Das Studium Maschinenbau / Entwicklung: Design und Simulation
Bei uns lernen Sie nicht das "reine Konstruieren", sondern wie Produkte entwickelt werden!
Maschinenbau mit dem gewissen Extra
Freihandzeichnung (1. Semester)
Unsere Absolventinnen und Absolventen tragen den Titel Bachelor of Engineering. Wieso? Weil sie Maschinenbau studieren - Maschinenbau mit dem gewissen Extra. Bei uns lernen sie nämlich nicht das reine Konstruieren, sondern wie Produkte entwickelt werden.
- Von der Ideenfindung,
- den ersten Skizzen,
- der konstruktiven Umsetzung im CAD,
- über die Auslegung und Berechnung der Bauteile
- bis hin zu passenden Fertigungsverfahren
bekommen unsere Studierenden einen Einblick in alle Themen rund um den Produktentstehungsprozess!
Als weiteres Highlight entscheiden sich Studierende für einen Schwerpunkt (mehr dazu unten), in welchem sie zusätzlich zu ihren Ingenieur-Grundlagen ergänzendes Wissen in den Bereichen Simulation und Technischem Design sammeln können.
Studienverlauf
Das Bachelor-Vollzeitstudium umfasst sieben Semester. Die ersten drei Semetser bilden das Grundstudium, das mit dem "Vorbachelor" abgeschlossen wird. Mit Beginn von Semester 3 entscheiden sich die Studierenden für ihren Schwerpunkt. Das sogenannte Hauptstudium umfasst Semester 4 bis 7. Dabei findet im fünften Semester das Praktische Studiensemester statt, einem sechsmonatigen Praktikum im In- oder Ausland.
Entwicklungen technischer Produkte brauchen ihre Zeit - nichts entsteht von heute auf morgen, vor allem dann nicht, wenn es gut werden soll. Bei der Planung ist demnach die Zeit ein elementarer Punkt. Dies ist - betrachten Sie ein Studium - allerdings ein Faktor, der Projekte enorm einschränkt: Sie laufen meist innerhalb eines Semesters ab, benötigen eine Einführung und Termine zur Vorstellung und Abgabe der Ergebnisse. Damit haben sie jeweils nur eine Dauer von etwa vier Monaten.
Um dieses Zeitproblem zu minimieren, starten die Studierenden bei uns im Studiengang im zweiten Semester mit einem Projekt und führen dieses kontinuierlich bis zum sieben Semester weiter. Es ist dabei in Teilprojekte untergliedert, die zwar wiederum jeweils nur ein Semester als Zeitfenster haben, jedoch sind Sie ständig in der Thematik und vertiefen oftmals das in der Vorlesungen theoretisch erlernte Wissen live in einem begleitenden Teilprojekt. Das ist unser Konzept des studienbegleitenden Projekts!
Übersicht über Teile des studienbegleitenden Projekts
Im Wintersemester 2014/15 und im Sommersemester 2015 starteten die Studierenden in der Veranstaltung PDM-Labor jeweils mit dem studienbegleitenden Projekt "Unimog".
Folgend stellen wir die (bisherigen) einzelnen Teilprojekte vor. Ein Projektteam besteht jeweils aus knapp 30 Studierenden, wobei alle an einem gemeinsamen Modell arbeiten. Möglich macht dies der Einsatz von Produktdatenmanagementsystemen (PDM-Systeme).
2. Semester: "Spielzeug-Unimog" bestehend aus 10 CAD-Bauteilen
Zu Beginn des zweiten Semesters findet ein 3D-CAD-Grundkurs statt, der die Voraussetzung für das erste Teilprojekt ist. Im zweiten Semester erhalten die Projektteams ein CAD-Basismodell, das zu detaillieren ist. Dabei steht in diesem ersten Schritt die geometrische Ausarbeitung im Vordergund und nicht die funktionale Absicherung des Modells. Es dürfen keine Durchdringungen (Überschneidungen) der Bauteile und keine "fliegenden" Bauteile im Gesamtmodell vorhanden sein.
Im Falle des Unimog-Projekts erhielten die Studierenden als Teilaufgabe die geometrische Ausgestaltung eines Unimogs durchzuführen, der in Originaldimension (Maßstab 1:1) als stark vereinfachtes Modell gegeben wurde. Dieser "Spielzeug-Unimog" bestand lediglich aus zehn grundsätzlichen CAD-Einzelteilen, wie es im Bild nebenan zu sehen ist.
