. T. Lampke, Dr. T. Lindner |
Informationen und Unterlagen auf OPAL
Das Modul vermittelt grundlegende Kenntnisse zu Ermüdungsprozessen unter einstufiger Schwingbeanspruchung bei konstanter Temperatur. Im Fokus stehen dabei insbesondere die Wechselwirkungen von Beanspruchung, Mikrostruktur, Verformungs- bzw. Schädigungsmechanismen und Lebensdauer von Stählen und Leichtmetallen. Weiterhin werden wichtige Einflussfaktoren auf die Ermüdungsfestigkeit diskutiert und zerstörungsfreie Messverfahren für die Charakterisierung des Wechselverformungs- und Ermüdungsverhaltens präsentiert.
Im Seminar werden praxisorientiert Auslegungsverfahren der klassischen Dauerfestigkeit vorgestellt und an Beispielen angewendet. Zudem werden aktuelle Forschungsarbeiten zum Thema präsentiert und diskutiert.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls verfügen die Studenten über umfassende Kenntnisse zu Ermüdungsprozessen und den Zusammenhängen zwischen Mikrostruktur, Verformungs- bzw. Schädigungsmechanismen und Lebensdauer. Die Studenten sind in der Lage, die Dauerfestigkeit zyklisch beanspruchter metallischer Werkstoffe zu bewerten und kennen rechnerische sowie experimentelle Methoden, das Ermüdungsverhalten zu bestimmen.
| Studiengang: | Maschinenbau (Diplom, Master) |
| Voraussetzungen: | Grundlagen der Werkstofftechnik |
| Prüfung: | Klausur |
| Lehrende: | Prof. G. Wagner, Dr. L. Winter |
