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