Ebenfalls Teil des ersten Projektsschritts sind Skizzen auf Grundlage des Wissens aus der Vorlesung Freihandzeichnen (Semester 1) zu erstellen, um somit die grundlegenden Ideen für das weitere Vorgehen darzustellen. Beispiele dafür werden im ersten Video unten vorgestellt.
Im dritten Semester findet die Veranstaltung Digitales und Analoges Rendering statt. Im zweiten Video sind digitale Unimog-Renderings zu sehen.
3. Semester: FEM-Berechnung ausgehend von dem CAD-Modell der Unimog-Vorderachse
Ab dem dritten Semester erfolgt dann auch die funktionale Absicherung. Dabei wurden entweder das Gesamtfahrzeug oder einzelne Komponenten/Module mittels Simulationstools hinsichtlich der Funkton überprüft. Diese Inhalte waren Bestandteil von weiteren Teilprojekten, die parallel zur theoretischen Vorlesung erfolgten. Dies war z.B. die Berechnung einzelner verwendeter Maschinenelemente (u.a. Schrauben, Schweißverbindungen, Lagerungen, etc.) oder die Anwendung der Finite Elemente Methode (FEM) zur Durchführung von Festigkeitsberechnungen.
Weitere Überprüfungen erfolgten mit Hilfe der Mehrkörpersimulation (MKS), mit der beispielsweise die Fahrdynamik des Fahrzeuges analysiert werden kann. Ebenfalls wurden Strömungssimulation mit der Technik Computational Fluid Dynamics (CFD) durchgeführt, um Luftströme um oder im Fahrzeug zu simulieren. Dies ist beispielhaft im untenstehenden Video zu sehen.
7. Semester: fertiges RPT-Modell des Unimogs (Wintersemester 2014/15)
Nach weiteren Aufgabenstellungen, wie der Auskonstruktion oder der ergonomischen Gestaltung gewisser Elemente, bestand ein Unimog-Teilprojekt im sechsten bzw. siebten Semester darin, den Unimog als Modell mittels 3D-Druck (Rapid Prototyping-Verfahren Plastic Jet Printing - PJP) herzustellen und zusammenzubauen. Im Sommersemester 2014 wurde dabei als erster Schritt der "Spielzeug-Unimog" im Maßstab 1:50 (siehe Video und Bild unten) und in den folgenden beiden Semestern jeweils die Stände vom Ende des jeweils vorangegangenen zweiten Semesters im Maßstab 1:25 gedruckt (nebenstehende Darstellung).
Das studienbegleitende Projekt umfasst viele Schritte eines ganzheitlichen Produktentwicklungsprozesses. Diese Erfahrungen nutzen den Studierenden in ihrem späteren Berufsleben oder auch schon während dem Studium zum Beispiel bei der Mitarbeit in dem E-Motion Rennteam der Hochschule, die innerhalb eines Jahres jeweils ein Formula Student-Rennwagen entwickeln.
In unserer neuen SPO stehen den Studierenden zwei Schwerpunkte zur Auswahl. Dies ist zwar einer weniger als zuvor, allerdings
- wird der Schwerpunkt jetzt bereits im dritten Semester gewählt.
- wird dadurch eine fundiertere Lehre angeboten.
- stehen viele individuelle Wahlmöglichkeiten zur Verfügung, um die persönlichen Neigungen abzudecken.
Die inhaltlichen Fachbeschriebungen stehen bald als Modulbeschreibungen zur Verfügung!
Berechnung des Luftwiderstandbeiwerts eines Unimogs (7. Semester)
Im Schwerpunkt Simulation werden noch im Grundstudium die bereits erlernten Ingenieur-Grundlagen durch Inhalte wie Thermodynamik sowie Steuerungs- und Regelungstechnik ergänzt. Die Finite Elemente Methode (FEM) zur Berechnung von Bauteilfestigkeiten und Schwingungseigenschaften stellt hier eine erste Simulationsmethode dar. Im Hauptstudium kommen Dynamik-Analysen unter Anwendung von Mehrkörpersimulationen (MKS) hinzu. Komplexe dynamische Systeme aus der Technik sind ohne Simulation kaum zu verstehen oder erfolgreich zu entwickeln. Das hierfür notwendige Wissen wird schrittweise und an konkreten Beispielen erarbeitet. Als dritte Hauptdisziplin wird die Strömungssimulation behandelt, auch als Computational Fluid Dynamics (CFD) bezeichnet. Sie hat das Ziel, strömungsmechanische Probleme näherungsweise mit numerischen Methoden zu lösen. Ein bekanntes Beispiel ist die Berechnung des Widerstandsbeiwerts von Fahrzeugen. Inhalte wie Computeralgebra und Toleranzsimulationen runden das Simulationsspektrum ab.
