Lernergebnisse:

• Die Studierenden verstehen das Prinzip der additiven Fertigung und der unterschiedlichen industriell umgesetzten Verfahren.
• Sie beherrschen die Anwendungsgebiete für Kunststoffe und Metalle und können sie zielgerichtet einsetzen
• Sie kennen die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren und können sie in der Anwendung gegeneinander abwägen.
• Sie sind in der Lage, generative Verfahren in den Anwendungen gegen traditionelle Fertigungsverfahren abzugrenzen.
• Sie verstehen die Perspektiven der generativen Fertigung und können die Potenziale der direkten individualisierten Produktion beurteilen.
• Sie kennen Anwendungen in technischen und nichttechnischen Bereichen wie Design, Kunst und Kunstgeschichte, Archäologie und Medizin.

Inhaltsbeschreibung:

Bedeutung der Generativen Fertiugngstechnik oder des Additiv Manufacturings und ihrer Untergruppe Rapid Prototyping für die Produktentwicklung und die
Produktion:

• Rapid Prototyping als Element des Simultaneous Engineering
• Merkmale generativer Fertigungsverfahren
• Prinzip der Modellgenerierung, Datenfluss
• Aufbau und Wirkungsweise von Additive Manufacturing Systemen
• Industrielle Rapid Prototyping und Additive Manufacturing Systeme:
  Stereolithographie, Laser Sintern, Extrusionsverfahren, Schicht-Laminat-
  Verfahren, 3D Printing
• Folgeprozesse: Vakuumgießen, Sandguss, Feinguss
• Rapid Tooling: Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen und Formen
• Generative Fertigung: Perspektive für die direkte werkzeuglose individualisierte Produktion
• Anwendungsbeispiele aus der industriellen Praxis, der Kunst, Kunstgeschichte, dem
  Design und der Medizin

Lernergebnisse:

Die Studierenden verstehen das Grundprinzip zur Erzeugung von Laserstrahlung. Die Studierenden verstehen aufbauend auf den Grundlagen der Laserstrahlerzeugung, wie aus den Basisverfahren Systeme zur laserintegrierten Fertigung entstehen. Die Studierenden kennen das Funktionsprinzip, die Einsatzgebiete und die charakteristischen Merkmale für folgende Verfahren der Lasermaterialbearbeitung:

• Laserbasierte additive Fertigungsverfahren (Metall und Polymer)

• Laserstrahlschneiden und -schweißen

• Laserbasierter Abtrag (bspw. Laserstrahlbohren)

• Funktionalisierung von Schichten (bspw. Laserpolieren)

Des Weiteren werden den Studenten die Grundlagen der Prozesstechnik und -überwachung in der laserbasierten Fertigung vermittelt und mit Anwendungen verknüpft. Auf der Grundlage des vermittelten Wissens sind die Studenten in der Lage:

• Konzepte zur Laserintegration in vorhandene Fertigungsanlagen zu bewerten

• Konzepte zu erstellen, wie Laser in neue Anlagen integriert werden können.

Die vorgestellten Laserstrahlquellen entsprechend des Einsatzes zu bewerten und einem laserbasierten Fertigungsprozess sinnvoll zuzuordnen.

Inhaltsbeschreibung:

• Laserstrahlerzeugung
• Charakterisierung von Laserstrahlung
• Laserbasierte Fertigungsverfahren:

• • Laserbasierte additive Fertigungsverfahren (Metall und Polymer)

• • Laserstrahlschneiden und -schweißen

• • Laserbasierter Abtrag (bspw. Laserstrahlbohren)

• • Funktionalisierung von Schichten (bspw. Laserpolieren)
• Laserbasierte Messtechnik
• Prozessüberwachung in laserbasierten Prozessen
• Industrielle Anwendungen laserbasierter Fertigungsprozess

Lernergebnisse:
Nach Abschluss des Moduls sind Studierende in Lage

• methodisch Ideen zur Lösung kundennahen Problemen zu generieren,
• interdisziplinär im Team zusammenzuarbeiten und zu organisieren,
• passende Methoden und Tools für die Umsetzung einer Lösung zu identifizieren und zu nutzen,
• strukturiert in einem agilen Umfeld auf ein Ziel hinzuarbeiten,
• kritisch und lösungsorientiert zu reflektieren, sowohl ökonomisch, ökologisch wie technisch,
• praktisch an notwendigen Fertigungsanlagen zu arbeiten,
• innovative, praxisrelevante Prototypen zu konzeptionieren,
• Konzepte in Form eines Businessplans für Dritte verständlich zu formulieren und darzustellen,
• Die Lösung in Form eines Pitchs zielgruppenspezifisch zu präsentieren

Studierende lernen die praxisnahe, methodenbasierte Ideengenerierung, Konzeptionierung und Entwicklung eines Prototyps. Die Zusammenarbeit mit potenziellen Kunden spielt eine zentrale Rolle. Arbeitsergebnisse entstehen in Form eines Prototyps, einer Präsentation (z.B. Pitch) und einer Seminararbeit (z.B. Businessplan).

