BMB301: Werkstoffkunde (mit Praktikum)

Lernpfad Produktion

BMB301: Werkstoffkunde (mit Praktikum)

Kurzporträt BMB301: Werkstoffkunde (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende die wichtigsten technischen Werkstoffgruppen kennen, darunter Metalle, Polymere, Keramiken und Verbundwerkstoffe. Untersucht wird, wie Gefüge, Kennwerte und Fertigungsverfahren die Eigenschaften eines Werkstoffs beeinflussen. Außerdem geht es um Korrosion, Ermüdung, Verschleiß und Kriterien für die Werkstoffauswahl.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden benötigt, um Werkstoffe für Bauteile und Produktionsanwendungen fundiert auszuwählen. Die Kompetenzen helfen dabei, Qualität, Verarbeitbarkeit, Kosten, Nachhaltigkeit und mögliche Schadensrisiken gemeinsam zu beurteilen.
Wieso ist es interessant? Wer verstehen möchte, warum ein Bauteil aus Stahl, Kunststoff, Keramik oder einem Verbundwerkstoff besteht, findet hier die Grundlagen. Das Modul zeigt, wie Materialentscheidungen die Funktion und Lebensdauer technischer Produkte prägen.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Julia Kessler

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Julia Kessler

Verwendbarkeit

Bachelor Maschinenbau

Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Materials science

Empfohlene Voraussetzungen

Keine angegeben.

Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Gefüge und Eigenschaften der wichtigsten technischen Werkstoffgruppen (Metalle, Polymere, Keramiken, Verbundwerkstoffe) erklären und für ingenieurtechnische Fragestellungen nutzen. Sie sind in der Lage, den Einfluss von Fertigungsverfahren (Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten) auf die resultierenden Werkstoffeigenschaften zu analysieren und daraus Konsequenzen für die werkstoffgerechte Bauteilgestaltung abzuleiten. Zudem können sie Werkstoffkennwerte, mechanisches Verhalten sowie Korrosions- und Schadensmechanismen interpretieren und diese Erkenntnisse gezielt für die Werkstoffauswahl in Produktionsanwendungen nutzen.

WOMIT

Die Studierenden lernen die grundlegenden Werkstoffklassen kennen und analysieren deren Struktur, Gefüge und Eigenschaften anhand typischer Kennwerte und Diagramme. Sie interpretieren mechanische, thermische und chemische Werkstoffkennwerte aus Datenblättern und Normen und setzen diese zur Beurteilung von Werkstoffen ein. Sie untersuchen den Einfluss wesentlicher Fertigungsverfahren auf die resultierenden Werkstoffeigenschaften und vergleichen unterschiedliche Verarbeitungswege hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Bauteilperformance. Darüber hinaus analysieren sie grundlegende Schadensmechanismen wie Korrosion, Ermüdung und Verschleiß und leiten daraus präventive Maßnahmen ab. Schließlich bewerten sie Werkstoffe im Kontext konkreter Produktionsanwendungen und begründen Werkstoffauswahlentscheidungen unter Berücksichtigung von Performance, Verarbeitbarkeit, Kosten und Nachhaltigkeit.

WOZU

Die Studierenden nutzen diese Kompetenzen, um in modernen Produktions- und Entwicklungsprozessen Werkstoffe fundiert auszuwählen, fertigungs- und werkstoffgerechte Bauteile auszulegen und Schädigungsrisiken frühzeitig zu beurteilen. Sie sind dadurch in der Lage, die Werkstoffperformance in konkreten Anwendungen zu sichern, fertigungsbedingte Eigenschaftsänderungen zu berücksichtigen und technische Entscheidungen hinsichtlich Qualität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit fundiert zu treffen.

Inhalte
  • Werkstoffgefüge und Eigenschaften: grundlegende Gefügemerkmale und deren Einfluss auf mechanisches Verhalten
  • Mechanisches Verhalten: Spannungs-Dehnungs-Verhalten, Festigkeits- und Verformungseigenschaften
  • Fertigungseinflüsse: Auswirkungen zentraler Verfahren (Umformen, Gießen/Erstarren, Schweißen, Beschichten) auf Werkstoffeigenschaften
  • Werkstoffschädigung: Grundlagen zu Korrosion, Ermüdung und Verschleiß
  • Werkstoffkennwerte: Interpretation relevanter Kennwerte und Diagramme für die technische Auslegung
  • Werkstoffauswahl: Kriterien für Produktionsanwendungen (Performance, Verarbeitbarkeit, Wirtschaftlichkeit)
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Klausur, 90 Minuten

Literatur
  • Bargel, H.-J.; Schulze, G. (Hrsg.): Werkstoffkunde. 12. Auflage, Springer Vieweg, 2018.
  • Roos, E.; Maile, K.: Werkstoffkunde für Ingenieure. 6. Auflage, Springer Vieweg, 2017.
  • Hornbogen, E.; Eggeler, G.; Werner, E.: Werkstoffe. 11. Auflage, Springer Vieweg, 2017.
  • Callister, W. D.; Rethwisch, D. G.: Materials Science and Engineering: An Introduction. 10th edition, Wiley, 2018.
  • Läpple, V.: Werkstofftechnik Maschinenbau. 6. Auflage, Europa-Lehrmittel, 2020.