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Bildungsangebot

4.0 Modulbereich 4 im Überblick

Modul 4:Technische Lösungen oder Prozesse optimieren
Zeitrichtwert:280 h
Kompetenzen:

Personale Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler zeigen Bereitschaft, Lösungen oder Prozesse zu optimieren.

Sie reflektieren entwickelte Lösungen oder Prozesse kritisch.

Sie identifizieren Verbesserungspotenziale und leiten zur Optimierung an.

Sie sind in der Lage, Kritik anzunehmen und sachbezogen zu äußern

 

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler optimieren komplexe technische Lösungen oder Prozesse.

Sie identifizieren Optimierungspotenziale aus technischer, wirtschaftlicher und gestalterischer Sicht.

Sie entwickeln Optimierungsvarianten.

Sie vergleichen diese Varianten und bewerten diese vor dem Hintergrund des Optimierungsanlasses.

Sie passen technische Lösungen an die ausgewählten Varianten an.

Sie setzen branchenspezifische Software zur Optimierung technischer Lösungen ein.

Sie beurteilen das optimierte Ergebnis.

Struktur:

(Modulbereiche)

MB 4.1Fertigungsprozesse analysieren, planen und optimieren
MB 4.2Zerspanungsprozesse analysieren, auswählen und deren Einsatz planen
MB 4.3Technisches Englisch anwenden

4.1 - Fertigungsprozesse analysieren, planen und optimieren | FT

Modulbereich:4.1 – Fertigungsprozesse analysieren, planen und optimieren
Kürzel:FT
Übersicht:Die Schülerinnen und Schüler kennen die Fertigungshauptgruppe und vertieft die Verfahren des Ur- und Umformens, sowie des stoffschlüssigen Fügens. Sie kennen die Verfahren zur Stahlherstellung und die legierungsbedingten Einflussfaktoren auf den Werkstoff. Sie beschreiben die Mechanismen, um die Stoffeigenschaften des Werkstoffs zu beeinflussen. Die Schülerinnen und Schüler können mit Hilfsmitteln der Metallurgie und der Werkstoffprüfung Vor-aussagen zum technologischen Verhalten der eingesetzten Werkstoffe treffen. Sie wählen Werkstoffe für Ur- und Umformprodukte, sowie für schweißtechnische Anwendungen gezielt aus. Speziell in der Schweiß-technik planen sie die fachgerechte Vorbereitung der zu fügenden Bauteile mit Hilfe von Normen und legen geeignete Trennverfahren fest. Dazu wählen sie die grundlegenden Schmelzschweißverfahren für die zu fügenden Werkstoffe nach technologischen und wirtschaftlichen Aspekten aus. Hierfür analysieren sie mit Hilfe von werkstofftechnischen Diagrammen das zu erwartende Schweißgutgefüge und optimieren den Schweißprozess, indem sie gezielt Vorbehandlungen bestimmen und Schweißzusatzwerkstoffe auswählen. Dabei berücksichtigen sie die Vorgaben, wie mechanische Kennwerte, Beanspruchungsgruppen und Schweißklassifizierungen. Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, Empfehlungen für den Einsatz der Ur- und Umformverfahren sowie der Schweiß-prozesse, unter Berücksichtigung der verwendeten Werkstoffe und Aufgabengebiete anzufertigen.
Inhalte:
  • Verfahrensrouten im Stahlwerk von Guss- und Umformprodukten analysieren
  • DIN8528 Begriffsklärung „Eignung eines Werkstoffs“ analysieren
  • Herstellung metallischer Werkstoffe ermitteln und beschreiben
  • Technische und wirtschaftliche Bedeutung des Urformens und Umformens gegenüber anderen Verfahren bewerten
  • Form- und Gießverfahren mit Verlorenen Formen und Dauerformverfahren einteilen
  • Verfahren des Urformens und Umformens charakterisieren und das Einsatzgebiet beschreiben
  • Walzwerksaufbau beschreiben und deren Produkte kennen
  • Werkstoffe der Gießerei- und Umformtechnik normgerecht ermitteln und deren Einsatzgebiet zuordnen
  • Probleme und Fehler bei Guss- und Umformprodukten nach der Fertigung erkennen und beurteilen
  • Kalt- und Warmformgebung gegenüberstellen und analysieren
  • Bezeichnungssysteme der allgemeinen Baustähle, Einsatz- und Vergütungsstähle anwenden
  • Einfluss von Kohlenstoff auf Eisenwerkstoffe kennen
  • Legierungselemente ermitteln und deren Wirkung ableiten
  • Kristallfehler analysieren und Auswirkungen beschreiben
  • Schweißeignung niedrig- und hochlegierter Stähle ableiten
  • Einsatzgebiet von Feinkornbaustähle beschreiben
  • Stahl-Eisen-Werkstoffblätter (SEW 088) einsetzen
  • Eisen-Kohlenstoff-Diagramm hinsichtlich Gefüge, Aufbau und Abkühlgeschwindigkeit interpretieren
  • Gefügeaufbau u.a. in der Wärmeeinflusszone charakterisieren
  • ZTU-Diagramme (t8/5 – Konzept) anwenden
  • CEV Kohlenstoffäquivalent bestimmen und anwenden
  • Eigenschaften von CrNi-Stählen kennen und deren Einsatz planen
  • Schweißeignungen mit Hilfe des Schaefflerdiagramms bestimmen und ggf. geeignete Maßnahmen einleiten
  • Schweißnahtvorbereitung planen und Trennverfahren auswählen
  • Herkömmliche Schmelzschweißverfahren anwendungsbezogen auf die zu schweißenden Werkstoffe auswählen
  • Schweißzusätze hinsichtlich der mechanischen Festigkeitswerte und der Schweißaufgabe bestimmen
  • Einfluss von Schutz- und Formiergasen analysieren
  • Ermittlung von Fehlern in der Schweißtechnik
  • Korrosion und Korrosionsschutz analysieren und beurteilen
  • Schweißtechnische Qualifikationen kennen und dem geregelten und ungeregelten Bereich zuordnen
Arbeitsmittel:MS Office, Tabellenbuch Metall, Fachliteratur, Normen, Werkstoff-datenbank, Technische Filme, Moodle, Schweißsimulator Soldamatic

