Lehrveranstaltungen | Themen für studentische Arbeiten
Lehrveranstaltungen
Grundlagen der Fertigungstechnik (4. TS) Bachelor
| Kursnummer: | MB 21.403 |
| Dozent: | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jens Wulfsberg |
| Studiengang: | Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen |
| Termin: | Herbsttrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: |
Übung 1 – Rundgang durch die Fertigung Übung 2 – Kostenrechnung – Maschinenstundensatz Übung 3 – Kostenrechnung – Fertigungskosten Übung 4 – Schnittgeschwindigkeit – kostenoptimal Übung 5 – Schnittgeschwindigkeit – bearbeitungsoptimal Übung 6 – Umformtechnik Übung 7 – Gießen Übung 8 – Zerspantechnik Übung 9 – Zerspantechnik II Übung 10 – Laser |
Fertigungssysteme Roboter (9.TS) Master
| Kursnummer: | MB 09234 |
| Dozent: | Dr.-Ing. Dennis Derfling |
| Studiengang: | Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master WI: Produktentstehung |
| Termin: | Frühlingstrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: | 1. Einführung in die Industrierobotik
1.1 Abgrenzung 1.2 Industrieroboteranwendungen 1.3 Kinematik 1.4 Bauformen 1.5 Historie 1.6 Statistische Daten zum weltweiten Robotereinsatz 2. Die Spezielle Euklidische Gruppe 2.1 Gruppen 2.2 Untergruppen 2.3 Mannigfaltigkeiten 2.4 Homogene Transformationen 2.5 Frames 2.6 Parametrisierungen der SE(3) 2.7 Bezugskoordinatensystem 2.8 Übungsaufgaben 3. Vorwärts- und Rückwärtstransformation 3.1 Orientierte Raumgeraden 3.2 Vorwärtstransformation 3.3 Rückwärtstransformation 4. Robotergenauigkeit 5. Geschwindigkeitskinematik 5.1 Geschwindigkeit im neutralen Element 5.2 Geschwindigkeiten in beliebigen Punkten der SE(3) 5.3 Änderung des Bezugskoordinatensystems 5.4 Rotationsgeschwindigkeit ω 5.5 Geschwindigkeitsvektor ξ 5.6 Jacobimatrix 5.7 Singularitäten 5.8 Vorwärtstransformation von Gelenkmomenten 5.9 Übungsaufgaben 6. Bewegungssteuerung 6.1 Antriebsregelung 6.2 Harmonic-Drive-Getriebe 6.3 Konzept der Bahnplanung, Bewegungsarten 6.4 Bewegungsart Point-To-Point 6.5 Bewegungsart Continuous-Path 7. Roboterprogrammierung 7.1 Steuerungsarchitektur von Robotern und Roboterzellen 7.2 Programmierverfahren |
Additive Fertigungsverfahren (9.TS) Master
| Kursnummer: | MB 09201 |
| Dozent: | Prof. Dr.-Ing. Frank Mantwill Prof. Dr.-Ing. Jens-P. Wulfsberg Prof. Dr.-Ing. Rainer Bruns |
| Termin: | Frühlingstrimester |
| Inhalt/Beschreibung: |
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| Die aktuell gültige Fassung des Modulhandbuchs ist im Campusmanagement-System der HSU zu finden (Veranstaltungsnummer: 2192011) |
Fabrikorganisation (9. TS) Master
| Kursnummer: | MB 09235 |
| Dozent: | Univ. -Prof. Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg |
| Studiengang: | Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master WI: Produktentstehung |
| Termin: | Frühlingstrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: | • Formen der Organisation im Gesamtunternehmen, Aufbau und Ablauforganisationen• Formen der Organisation in der Produktion, klassische Formen, dezentrale Formen
