Master of Science (M.Sc.)Ressourceneffizienz im Maschinenbau

Energieeffizienz

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion -Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule
Empfohlen: Grundkenntnisse auf den Gebieten W?rme- und Str?mungstechnik. Grundkenntnisse in MS Excel. 

Gesamtziele:
Vertieftes Verst?ndnis des Begriffes Nachhaltigkeit. Vertieftes Verst?ndnis thermodynamischer Zusammenh?nge zur Ermittlung und Verbesserung der Effizienz energieintensiver Prozesse. F?higkeit zur Analyse und Berechnung von Prozessen und Systemen mit chemischen Reaktionen, F?higkeit der Durchführung von Energieeffizienzanalysen mittels des Exergiekonzepts.

Inhalt:
Thermodynamische Modellierung von Systemen und Prozessen, Entropie- und Exergiekonzept, Nachhaltigkeit mit Anwendungsbeispielen
a) Nachhaltigkeit: Definition und Bereiche der Nachhaltigkeit, Nachhaltigkeit und Energie, Energiequellen und Wandlungsprozesse, Treibhausgasproblematik.
b) Energiebewertung: Beschreibung und Auslegung von thermodynamischen Prozessen und Kreisprozessen mittels des Entropie- und Exergiekonzeptes. Optimierung von W?rmeprozessen mittels des Exergiekonzeptes.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Gemeinsame Klausur (90 Minuten) für a) und b), sowie unbenotete Hausarbeit für die Lehrveranstaltung a)

Leichtbauwerkstoffe und ressourceneffiziente Fertigung

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule

Gesamtziele:
Die Inhalte in diesem Modul vermitteln ein detailliertes Wissen über hochfeste Eisenwerkstoffe wie moderne hochfeste St?hle, Leichtmetalle und Faserverbundwerkstoffe und deren Eigenschaften und Fertigung im Hinblick auf die Fertigung und Anwendung in Leichtbaukonstruktionen. Anhand von Fallbeispielen wird die Umsetzung des Stoffes vertieft. Vermittlung von Kenntnissen der ressourceneffizienten Fertigung, Betrachtung von Prozessketten, Vertiefung wichtiger (neuer) ressourceneffizienter Verfahren der Zerspanungs-, Umform-, Laser-, Kunststofftechnik, Betrachtung des Zusammenhanges der Verfahren und der Maschinen, Betrachtung der Bearbeitung von modernen Leichtbauwerkstoffen.

Inhalt:
a) Leichtbauwerkstoffe mit Case Study: Metallische Leichtbauwerkstoffe mit Case Study, Verbundwerkstoffe
b) Zerspanungstechnik: Grundlagen der Hartbearbeitung, hocheffiziente Verfahren der Hartbearbeitung, Umsetzung der Verfahren, am Beispiel der spanenden Werkzeugmaschinen
c) Umform- und Lasertechnik: Grundlagen der Plastizit?tstheorie zum besseren Verst?ndnis des Werkstoffverhaltens. Grundlagen der Lasertechnik, Prozesskette Karosserieteile, Prozesskette Blechteile, Prozesskette Rohr, Ressourceneffizienz/Neuentwicklungen:
d) Kunststofftechnik: Grundlagen der Extrusions- und Spritzgie?technik, Energiesparende Anlagentechniken, Ressourcensparendes Design von Spritzgie?teilen, M?glichkeiten und Grenzen des Recyclings im Fertigungsprozess. Kunststofffertigungsverfahren für Ressourcenschonende Anwendungen Sheet Moulding Compound (SMC) und Resin Transfer Moulding (RTM) Fügetechniken (Kleben..) für Multimaterialdesigns Technologie- übergreifende Betrachtung der Be- und Verarbeitung von modernen Leichtbau- Werkstoffen wie GFK, CFK, usw.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Klausur (60 Minuten) für a), sowie Studienarbeit für die Lehrveranstaltung Case Study. Gemeinsame Klausur (120 Minuten) für b), c) und d).