4.2 - Zerspanungsprozesse analysieren, auswählen und deren Einsatz planen | FTZ

Modulbereich:4.2 - Zerspanungsprozesse analysieren, auswählen und deren Einsatz planen)
Kürzel:FTZ
Übersicht:Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Zerspanungsprozess, analysieren die Spanbildung und teilen die zu bearbeitenden Werkstoffe in die Zerspanungshauptgruppen ein. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Geometrie der Werkzeugschneide und wenden diese unter unterschiedlichen Zerspanungsbedingungen an. Die Schülerinnen und Schüler ermitteln und berechnen die Wirkkräfte im Zerspanungsprozess und beurteilen deren Auswirkungen.
Die Schülerinnen und Schüler planen die Fertigung von Werkstücken. Sie informieren sich über mögliche Bearbeitungsstrategien hin zu einer optimierten Fertigung unter Betrachtung der eingesetzten Fertigungsmaschinen, Werkzeugkonzepten und Programmiersystemen. Sie erstellen fertigungs-orientierte Einrichtungsunterlagen mithilfe von Herstellerkatalogen und berechnen die erforderlichen Bearbeitungsparameter.
Inhalte:
  • Spanbildungsprozess
  • Geometrie der Werkzeugschneide
  • Berechnung der Wirkkräfte im Zerspanungsprozess
  • Aufbau der Werkzeugmaschine
  • Auswahl geeigneter Werkzeugkonzepte
  • Schnittdatenbestimmung
  • Berechnung der Schnittleistung und des Zerspanungsvolumen
  • Analyse von Fertigungszeichnungen
  • Auswahl von Bearbeitungsstrategien unter Berücksichtigung des Maschinen- und Werkzeugkonzeptes
  • Erstellen von Einrichteunterlagen
  • Einbinden der CNC-Programmierung
Arbeitsmittel:MS-Office, CNC und CAM Programmiersysteme, Herstellerkataloge und Handbücher, Tabellenbücher.

4.3 - Technisches Englisch anwenden | TEN

Modulbereich:4.3 - Technisches Englisch anwenden
Kürzel:TEN
Übersicht:

Die Schülerinnen und Schüler können unter rezeptiver, produktiver, inter­aktiver und mediativer Nutzung der englischen Sprache Aufgaben des Optimierens technischer Lösungen und Prozesse bewältigen.

Vorwiegend auf der Grundlage technischer Zeichnungen beschreiben sie Produkte (z.B. Form, Funktion und Werkstoff) sowie Fertigungs­pro­zesse. Darauf auf­bauend diskutieren sie jeweilige Verbes­serungs­möglich­keiten, wobei sie mögliche Varianten beschreiben, begründen, vergleichen und bewerten. So treffen sie z.B. eine begründete Werkstoff­auswahl. Dabei beschreiben sie auch technologisch und wirtschaftlich relevante Kalkula­tionen. Außerdem leiten sie zur Einhaltung der situativ not­wendigen Arbeits­sicherheitsregeln an und sie präsentieren ihre Arbeits­ergebnisse.

Die dazu erforderlichen sprachlichen Mittel wenden sie situationsbezogen an. Hierzu gehören neben dem Vokabular, welches sie unter Verwendung geeigneter Wörterbücher auffinden, auch aufgabenbezogen relevante Grammatikaspekte (z.B. das Verdeutlichen der Reihenfolge von Ereignissen oder das Vergleichen) sowie Sprachstrategien (z.B. Diskutieren oder Para­phrasieren). Bei den Aufgaben beachten sie eventuelle internationale bzw. inter­kulturelle Unter­schiede bzgl. des englischsprachigen Raums („inter­cultural awareness“).

Inhalte:
  • Arten und Elemente technischer Zeichnungen benennen
  • Form- und Funktionsbeschreibungen formulieren
  • Fertigungsprozesse beschreiben
  • Optimierungsvarianten diskutieren
  • mathematische Operationen beschreiben
  • Werkstoffauswahl durchführen
  • Arbeitssicherheitsaspekte beschreiben
  • Arbeitsergebnisse präsentieren
  • Wörterbücher nutzen
  • interkulturelle Aspekte berücksichtigen
Arbeitsmittel:Wörterbücher (z.B. „dict.cc“), MS Office, ggf. CAD-Software Autodesk Inventor Professional