Ausbildungsleitertagung

- Vorstellung Werkstofflabor -

Prof. Dr.-Ing. Johannes Moosheimer

DHBW Stuttgart

Mechatronik

File: 150313_Vorstellung_WerkstofflaborDHBW

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Studienumfang:

60 UE Präsenzzeit

90 UE Selbststudium

Aufteilung der Präsenzzeit:

48 UE Vorlesung

12 UE Vertiefung im Labor

Modulinhalt:

− Vermittlung Grundkenntnisse zur Materie und Basiswissen der Elemente und Verbindungen

− Vermittlung Eigenschaften und Behandlungsmöglichkeiten von Werkstoffen

− Vermittlung der physikalischen Grundstrukturen und den Aufbau von Stoffen (metallische Werkstoffe, NE-Metalle, Kunststoffen und andere)

− Vermittlung verschiedener Techniken der Werkstoffprüfung

− Vermittlung der wichtigen Fertigungsverfahren des Maschinenbaus

WerkstoffkundeModulbezeichnung: T2M1101

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Ausstattung des Werkstofflabors

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Kerbschlagbiegemaschine

Universal-Zug-Druck-Biege-Maschine

Mit inkrementellem Wegmesssystem

Ausstattung des Werkstofflabors

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Dauerschwing-Maschine

Härteprüfmaschine

(Rockwell, Brinell, Vickers)

Ausstattung des Werkstofflabors

5Kugeldruckhärte-Prüfgerät

Shorehärte-Prüfgerät

• Werkstofflabor liegt im Verantwortungsbereich des Studiengangs Maschinenbau

• Werkstofflabor wird genutzt durch die Studiengänge Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik

• Im Labor stehen 14 ~ 16 Studienplätze zur Verfügung

• Betreuung aller Studenten durch

• Mitarbeiter des Werkstofflabors (Herbst)

• Externe Mitarbeiter (Ertelt, Kleinert, Pöllet)

• Mitarbeiterin aus dem Studiengang Mechatronik (Röther)

• Gruppenstärke im Labor 7 Studenten

• Durchführung der Laborversuche in 3 Terminen

• Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuch

• Härteprüfung

• Kunststofflabor

Labororganisation

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Prüfung Festigkeit, Verformbarkeit, Steifigkeit � Zugversuch DIN EN 10002-1

WerkstofflaborversucheZugversuch

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Proben aus: Messing, Kupfer, Stahl, Aluminium

Methode: Messung des Kraft-Weg-Zusammenhangs

Prüfung Festigkeit, Verformbarkeit, Steifigkeit � Zugversuch DIN EN 10002-1

WerkstofflaborversucheZugversuch

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Ergebnis: Spannungs-Dehnungsdiagramme, mit Ablesung der charakteristischen Werkstoffkennwerte

Erkenntnisgewinn:

- Vertiefung Zusammenhangs zwischen Kraft und Weg

- Vorgehen zur Bestimmung des Spannungs-Dehnungszusammenhangs

- Vertiefung der Werkstoffkennwerte: E-Modul, Streckgrenze, Bruchformen

- Vertiefung der Kenntnisse zu unterschiedlichem Werkstoffverhalten

Prüfung der Zähigkeit � nach Charpy DIN EN 10045-1

WerkstofflaborversucheKerbschlagbiegeversuch

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Proben aus identischem Stahlmaterial

mit unterschiedlicher

Wärmebehandlung

(kaltverformt, normalisiert, vergütet)

Prüfung der Zähigkeit � nach Charpy DIN EN 10045-1

WerkstofflaborversucheKerbschlagbiegeversuch

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Ergebnis: Wärmebehandlung hat starken Einfluss auf die Zähigkeit von Stahl

Je höher die Zähigkeit, desto mehr Arbeit wird bei der Verformung aufgenommen

Erkenntnisgewinn:

- Vertiefung Einfluss der Wärmebehandlung auf die Materialeigenschaft

- Vorgehen zur Bestimmung der Kennzahlen

Prüfung der Härte von Metallen an Härtevergleichsplatten

WerkstofflaborversucheHärteprüfung nach Brinell, Vickers, Rockwell

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Brinell mit

Hartmetallkugel

Rockwell mit

Diamantkegel oder Kugel

Vickers mit

Diamantpyramide

Bestimmung der Eindruckoberfläche

Bestimmung der

Eindringtiefe

Erkenntnisgewinn:

- Praktische Erfahrung mit Werkstoffkennwert Härte (Bezeichnungen)

- Erarbeitung Methodenverständnis und Unterscheidung der Prüfverfahren

Prüfung der Härte von Elastomeren (Gummi)

WerkstofflaborversucheHärteprüfung nach Shore

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Shore-Härteprüfung mit gehärteter Stahlnadel

(Kegelstumpf, Spitzkegels)

Bestimmung der

Eindringtiefe unter Last

Erkenntnisgewinn:

- Praktische Erfahrung mit Werkstoffkennwert Härte

- Erarbeitung Methodenverständnis

Themen im Kunststofflabor:

• Kunststoffsortenunterscheidung (z.B. Transparenz, Schwimmprobe, Brennversuch, Fadenzug)

• Kurzzeit-Zugversuch an Kunststoffen

• Statische Langzeitversuche

• Dynamische Langzeitversuche

• Zähigkeitsbestimmung

• Analyse von Fließstrukturen in Kunststoffen

• Einfluss der Nähte auf die Festigkeit

• Warmumformung von Kunststoffen und Rückverformung

• Diskussion ausgewählter Kunststoffbauteile- Thermoplaste

- Duroplaste

- Gummi

- Gummi-Metallverbindungen

- Faserverbundwerkstoffe

WerkstofflaborversucheKunststofflabor

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Spritzprobe für Untersuchungen

WerkstofflaborversucheKunststofflabor

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Ergebnis: Spannungsdehnungsdiagramme, Energieaufnahmen

Erkenntnisgewinn:

- Kunststoffeigenschaften hängen stark von Prüftemperatur und Prüfgeschwindigkeit ab

- Kunststoffe neigen zu starkem Kriechen

- Kennenlernen einfacher Methoden zur Kunststoffunterscheidung

- Orientierung der Kunststoffmakromoleküle hat Einfluss auf Eigenschaften

Kriechversuch

Kurzzeitzugversuch

Kerbschlagbiegeversuch

Vorstellung des Werkstofflabors

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Danke für Ihre Aufmerksamkeit

Für Fragen stehe ich gerne zur Verfügung