• Anknüpfung an die Produktentwicklung und die dort verwendeten Methoden • Grundlagen des betrieblichen Informationssystems zur Fertigungsauftragsabwicklung • Arbeitsvorbereitung und Arbeitsplanung, Methoden und Vorgehensweisen • Produktionsplanung und Steuerung, Methoden und Vorgehensweisen • EDV-System zur Produktionsplanung und Steuerung Gliederung-Fabrikorganisation 1. Einführung 1.1 Produktion im Wandel 1.2 Moderne Produktionskonzepte 1.3 Neue Unternehmensmodelle 2. Das Unternehmen 2.1 Struktur 2.2 Organisation 2.3 Funktion 3. Organisation der Produktion 3.1 Ziele 3.2 Interessengruppen 3.3 Organisationstypen 4. Vorbereitung der Produktion 4.1 Kurzfristig 4.1.1 Arbeitsplanung 4.1.2 Arbeitsplanerstellung 4.1.3 rechnergestützte Arbeitsplanerstellung 4.2 Langfristig 4.2.1 Investitionen 4.2.2 Fabrikplanung 4.2.3 Arbeitsplatzgestaltung 5. PPS 5.1 Grundlagen 5.1.1 Einbindung der PPS ins betriebliche Umfeld 5.1.2 Funktionen der PPS 5.1.3 Zielsysteme der PPS 5.2 Produktionsplanung 5.2.1 Produktionsprogrammplanung 5.2.2 Mengenplanung 5.2.3 Termin- und Kapazitätsplanung 5.3 Produktionssteuerung 5.3.1 Auftragsveranlassung und Auftragsüberwachung 5.3.2 Strategien und Verfahren der Fertigungssteuerung 6. Open Production |
Mikrofertigungstechnik (9/10. TS) Master
| Kursnummer: | MB 09232 |
| Dozent: | Univ. -Prof. Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg |
| Studiengang: | Master MB: Produktentstehung und Logistik (9. TS); Master WI: Produktentstehung und Produktion |
| Termin: | Frühlingstrimester/Herbsttrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: |
1. Einleitung a. Bedeutung der Mikroproduktion b. Wirtschaftliche Aspekte der Mikroproduktion c. Definition, Größenbereich, Verfahrenswelten d. Abgrenzung zur Nanotechnik 2. Werkstoffe der Mikrotechnik 3. Mikrosystemtechnik a. Waferherstellung b. Lithografie c. LIGa d. Silizium‐Mikromechanik 4. Physikalische Eigenschaften von Mikrostrukturen a. Einführung b. Ähnlichkeitsmechanik c. Größeneffekte i. Physikalische Effekte ii. Struktureffekte iii. Beispiel: Größeneffekte bei Mikrospanbildung 5. Mikroumformen a. Mikromassivumformen i. Grundlagen Umformen ii. Prozesskette laserunterstütztes Mikromassivumformen 1. Werkzeugherstellung 2. Versuchseinrichtung 3. Bearbeitungsergebnisse a. Simulation 4. Ähnlichkeitsgerechtes Skalieren 5. Größeneffekte b. Mikrotiefziehen i. Grundlagen Tiefziehen ii. Prozess iii. Bearbeitungsbeispiele 6. Mikrourformen a. Mikro‐Rapidprototyping Modul 7 i. Stereo‐Lithografie ii. Laser‐Sintern b. Mikro‐MIM, CIM, Guss 7. Mikrotrennen a. Funkenerosion i. Verfahrensbeschreibung ii. Maschinentechnik iii. Verfahrensvarianten iv. Beispiele b. Thermisches Entgraten c. Chemisches Abtragen d. Elektrochemisches Abtragen (ECM) e. Vergleich ECM und Funkenerosion f. Galvanotechnik 8. Werkzeugmaschinen für die Mikrofertigung a. Konventionelle Mikrowerkzeugmaschinen i. Elemente der Werkzeugmaschinen ii. Spannmittel iii. Prozessintegration in der Werkzeugmaschine iv. Beispiele angepasster Sensorik zur Prozessüberwachung b. Kleine Mikrowerkzeugmaschinen i. Stand der internationalen Forschung (Japan/ Finnland /HSU) ii. Gruppenarbeit: Erarbeitung von statischen, dynamischen, thermischen, ökologischen und ökonomischen Effekten iii. Square Foot Manufacturing 1. Konzept 2. Entstehung 3. Realisierung – Beispiele aktueller Forschung |
Fertigungssysteme Werkzeugmaschinen (10. TS) Master
| Kursnummer: | 21.1034; MB 10233 |
| Dozent: | Univ. -Prof. Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg |
| Studiengang: | Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master WI: Produktentstehung, Produktion |
| Termin: | Herbsttrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: | • Definitionen, Historie der Werkzeugmaschinen• Wirtschaftliche Bedeutung des Werkzeugmaschinenbaus