Mechanische und elektrische Antriebstechnik

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule
Empfohlen: Allgemeiner Maschinenbau, Entwicklung, Konstruktion, Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik, Grundlagen der Regelungstechnik, Grundlagen der Antriebstechnik

Gesamtziele:
a) Analytische Mechanik: Die 球探比分网den erlernen Methoden zur Analyse von komplexen dynamischen Systemen mit Methoden und Formalismen der h?heren Technischen Mechanik.
b) Effiziente mechanische Antriebselemente: Die 球探比分网den erlernen die Konstruktion, Auslegung und Gestaltung effizienter mechanischer Antriebe und deren Komponenten, sowie deren Umsetzung und Analyse.
c) Elektrische Antriebs- und Sensorsysteme: Vermittlung von Kenntnissen im Bereich von Antriebs- und Sensorsystemen und Vorstellung der Funktionsprinzipien der verschiedenen elektrischen Maschinen und der zugeh?rigen Sensorsysteme. Die 球探比分网den sollen in die Lage versetzt werden, für eine Antriebsaufgabe den geeigneten Antrieb, die geeigneten Sensoren und die ben?tigten leistungselektronischen Stellglieder unter der Berücksichtigung des Gesamtwirkungsgrades ausw?hlen. Des Weiteren k?nnen Sie die notwendigen regelungstechnischen Strukturen erstellen und parametrieren.
d) Regelsysteme im Zustandsraum: Vermittlung von Kenntnissen über den Aufbau und die Funktion von Zustandsregelsystemen für die Regelung von Mehrgr??ensystemen, wie sie in der modernen Maschinentechnik zum Einsatz kommen. Der 球探比分网de wird in die Lage versetzt eine Zustandsregelung von der Konzeption über den Entwurf bis zur Umsetzung zu verwirklichen.

Inhalt:
a) Analytische Mechanik: Prinzip der virtuellen Arbeit in der Statik, Prinzip der virtuelle Arbeit in der Kinetik, Lagrange Formalismus, Variationsprinzip in der Mechanik, Nummerische Mechanik
b) Effiziente mechanische Antriebselemente: Getriebelehre: Analyse ebener Mechanismen, Kegelradgetriebe: Auslegung, Berechnung, Konstruktion, Umlaufgetriebe: verschiedene Varianten, Auslegung, Berechnung, Wirkungsgrad, Anwendung, Konstruktion
c) Elektrische Antriebs- und Sensorsysteme: ?bersicht über die elektrischen Maschinen, Feldorientierte Regelung von Drehfeldmaschinen, Leistungselektronische Stellglieder und Modulationsverfahren, Regelung von elektrischen Antrieben und die hierzu ben?tigten Sensorsysteme
d) Regelsysteme im Zustandsraum: Beschreibung dynamischer Systeme im Zustandsraum, Zustandsrückführung und Führungsgr??enaufschaltung, Entwurfsmethoden für Zustandsregler wie Polvorgabe und Optimale Regelung (LQ-Regler), Zustandsregelung mit Integral-Regler, Zustands-Beobachter.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Gemeinsame Klausur (90min) für a) und b), sowie Testat (TE) für b)
Gemeinsame Klausur (90min) für c) und d)

Mathematische Methoden

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule

Gesamtziele:
Schaffung eines gemeinsamen mathematischen Fundaments für die 球探比分网den des Studiengangs.

Inhalt:
Weiterführende Themen der Matrizenrechnung (Eigenwerte, Definitheit, ggf. Normen und Konditionszahlen): Mehrdimensionale Analysis (insbesondere Extremwertberechnung), Reihenentwicklungen: Taylorreihen, Fourierreihen, Ausgew?hlte Themen aus der Numerik: Lineare Gleichungssysteme (z.B. Jacobi- und Gau?-Seidel-Verfahren, Gradientenabstiegsverfahren), Anfangswertprobleme gew?hnlicher Differenzialgleichungen (z.B. Runge-Kutta-Verfahren); evtl. Randwertprobleme (z.B. Schie?verfahren, finite Differenzen, finite Elemente).

