Konstruktion, Gestaltung und Berechnung von Kunststoffteilen

Modul im Masterstudiengang Angewandte Kunststofftechnik (M.Eng.)

Die Studierenden sollen die besondere Bedeutung der Konstruktion in der Prozesskette einer Produktentstehung begreifen, die wichtigsten Arbeitsschritte und Herangehensweisen beim methodischen Konstruieren lernen und Konstruieren als komplexe Tätigkeit von der Ideenfindung bis zum fertigen Produkt verstehen. Sie lernen zunächst die allgemeine Konstruktionstechnik und deren Methoden kennen, um mit diesem Wissen befähigt, ihre Kenntnisse auf die Spezifik der Kunststoffe zu übertragen und anzuwenden. Die rasante Erweiterung des technischen Kunststoffeinsatzes erfordert in besonderem Maße, diese spezifischen kunststofftechnischen Belange bei der Konstruktion zu beachten. Und das trifft besonders bei diesem berufsbegleitenden Studiengang zu. Ziel ist es, mit Kunststoff zu konstruieren, aber dabei nicht mehr „in Metall“ zu denken. Die große technologische Bandbreite in der Kunststoffverarbeitung erfordert auch, diese Kenntnisse bereits grundlegend bei der Erzeugniskonstruktion einfließen zu lassen. Ferner muss der Konstrukteur von Kunststofferzeugnissen beachten, dass bei vielen  Kunststoffteilen die endgültig geforderten Werkstoffeigenschaften erst während der Formung entstehen – und das fordert vom Konstrukteur eine komplexe Herangehensweise. Außerdem muss der Konstrukteur von Kunststoffteilen die Möglichkeit beachten lernen, insbesondere bei faserverstärkten Erzeugnissen die anisotropen Eigenschaften bei der Gestaltung einzubringen und dafür die genauen applikatorischen Bedingungen zu beachten, ebenso wie die konstruktive Umsetzung von Leichtbau.

1. Konstruktionslehre im Überblick

• Konstruieren als betriebliche Tätigkeit
• Fähigkeiten, Voraussetzungen, Aufgaben und Verantwortung einer Konstrukteurin bzw. eines Konstrukteurs
• Grundsätze der Konstruktionsmethodik
• Konstruktionsarten

2. Grundlagen des systematischen Konstruierens

• Grundlagen und Begriffe der technischen Kommunikation
• Entwicklung technischer Systeme
• Ansätze für den Entwicklungsprozess/Entwicklungsrichtlinien

3. Konstruktion und Kosten

• Kostenbegriffe und Kostenanalyse
• Kosten beeinflussende Faktoren, Kostenverursachung und Kostenverantwortung
• Werkzeuge und Methoden zur Kostenermittlung (mit Beispielen)

4. Konstruktionsphase „Planen“ Produktplanung

• Aufgabenstellung formulieren
• Liste der Anforderungen erstellen
• Werkstoffvorauswahl
• Qualitätssicherung beim Planen

5. Konstruktionsphase „Konzipieren“

• Problem abstrahieren und formulieren
• Funktionsstruktur/Funktionsanalyse erstellen
• Lösungsansätze/Lösungsprinzipien finden
• Kreativitätstechniken
• Bewerten von Lösungsvarianten
• Qualitätssicherung in der Konzeptphase

6. Konstruktionsphase „Entwerfen“ Grundsätze für das Entwerfen

• Forderungskatalog für das Produkt erstellen
• Gestaltungsgrundregeln
• Gestaltungsprinzipien (kunststoffspezifisch)
• Einflussfaktoren auf die Gestaltung
• Werkstoffauswahl
• Bewertung von Entwürfen
• Qualitätssicherung in der Entwurfsphase

7. Konstruktionsphase „Ausarbeiten“ (an Kunststoffbeispielen)

• Erzeugnisgliederung erstellen
• Zeichnungen erstellen
• Stücklistenarten festlegenStücklisten erstellen
• Nummerierungssysteme festlegen und erstellen
• Sachmerkmale erarbeiten und erstellen
• Montage- und Bedienungsanleitungen erstellen
• Qualitätssicherung beim Ausarbeiten

8. Maschinenelemente in Kunststoffausführung – Systematik und Einteilung

• Kunststoffkunde und Chemie der Kunststoffe
• Methodische Aspekte
• Kunststoffverarbeitung I
• Kunststoffverarbeitung II
• Verbundwerkstoffe
• Qualitätsmanagement
• Werkstoffprüfung der Kunststoffe
• Werkzeug- und Formenbau
• Produktentwicklung und Simulation
• Kunststoffrecycling und Umweltmanagement
• Rechtliche Aspekte
• Betriebswirtschaftliche Aspekte
• Energiewirtschaftliche Aspekte in der Produktion
• Master-Thesis und Kolloquium