BWP506: Oberflächentechnik (mit Praktikum)

Wahlpflichtmodule

BWP506: Oberflächentechnik (mit Praktikum)

Kurzporträt BWP506: Oberflächentechnik (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende, wie technische Oberflächen gereinigt, vorbehandelt, beschichtet und geprüft werden. Studierende beschäftigen sich mit Galvanik, PVD, CVD, stromloser Beschichtung, thermischem Spritzen und Methoden der Schichtanalytik. Im Praktikum wenden Studierende Verfahren selbst an und bewerten Eigenschaften wie Schichtdicke, Härte, Haftung und Morphologie.
Wofür braucht man es? Oberflächentechnik wird gebraucht, um Bauteile gezielt gegen Verschleiß, Korrosion oder andere Beanspruchungen auszulegen. Die Inhalte helfen dabei, für einen Anwendungsfall das passende Beschichtungsverfahren und geeignete Prüfmethoden auszuwählen.
Wieso ist es interessant? Oft entscheidet nicht der Werkstoff im Inneren, sondern die Oberfläche über die Funktion eines Bauteils. Das Modul zeigt, wie Oberflächen gezielt gestaltet werden, damit Bauteile länger halten oder neue Eigenschaften erhalten.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Markus Lake

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Markus Lake

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Wahlpflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

jährlich

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

Surface Engineering

Empfohlene Voraussetzungen
  • BMB301: Werkstoffkunde: Werkstoffverhalten, Werkstoffkennwerte, Werkstoffauswahl sowie Verschleiß- und Korrosionsmechanismen.
  • BB001: StartING 1: naturwissenschaftliche Grundkenntnisse aus dem Anpasskurs als Basis physikalischer Zusammenhänge.
  • BB007: Mathematische Grundlagen für Ingenieurwissenschaften: Gleichungen, Funktionen und mathematische Grundverfahren zur Beschreibung technischer Zusammenhänge.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können unterschiedliche Verfahren zur Reinigung, Vorbehandlung und Beschichtung von technischen Oberflächen benennen und deren verfahrensspezifischen Vor- und Nachteile aufzeigen. Auf der Basis der Untersuchung des tribologischen Systems können sie die Anforderungen an die Oberflächen und die Beschichtungen ableiten und ein zur Vorbehandlung, Bauteilreinigung und Beschichtung geeignetes Verfahren auswählen. Die Studierenden sind in der Lage, eine geeignete Prüftechnik für die Bestimmung der mechanisch-technologischen Eigenschaften (z. B. Schichtdicke, Schichthärte, Schichthaftung, Morphologie) aufzuzeigen und Maßnahmen zur Qualitätssicherung zu benennen,

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

unterschiedliche Prozesstechniken zur Vorbehandlung, Reinigung und Beschichtung, z. B. die chemische und physikalische Abscheidung aus der Gasphase, die stromlose Beschichtung und die Galvanik und das Thermische Spritzen (Verfahren S-HVOF und Lichtbogen) kennen lernen und im Rahmen von den Praktika selbst anwenden und das erzielte Beschichtungsergebnis bewerten,

WOZU

um zukünftig für einen Anwendungsfall die geeignete Oberflächentechnik auszuwählen und das entsprechende Beschichtungsverfahren einzusetzen, um auf der Basis der Analyse des tribologischen Systems die geeignete, d. h. anwendungsorientierte, Oberfläche bereitstellen zu können, welche über die gewünschte Eigenschaft, z. B. Dekor, Haptik, Verschleiß- und Korrosionsschutz, Antibelag, Biokompatibilität, Katalyse etc. verfügt.

Inhalte
  • Aufbau des tribologischen System und Ableitung von Systemanforderungen.
  • Methodik der Schicht-Systementwicklung.
  • Applikationsverfahren der Dünnschichttechnologie (Galvanik, CVD-/PVD-Technologie) und der Dickschichttechnologie (Thermischen Spritzen).
  • Methoden und Techniken der Schichtanalytik zur Untersuchung und Bewertung von relevanten Schichtanforderungen (Härte, Schichtdicke und Haftung, Morphologie).
  • Nutzung von Modelltests (Taber Abraser, Stift-Scheibe-Tribometer, Millertest, Reibradtest) zur Bewertung von beschichteten Oberflächen.
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Klausur, 90 Minuten

Literatur
  • Bobzin, K.: Oberflächentechnik für den Maschinenbau. Wiley-VCH, 2013.
  • Bach, F.-W.; Möhwald, K.; Laarmann, A.; Wenz, T. (Hrsg.): Moderne Beschichtungsverfahren. Wiley-VCH, 2005.
  • Czichos, H.; Habig, K.-H.: Tribologie-Handbuch. 4. Auflage, Springer Vieweg, 2015.
  • Mattox, D. M.: Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing. 2nd edition, Elsevier, 2010.
  • Davis, J. R. (Hrsg.): Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance. ASM International, 2001.