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Klausur (90 Minuten)

Entwicklungs- oder Forschungsprojekt 1

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule

Gesamtziele:
Kompetenz zur Mitarbeit in einem Team. ?bernahme von Führungsverantwortung.

Inhalt:
Mitarbeit in einem Projektteam aus mehreren 球探比分网den und wissenschaftlichen Mitarbeitern der Hochschule.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Projektbericht (Schriftliche Dokumentation einer Projektarbeit vom Arbeitsumfang 125 h), Mündliche Abschlusspr?sentation

Anwendung 1*

W?hlbare Anwendungen sind zum Beispiel:
Energiewandlung, -speicherung und –systeme
?kologische Konstruktion
Leichtbau
Wissenschaftliche Methodenkompetenz
Tribologie und Funktionale Oberfl?chen
Modellbildung und Simulation technischer Systeme
Robotersysteme
Industrie 4.0 und maschinelles Lernen in der Produktionstechnik
Designorientiertes Entwickeln im Maschinenbau

Anwendung 2*

W?hlbare Anwendungen sind zum Beispiel:
Energiewandlung, -speicherung und –systeme
?kologische Konstruktion
Leichtbau
Wissenschaftliche Methodenkompetenz
Tribologie und Funktionale Oberfl?chen
Modellbildung und Simulation technischer Systeme
Robotersysteme
Industrie 4.0 und maschinelles Lernen in der Produktionstechnik
Designorientiertes Entwickeln im Maschinenbau

Anwendung 3*

W?hlbare Anwendungen sind zum Beispiel:
Energiewandlung, -speicherung und –systeme
?kologische Konstruktion
Leichtbau
Wissenschaftliche Methodenkompetenz
Tribologie und Funktionale Oberfl?chen
Modellbildung und Simulation technischer Systeme
Robotersysteme
Industrie 4.0 und maschinelles Lernen in der Produktionstechnik
Designorientiertes Entwickeln im Maschinenbau

Anwendung 4*

W?hlbare Anwendungen sind zum Beispiel:
Energiewandlung, -speicherung und –systeme
?kologische Konstruktion
Leichtbau
Wissenschaftliche Methodenkompetenz
Tribologie und Funktionale Oberfl?chen
Modellbildung und Simulation technischer Systeme
Robotersysteme
Industrie 4.0 und maschinelles Lernen in der Produktionstechnik
Designorientiertes Entwickeln im Maschinenbau

Arbeits-, Vertrags-, Produkthaftungs- und Patentrecht

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule
Empfohlen: Interesse an rechtlichen Fragestellungen

Gesamtziele:
Die Teilnehmenden lernen und verstehen das patentrechtliche und technische Zusammenspiel in einer Firma sowie die relevante rechtliche Systematik in Bezug auf industrielle Produkthaftungsrisiken.

Inhalt:
Arbeits-, Vertrags-, Produkthaftungsrecht: Deutsches und europ?isches Vertragsrecht, Produkthaftungsrecht und Produkt Sicherheitsrecht sowie deutsches und europ?isches Umweltrecht
Patentrecht: Deutsches, europ?ischen und internationalen Patent-, Gebrauchsmuster- und Geschmacksmusterrecht, Deutschen Arbeitnehmererfindergesetz

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Mündliche Prüfung (15 Minuten).

Entwicklungs- oder Forschungsprojekt 2

Voraussetzungen:
Abschluss eines grundst?ndigen Studiums an der Hochschule Esslingen in Maschinenbau, Entwicklung und Konstruktion, Maschinenbau, Entwicklung und Produktion oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs einer anderen Hochschule

Gesamtziele:
Kompetenz zur Mitarbeit in einem Team. ?bernahme von Führungsverantwortung.

Inhalt:
Mitarbeit in einem Projektteam aus mehreren 球探比分网den und wissenschaftlichen Mitarbeitern der Hochschule.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Projektbericht (Schriftliche Dokumentation einer Projektarbeit vom Arbeitsumfang 125 h), Mündliche Abschlusspr?sentation