• Beurteilung von Werkzeugmaschinen nach Haupttechnologie, Fehlertechnologie, Wirtschaftlichkeit, Ergonomie/Ökologie • Gliederung der Werkzeugmaschinen nach 69651 (Urformen, Umformen, Trennen, …) • Elemente und Achsen der Werkzeugmaschinen • Statische, dynamische, thermische Einflüsse auf die Genauigkeit • Wegmesssysteme und Lageregelkreise in Werkzeugmaschinen • Führungsarten und Fugenverhalten • Antriebe, Steuerungen und Programmierung (WOP, CAM,…) • Systemtechnik für Spannen und Wechsel von Werkzeugen und Werkstücken • Sensorik zur Prozessüberwachung und Prozessregelung im Arbeitsraum der Werkzeugmaschinen • Maschinen zur Komplettbearbeitung, Bearbeitungszentren, Mehrtechnologiemaschinen, Mehrmaschinenkonzepte • Universalität, Flexibilität, Modularität, Rekonfigurierbarkeit Gliederung 1 Einführung 1.1 Historische Entwicklung 1.2 Wirtschaftliche Bedeutung 1.3 Definition und Aufbau einer Werkzeugmaschine 1.4 Werkzeugmaschine in der Produktion 2 Arten von Werkzeugmaschinen 2.1 Urformende Werkzeugmaschinen 2.2 Umformende Werkzeugmaschinen 2.2.1 Weggebundene umformende WZM 2.2.2 Arbeitsgebundene umformende WZM 2.2.3 Kraftgebundene umformende WZM 2.3 Trennende Werkzeugmaschinen 2.3.1 Schneidmaschinen 2.3.2 Spanende WZM mit geometrisch bestimmter Schneide 2.3.3 Spanende WZM mit geometrisch unbestimmter Schneide 2.3.4 Abtragende WZM 3 Betten und Gestelle 3.1 Statisches Verhalten 3.2 Thermisches verhalten 3.3 Dynamisches Verhalten 4 Führungen und Lagerungen 4.1 Wälzführungen und –lagerungen 4.2 Hydrodynamische Führungen und Lagerungen 4.3 Hydrostatische Führungen und Lagerungen 4.4 Aerostatische Führungen und Lagerungen 5 Antriebe und Steuerungen 5.1 Antriebe 5.1.1 Motoren 5.1.2 Mechanische Übertragungselemente 5.1.3 Direktantriebe 5.2 Steuerungssysteme 5.2.1 Speicherprogrammierte Steuerung 5.2.2 CNC-Steuerung 5.3 Antriebsregelung 5.3.1 Grundlagen der Regelungstechnik 5.3.2 Lagerregler 6 Beurteilung und Messung von und in Werkzeugmaschinen 6.1 Einteilung der Messverfahren 6.2 Weg- und Winkelmesssysteme in Werkzeugmaschinen 6.3 Messsysteme für Werkstück- und Werkzeugmessung in WZM 6.4 Beurteilung von Werkzeugmaschinen 6.4.1 Erfassung von geometrischen und kinematischen Abweichungen 6.4.2 Messtechnische Erfassung von Verlagerungen durch statische und dynamische Einflüsse 6.4.3 Prüfwerkstücke 7 Trends und neue Verfahren Übung Übung 1 – Mechanische Pressen Übung 2 – Stationäre Wärmeleitung Übung 3 – Regeneratives Rattern und Stick & Slip Übung 4 – Hydrostatische Führung und Linearabtrieb Übung 5 – Lageregelung |
Ingenieurwissenschaftliche Methoden der Qualitätssicherung und der Sicherheit/Zuverlässigkeit (10. TS) Master
| Kursnummer: | MB 10236 |
| Dozent: | Univ. -Prof. Dr. -Ing Jens P. Wulfsberg |
| Studiengang: | Master MB: Produktentstehung und Logistik; Master WI: Produktentstehung |
| Termin: | Herbsttrimester |
| Literatur: |
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| Inhalt/Beschreibung: | Definitionen, Einordnung der Qualitätssicherung und Sicherheit/Zuverlässigkeit im Maschinenbau, Einheiten im Qualitätsmanagement
Normen zu QM-Systemen QM-Führungselemente, QM-Ablaufelemente, QM-Aufbauelemente Methoden des Qualitätsmanagements: QFD, FMEA, SPC, weitere Schädigung und Versagen technischer Gebilde Statistische Verteilungsfunktionen Ausfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der Zeit Fehlerbaumanalyse Methoden der Zuverlässigkeitsplanung |
Studentische Arbeiten
Die folgenden Themen stellen nur einen Überblick über mögliche Fragestellungen dar. Viele weitere Themen sind nach Absprache möglich. Bitte sprechen Sie einfach die wissenschaftlichen Mitarbeiter oder Prof. Wulfsberg direkt an.
