Ausbildungsleitertagung - Vorstellung Werkstofflabor - Prof. Dr.-Ing. Johannes Moosheimer DHBW Stuttgart Mechatronik

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1 Ausbildungsleitertagung - Vorstellung Werkstofflabor - Prof. Dr.-Ing. Johannes Moosheimer DHBW Stuttgart Mechatronik File: _Vorstellung_WerkstofflaborDHBW 1 Werkstoffkunde Modulbezeichnung: T2M1101 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 2

2 Ausstattung des Werkstofflabors Universal-Zug-Druck-Biege-Maschine Kerbschlagbiegemaschine Mit inkrementellem Wegmesssystem 3 Ausstattung des Werkstofflabors Dauerschwing-Maschine Härteprüfmaschine (Rockwell, Brinell, Vickers) 4

3 Ausstattung des Werkstofflabors Shorehärte-Prüfgerät Kugeldruckhärte-Prüfgerät 5 Labororganisation 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 6

4 Zugversuch Prüfung Festigkeit, Verformbarkeit, Steifigkeit Zugversuch DIN EN Methode: Messung des Kraft-Weg-Zusammenhangs Proben aus: Messing, Kupfer, Stahl, Aluminium 7 Zugversuch Prüfung Festigkeit, Verformbarkeit, Steifigkeit Zugversuch DIN EN Ergebnis: Spannungs-Dehnungsdiagramme, mit Ablesung der charakteristischen Werkstoffkennwerte - 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 8

5 Kerbschlagbiegeversuch Prüfung der Zähigkeit nach Charpy DIN EN Proben aus identischem Stahlmaterial mit unterschiedlicher Wärmebehandlung (kaltverformt, normalisiert, vergütet) 9 Kerbschlagbiegeversuch Prüfung der Zähigkeit nach Charpy DIN EN Ergebnis: Wärmebehandlung hat starken Einfluss auf die Zähigkeit von Stahl Je höher die Zähigkeit, desto mehr Arbeit wird bei der Verformung aufgenommen - Vertiefung Einfluss der Wärmebehandlung auf die Materialeigenschaft - Vorgehen zur Bestimmung der Kennzahlen 10

6 Härteprüfung nach Brinell, Vickers, Rockwell Bestimmung der Eindringtiefe Prüfung der Härte von Metallen an Härtevergleichsplatten Vickers mit Diamantpyramide Brinell mit Hartmetallkugel Bestimmung der Eindruckoberfläche Rockwell mit Diamantkegel oder Kugel - Praktische Erfahrung mit Werkstoffkennwert Härte (Bezeichnungen) - Erarbeitung Methodenverständnis und Unterscheidung der Prüfverfahren 11 Härteprüfung nach Shore Prüfung der Härte von Elastomeren (Gummi) Shore-Härteprüfung mit gehärteter Stahlnadel (Kegelstumpf, Spitzkegels) Bestimmung der Eindringtiefe unter Last - Praktische Erfahrung mit Werkstoffkennwert Härte - Erarbeitung Methodenverständnis 14

7 Kunststofflabor 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 Spritzprobe für Untersuchungen 15 Kunststofflabor Ergebnis: Spannungsdehnungsdiagramme, Energieaufnahmen Kerbschlagbiegeversuch Kriechversuch Kurzzeitzugversuch - 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 16

8 Vorstellung des Werkstofflabors Danke für Ihre Aufmerksamkeit Für Fragen stehe ich gerne zur Verfügung 19