Inhaltsbeschreibung:

• Methoden Design Thinking
• Methoden UX und Kundenorientierung
• Methoden Agiles Projektmanagement
• Einblicke Business Model Canvas und Lean Startup
• Einblicke Social Entrepreneurship
• Einblicke Digitale Geschäftsmodelle
• Erstellung Businessplan und Pitch-Präsentation
• Erstellung Minimum Viable Product, Designprototyp bis technischer Prototyp
• Übersicht Fertigungsverfahren zur Erstellung eines physischen Prototyps,
  insbesondere mittels Additive Manufacturing
• Übersicht Tools zur Erstellung eines digitalen Prototyps,
  wie bspw. vektorbasierte Grafiksoftware

Lernziele: 
Die Studierende kennen: 

• die Systemtechnik der wichtigsten additiven Fertigungsverfahren (3D-Drucker) und ihre Besonderheiten in Hinblick auf die Umsetzung konstruktiver Details
• die Programme und Programmsysteme, die für die Konstruktion additiv zu fertigender Bauteile verwendet werden
• die wichtigsten Eingabeformate und Dateitypen entlang der digitalen additiven Prozesskette
• die Besonderheiten, die bei der Konstruktion additiv gefertigter Bauteile zu beachten sind.
• Insbesondere gilt das für: Stützkonstruktionen Bauteilorientierung im Bauraum
• den Einfluss des Post Processings bzw. des den Einfluss des Finishings auf die Bauteileigenschaften

Inhaltsbeschreibung:

• Einführung Additive Manufacturing
• Produktentwicklung Additive Manufacturing
• Design- und Topologieoptimierung
• Stützstrukturen und Bauteileigenschaften
• Datenaufbereitung
• Post-processing
• Anwendungen Design 4AM Polymere
• Anwendungen Design 4AM Metalle

Lernziele:

• Die Studierenden sind in der Lage die Entstehung von Laserstrahlung zu erklären
• Die Studierenden kennen industrierelevante Laserstrahlquellen zur Lasermaterialbearbeitung in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise.
• Sie kennen die Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und Material für die wichtigsten Bearbeitungsverfahren.
• Sie können geeignete laserbasierte Fertigungsverfahren zur Bearbeitung hinsichtlich Kosten und Herstellbarkeit, Industrialisierungsmöglichkeit auswählen, bewerten und konzipieren.
• Sie sind in der Lage, Laserverfahren gegen konventionelle Fertigungsverfahren abzugrenzen und die jeweiligen Verfahrensvorteile zu beschreiben.
• Sie können neue laserbasierte Fertigungsverfahren, die sich in der Entwicklung befinden, in ihrer Wirksamkeit und Möglichkeit zum industriellen Einsatz einschätzen bzw. bewerten.

Inhaltsbeschreibung:
Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden folgende Themen adressiert:

• Grundlagen Laserstrahlung
• Charakteristika Laserstrahlung und Strahlführung
• Interaktion Laser – Werkstoff
• Aufbau und Funktion ausgewählter Lasertypen (insbesondere Festkörper-, Halbleiter- und Gaslaser)
• Anwendungen der Lasertechnik (Fügen, Strukturieren, Abtragen, additive Fertigung)

Lernziele:

• Die Studierenden können unterschiedliche additive Fertigungsverfahren nach Norm einordnenn bzw. klassifizieren
• Sie sind in der Lage, additive Fertigungsverfahren für Metalle in den Anwendungen gegen traditionelle Fertigungsverfahren abzugrenzen.
• Die Studierenden kennen das Funktionsprinzip der dargestellten metallbasierten additiven Verfahren, die zugehörigen Prozessketten und die industriellen Einsatzgebiete.
• Sie kennen die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren und können sie in der Anwendung gegeneinander abwägen.
• Sie verstehen die Perspektiven der generativen Fertigung und können die Potenziale der direkten individualisierten Produktion von Metallbauteilen beurteilen.
• Die Studierenden kennen die wichtigsten Werkstoffe und deren Eigenschaften nach additiver Verarbeitung

Inhaltsbeschreibung:
Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden folgende Themen adressiert:

• Einordnung und Potential additiver Fertigungsverfahren
• Vorstellung AM-Verfahren für Metalle
• Laser Powder Bed Fusion (LPBF)
• Laser Metal Deposition (LMD)
• Electron Beam Melting (EBM)
• Binder Jetting for Metals (BJ)
• Industrielle Anwendungen AM Verfahren
• Werkstoffe für die additive Fertigung

Lernziele:

• Die Studierenden lernen das Funktionsprinzip von ausgewählten Hochleistungsverfahren der Fertigungstechnik kennen. Dazu zählen insbesondere lasergebundenen Fertigungsverfahren wie bspw. Abtrag mittels UKP-Laserstrahlung, EUV-Lithographie, Additive Fertigungsverfahren und Funktionalisierung von Dünnschichten mittels Laserstrahlung
• Die Studierenden kennen industrierelevante Anwendungsgebiete für die dargestellten Fertigungsverfahren und können einschätzen, ob das Fertigungsverfahren aus wirtschaftlicher Sicht für eine Fertigungsaufgabe eingesetzt werden kann.
• Sie sind in der Lage die Auswirkungen des Einsatzes der Fertigungsverfahren im Hinblick auf die Themenstellungen Digitalisierung und Industrie 4.0 einzuordnen
• Die Studierenden sind in der Lage die Auswirkungen der Fertigungsverfahren auf die Intralogistik in produzierenden Betrieben zu erklären.

Inhaltsbeschreibung:
Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden folgende Themen adressiert:

• Grundlagen Laserstrahlung
• Additive Manufacturing Polymere
• Additive Manufacturing Metalle
• Abtrag mittels UKP-Laserstrahlung
• Funktionalisierung von Dünnschichten mittels Laserstrahlung
• Selective Laser Etching (SLE)
• Digitalisierung und Industrie 4.0
• Produktionsplanung und Logistik