Shell Eco Marathon Wettbewerb
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Tobias Redlich & Mohammed Omer
Aufruf zum Shell Eco Marathon Wettbewerb
Hast du Interesse daran, ein eigenes Fahrzeug zu entwerfen und bauen? Hast du Leidenschaft an der Mitgestaltung der Zukunft der Mobilität? Das ist deine Chance!
Die HSU möchte an dem Shell Eco Marathon teilnehmen. Jedes Jahr lädt Shell Schüler und Studenten aus aller Welt ein um an einem der weltweit größten Effizienzwettbewerbe rund um die Mobilität teilzunehmen. Das globale akademische Programm bringt Studenten der Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwissenschaften und Mathematik (STEM) zusammen, um einige der energieeffizientesten Fahrzeuge der Welt zu entwerfen, zu bauen und zu betreiben. Alles im Namen der Zusammenarbeit und Innovation, da die klugen Ideen der Studenten dazu beitragen, eine kohlenstoffärmere Zukunft für alle zu gestalten. Derzeit gibt es kein Team aus Hamburg, und wir wollen die HSU auf der Weltbühne präsentieren!
Wir suchen motivierte Studenten, die bereit sind, auf den Traum von der Entwicklung eines eigenen Elektrofahrzeugs hinzuarbeiten. Ein Auto von Grund auf bis zur Straßenreife zu bauen, ist eine ingenieurtechnische Herausforderung, bei der du lernen wirst, im Team zu arbeiten, ein Projekt unter Zeit-, Kosten- und Terminvorgaben zu realisieren und innovative Lösungen für technische Probleme zu finden. Dies ist eine einmalige Gelegenheit, die Theorie in die Praxis umzusetzen und etwas Einzigartiges zu schaffen.
Wir streben die Teilnahme an der Kategorie „Electric Urban Concept“ an, in der sich die Teams mit dem Fahren in der Stadt befassen sollen. Diese Fahrzeuge sind vom Aussehen her näher am Pkw. Sie müssen so gebaut werden, dass die menschlichen Bedürfnisse wie Fahrerkomfort und Platz für Gepäck berücksichtigt werden, und sie müssen straßentaugliche Spezifikationen wie vier Räder und einen Scheibenwischer haben. Es ist eine Herausforderung für die Teams, mit diesen zusätzlichen Pflichtelementen eine maximale Energieeffizienz zu erreichen.
Der Bau eines Elektroautos kann in mehrere Teilsysteme unterteilt werden. Einige dieser Subsysteme können von einem oder mehreren Studenten übernommen werden. Das Schöne an dem Projekt ist, dass du etwas Neues entwerfen, entwickeln und bauen könntest, während du im Team arbeitest, was dir unbezahlbare Teamwork-Fähigkeiten vermittelt. Einige Rollen für das Projekt, die besetzt werden müssen, sind unten aufgeführt. Jedes dieser Themen könnte zu Bachelor-/Masterarbeitsthemen weiterentwickelt werden, darüber hinaus könntet ihr auch eure eigenen Ideen vorschlagen.
1) Karosserie-Design / Aero
2) Antriebsstrang Entwicklung
3) Räder Entwicklung
4) Auslegung der Bremsanlage
5) Lenkungssystem
6) Batterie (Pack)-Entwicklung
7) Batterie-Management-System Design
8) Motorsteuerung Entwicklung
9) Software-Entwicklung
11) Fertigung (in eigenes Open lab mit z.b. Fräsmaschine, 3D-Drucker, Laser Cutter usw.)
12) Beschaffung (so viel wie möglich lokal sourcen)
13) Projektleitung
14) Marketing, Sponsoring & Soziale Medien
15) Website-Gestaltung
16) Autonome Fahrzeugentwicklung
Alle Konstruktionsaufgaben können mit einer Literaturrecherche, dem Entwurf, der Materialauswahl, Simulationen und Analysen, dem Prototyping, dem Testen und der Fertigung beginnen.