Studienübersicht des Schwerpunkts Simulation - gültig ab SoSe 2016
Folgende Module sind im Schwerpunkt verankert:
- Thermodynamik
- FEM
- Steuerungs- und Regelungstechnik
- Messtechnik
- Maschinendynamik
- Simulations-Projekt
- Elektrische Antriebe
- Wahlblock Simulation
- Wahlpflichtfächer
Im Grundstudium erlernen Studierende, ergänzend zu den Ingenieur-Grundlagen, alle wichtigen Grundelemente des gestalterischen Entwerfens. Neben einer Einführung in das Produktdesign festigen Sie Ihre Fertigkeiten im Skizzieren und Visualisieren von Produkten. Durch Fächer wie Entwurfszeichnen, Grafik und Plastik erweitern Sie ihr zwei- und dreidimensionales Vorstellungsvermögen. Sie sind somit in der Lage, ganzheitliche Produktentwicklungen von der ersten Idee bis zur Umsetzung zu begleiten.
Im Hauptstudium verwirklichen Sie in anspruchsvollen, praxisnahen Design Projekten Ihre eigenen Ideen mittels Handskizzen, physischen Modellen und CAD-Tools, wie beispielsweise digitale Rendering Techniken oder Freiformflächen. Sie erweitern Ihr Wissen zudem in den Bereichen Farben und Materialien. Anhand technischer und gestalterischer Wahlpflichtfächer setzen Sie Ihre individuellen Schwerpunkte in Bereichen wie Usability oder Ecodesign.
Studienübersicht des Schwerpunkts Technisches Deisign - gültig ab SoSe 2016
Folgende Module sind im Schwerpunkt verankert:
- Grundlagen des Entwerfens
- Grundlagen der Gestaltung
- Gestaltung und Darstellung
- Virtuelle Modellierung
- Industriedesignprojekt
- Wahlblock Technisches Design
- Technische Wahlpflichtfächer
Im sechsten und siebten Semester können Sie zwischen einem der folgenden Schwerpunkte wählen.
Die inhaltlichen Fachbeschreibungen finden Sie jeweils in den Modulhandbüchern (Links).
Folgende Module sind Teil des Schwerpunkts Industrial Design:
Ansprechpartner sind Prof. Gärtner und Prof. Pietzsch.
Folgende Module sind Teil des Schwerpunkts Simulation:
Ansprechpartner sind Prof. Weber und Prof. Weidner
Folgende Module sind Teil des Schwerpunkts Fahrzeugtechnik:
Ansprechpartner sind Prof. Weber und Prof. Gretzschel.
Der Schwerpunkt wird in Kooperation mit dem Studiengang Allgemeiner Maschinenbau angeboten!
Im fünften Semester ist obligatorisch ein sechsmonatiges Pflichtpraktikum im In- oder Ausland vorgesehen.
Sie sammeln bei einer Firma Ihrer Wahl wertvolle praktische Erfahrung und bekommen Einblicke in den Berufsaltag eines Ingenieurs.
Vorbereitungsveranstaltungen im dritten/vierten Semester, ein Praktikumsbericht und eine Präsenatation im sechsten Semester sind Teil des Moduls.
Die Bachelorthesis ist Teil des Curriculums. In der Regel ist die Bachelorthesis die letzte Prüfungsleistung des Studiums.
Sie kann intern oder extern (z.B. in einem Unternehmen) verfasst werden.
Auf dieser Seite finden Sie für den Studiengang speziell angebotene Studien-und Abschlussarbeiten.
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Briefübergabe 2013
... ein sehr junger Studiengang an der für Ingenierwissenschaften bekannten Hochschule auf der Ostalb. Die ersten Einschriebungen wurden zum Wintersemester 2009/10 zugelassen - und somit gab es 2013 unsere ersten Absolventen.
... ein junges, dynamisches Team, bestehend aus sechs Professoren und mehreren Mitarbeitern.
... offen für Verbesserungsvorschläge, wie wir unser Studium weiter optimieren können! Zögern Sie bitte nicht uns dies mitzuteilen. Das Sekretariat empfängt gerne Ihre konstruktive Kritik!