891328 Zerspanungs- und Formgebungstechnik


Art
Vorlesung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Müller, Ulrich , Mundigler, Norbert
Organisation
Angeboten im Semester
Wintersemester 2021/22
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Deutsch

Lehrinhalt

Teil Müller:
Anhand des Schemas für Formgebungs- und Fertigungstechnologien DIN 8580 ff werden alle Fertigungsverfahren angesprochen. Neben materialunabhängigen Erläuterungen zu den Fertigungsverfahren werden für die Holztechnologie relevante Fertigungsverfahren behandelt. Im Detail sind dies: Formgebung durch Urformen, Formgebung durch Umformen und Formgebung durch Fügen. Dabei wird bewusst insbesondere bei Umformungsverfahren auch auf Verfahren Abseits der Holz- und Naturfasertechnologie eingegangen (vorranging Metallverarbeitung). Für die Holz- und Naturfasertechnologie wird auf Fertigungsverfahren für das Urformen (Pressentechnologie), das Umformen (Verdichten, Biegen, Stauchen) und das Fügen (Laminieren, Schichtverleimen, etc.) eigegangen. Die drei Gruppen der möglichen Formgebung von Holz und Naturfaserwerkstoffen werden aus technologischer und materialwissenschaftlicher Sicht beleuchtet.
Neue Fertigungs- und Formgebungsprozesse haben zur Aufgabe unterschiedliche Materialien zu Verbunden und Komponenten zu verbinden. Die Herstellung von sog. Hybridwerkstoffen stellt insbesondere für die Verbindungs- und Verklebungstechnik eine Herausforderung dar.
Analog zu anderen Branchen gewinnen generative Fertigungstechniken auch für die Holztechnologie zunehmend an Bedeutung. Abschließend werden sog. additive Fertigungsverfahren für die Holztechnologie besprochen.

Teil Mundigler:
Der Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit Fertigungsverfahren zur Herstellung aus biobasierten und synthetischen Polymerwerkstoffen. Vorrangig werden dabei Spritzguss und Extrusion angesprochen.
- Einleitung: Begriffsdefinitionen, Gründe zur Verwendung, Überblick über die Marktsituation
- Biotechnologische Verfahren zur Herstellung von biobasierten Polymerwerkstoffen bzw. biobasierten Monomeren als Ausgangsstoffe: Fermentationsrohstoffe und deren Verfügbarkeit, mikrobiologische und verfahrenstechnische Grundlagen; biotechnologische Herstellung von ausgewählten Produkten (PHAs, Milchsäure und PLA, Succinat/Butandiol und PBS, 1,3 Propandiol und PTT, Biopolyethylen, ...)
- Verarbeitung und Formgebung: Chemische Derivatisierung/Synthese; Formgebung (insbesondere thermoplastische Formgebungsverfahren); Beispiele für Verarbeitungsprozesse aus der Praxis
- Charakterisierung der Materialeigenschaften: Strukturen und Mikrostruktur; mechanische Eigenschaften und dazugehörige Analytik und Messmethoden (Wärmebeständigkeit, Formbeständigkeit, …)
- Biologische Abbaubarkeit und Entsorgung: Materialeigenschaften hinsichtlich Abbaubarkeit; Abbau; Zertifizierung und Kennzeichnung; Analytik; Ökologie; Rechtliche Grundlagen (Anerkennung, Zulassung, Entsorgungstechnologien)

Inhaltliche Voraussetzungen (erwartete Kenntnisse)

Mechanische Technologie des Holzes, Holzphysik

Lehrziel

Teil Müller:
Die/der StudentIn verfügt über ein vollständiges Bild industrieller Formgebungs- bez. Fertigungsverfahren für die Formgebung von Materialien insbesondere für nachhaltige Materialien wie Holz. Die Studierenden können zwischen subtraktiven und additiven Fertigungsverfahren unterscheiden und kennen alle Gruppen der Fertigungs- und Formgebungsverfahren nach DIN 8580 ff. Bekannte und in der Vorlesung neu vorgestellte Verfahren können den 6 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren zugeordnet werden.

Teil Mundigler:
Die Studierenden können die Begriffe "biobasiert", "biologisch abbaubar" und "kompostierbar" unterscheiden und Materialien entsprechend zuordnen. Sie können die wichtigsten biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen benennen und deren Herstellungsverfahren und Eigenschaften beschreiben. Außerdem sind sie in der Lage, aktuelle Entwicklungen und Diskussionen zu biobasierten Materialien kritisch zu beurteilen. Die wesentlichen Verfahren zur Verarbeitung sowie die Methoden zur Beurteilung der Materialeigenschaften sind bekannt. Die Studierenden sind mit den chemischen, biologischen, technischen, ökologischen und rechtlichen Aspekten der biologischen Abbaubarkeit von Werkstoffen vertraut und können dieses Wissen auch in der Praxis anwenden.
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