Ein Beispiel für Bachelor-/Masterarbeitsthemen:
1) Design und Entwicklung eines effizienten Elektromotors (z. B. ein in die Nabe integrierter Elektromotor)
2) Entwicklung eines autonomen Fahrzeugs – Einsatz von Lidar und Kameras, um ein vollständig autonomes Fahrzeug zu bauen
3) Einsatz von Computational Fluid Dynamics zur Konstruktion eines aerodynamischen und kraftstoffeffizienten Fahrzeugprototyps
Jede der Aufgaben innerhalb des Projekts sind miteinander verknüpft, was bedeutet, dass alle Studenten in einem Team zusammenarbeiten müssen. Das Konzept ist dem Formula Student Wettbewerb, an dem die HSU bereits teilnimmt, sehr ähnlich. Ziel ist es hier jedoch, ein Auto zu bauen, das das Potenzial hat, straßentauglich zu sein. Auch bei der Herstellung des Autos soll auf Nachhaltigkeit geachtet werden und die Möglichkeit bestehen, es im eigenen Haus im HSU Open Lab zu fertigen.
Open Source Hardware (Innovationsprozesse, Geschäftsmodelle)
Ansprechpartner: Dipl-Ing. Manuel Moritz, MBA
Strategiekonzept zu Open Source Hardware Produktentwicklung
Ansprechpartner: Dipl-Ing. Manuel Moritz, MBA
Innovation Communities / Crowdsourcing (User dynamics, roles, design)
Ansprechpartner: Dipl-Ing. Manuel Moritz, MBA
Decentralized and open value creation in a FabCity (Wertschöpfungsmodell)
Ansprechpartner: Dipl-Ing. Manuel Moritz, MBA
Filament Herstellung aus Rein- und Recyclingmaterial Prozessparameterstudie
Ansprechpartner: KptLt Sascha Hartig, M.Sc.
Ziel der Arbeit ist die Herstellung von Filament auf der Filamentextrusionsanlage der Firma 3devo. Diese kann ab Anfang Mai voraussichtlich in Betrieb genommen werden. Dabei geht es um die Herstellungsparameter und deren Einfluss auf das erzeugte Produkt(Hier gibt es schon sehr viele Vorgaben vom Hersteller). Mittels des Filaments werden Testgeometrien gedruckt und verschiedenen Materialtests unterzogen.
Anschließend folgt die Herstellung von Filament aus Recyclingmaterial. Hierzu wird sortenrein Material geschreddert, getrocknet und zu Filament verarbeitet. Hier geht es auch um die Herstellungsparameter. Ein weiteres Kernstück der Arbeit ist die Erstellung eines automatisierten Materialtestverfahrens, um zeitsparend ein große Anzahl von Materialproben zu testen.
Verschleißuntersuchung an 3D Druckern im Schock- und Vibrationszentrum der WTD 71
Ansprechpartner: KptLt Sascha Hartig, M.Sc.
Stoffströme in der Fab City
Ansprechpartner: Lennart Hildebrandt, M.Sc.
Urbane (Metropol-)Regionen haben einen ständigen Bedarf an unterschiedlichen Verbrauchs- und Hilfsstoffen (z.B. Wasser, Elektrizität). Viele dieser Stoffe werden nicht lokal hergestellt oder bezogen, sondern importiert und als Abfallprodukt exportiert. Doch um welche Stoffe handelt es sich dabei? In Dieser Arbeit geht es um die Analyse der eingehenden und ausgehenden Stoffströme aus der Metropolregion Hamburg und um das Aufzeigen von Handlungsalternativen für die Fab City.
Mehrwertanalyse in der Fab City
Ansprechpartner: Lennart Hildebrandt, M.Sc.
Durch die urbane Produktion und das Maker Movement gibt es heutzutage Möglichkeiten zur bedarfsorientierten Herstellung von angepassten Konsumgütern. Dies führt zu unterschiedlichen ökologischen, ökonomische und sozialen Mehrwerten. In dieser Arbeit geht es um die Analyse von gesellschaftlichen und unternehmerischen Mehrwerten durch die Produktion im urbanen Raum und in einer Fab City.
Letzte Änderung: 8. Oktober 2021