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Bildungsangebot

3.0: Modulbereich 3 im Überblick

Modul 3:	Technische Lösungen entwickeln
Zeitrichtwert:	320 h
Kompetenzen:	Personale Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler definieren, bewerten und reflektieren Ziele und Prozesse. Sie gestalten diese eigenständig und nachhaltig. Sie entwickeln eine offene Haltung zu innovativen Konzepten. Sie lösen komplexe fachbezogene Probleme und vertreten ihre Lösungen argumentativ gegenüber Fachleuten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln komplexe technische Lösungen. Sie analysieren und dokumentieren Kundenanforderungen. Sie bereiten Fachgespräche vor, führen sie durch und dokumentieren sie. Sie klären und berücksichtigen rechtliche Rahmenbedingungen. Sie beurteilen fachliche Innovationen und setzen neue Technologien um. Sie wenden Kreativitätstechniken zur Produktentwicklung an. Sie setzen branchenspezifische Software zur Bearbeitung komplexer Aufgaben ein. Sie entwerfen und konstruieren technische Lösungen und führen Berechnungen durch. Sie wählen geeignete Rohstoffe, Werkstoffe bzw. Technologien für komplexe technische Lösungen aus. Sie berücksichtigen ökologische Aspekte und treffen nachhaltige und umweltgerechte Entscheidungen. Sie überprüfen kriteriengeleitet technische Lösungen. Sie erstellen technische Dokumente, ggf. Programme. Sie präsentieren technische Lösungen und übergeben sie an den Kunden. Sie reflektieren und beurteilen ihre Vorgehensweise und Handlungsergebnisse.
Struktur: (Modulbereiche)	MB 3.1	Konstruktionslösungen für technische Systeme der Maschinentechnik entwickeln
	MB 3.2	Flächenmodelle entwickeln
	MB 3.3	Handhabungssysteme planen, programmieren und optimieren
	MB 3.4	Hydraulische Systeme analysieren und auslegen

3.1 -Konstruktionslösungen für technische Systeme der Maschinentechnik entwickeln | E+K-2

Modulbereich:	3.1 - Konstruktionslösungen für technische Systeme der Maschinentechnik entwickeln
Kürzel:	E+K-2
Übersicht:	Maschinen und Anlagen des Maschinenbaus beruhen auf der Anwendung von Maschinenelementen. Passend ausgewählte Maschinenelemente und deren Kombination münden in eine Konstruktion, die zentrales Element im Prozess der Produktentwicklung ist. Nach Absolvieren des Moduls verfügen die Schülerinnen und Schüler über grundlegende Kenntnisse und Fähigkeiten wesentlicher Teilbereiche zur Auslegung von Maschinenelementen. Sie haben die Fähigkeiten zur Berechnung elementarer Maschinenelemente wie Wellen, Verbindungselemente und Antriebselemente. Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, reale technische Systeme zu abstrahieren und eine Modellbildung für die Berechnung durchzuführen.
Inhalte:	Wiederholung Zusammengesetzte Beanspruchung Festigkeitsberechnung Werkstoffverhalten, Festigkeitskenngrößen Wöhlerlinie, Dauerfestigkeitsschaubilder (Smith-Diagramm) Statische Bauteilfestigkeit Gestaltfestigkeit (dynamische Bauteilfestigkeit) Sicherheiten Praktische Festigkeitsberechnung Achsen, Wellen und Zapfen Funktion und Wirkung Richtdurchmessers für Achsen und Wellen vereinfachter statischer und dynamischer Sicherheitsnachweis Schweißverbindungen Funktion und Wirkung Gestalten und Entwerfen Berechnung von Schweißverbindungen im Maschinenbau Statisch beanspruchte Schweißverbindungen Dynamisch beanspruchte Schweißverbindungen Schraubenverbindungen Funktion und Wirkung Gestalten und Entwerfen Berechnung von Befestigungsschrauben Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Setzverhalten der Schraubenverbindungen Dauerhaltbarkeit der Schraubenverbindungen, dynamische Sicherheit Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und –verfahren Beanspruchung der Schraube beim Anziehen Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft Flächenpressung an den Auflageflächen Berechnung der statischen Sicherheit Berechnung von Bewegungsschrauben Entwurf Nachprüfung auf Festigkeit Nachprüfung auf Knickung Nachprüfung des Muttergewindes Wirkungsgrad der Bewegungsschrauben, Selbsthemmung
Arbeitsmittel:	Fachbücher, Software, Übungen

3.2 - Flächenmodelle entwickeln | CAD-2

Modulbereich:	3.2 - Flächenmodelle entwickeln
Kürzel:	CAD-2
Übersicht:	Die Schülerinnen und Schüler können die grundlegenden Prinzipien der Flächenkonstruktion anwenden. Unter Verwendung der CAD-Software CATIA V5 sind sie in der Lage, die Prinzipien und Regeln der Erstellung von regelmäßigen und einfachen unregelmäßigen Freiformflächen einzusetzen und somit hierarchisch strukturierte CAD Modelle aufzubauen.
Inhalte:	Datensatzstrukturierung Skizzen und Arbeitselemente nutzen Parametrik integrieren Nutzen der Anwendungen in der Umgebung „Generative Shape Design“ an Beispielen aus dem Karosseriebau und der Außenflächen von Alltagsgegenständen
Arbeitsmittel:	CAD-Software CATIA V5, MS Office

3.3 - Handhabungssysteme planen, programmieren und optimieren | ROB

Modulbereich:	3.3 - Handhabungssysteme planen, programmieren und optimieren
Kürzel:	ROB
Übersicht:	Die Schülerinnen und Schüler beherrschen grundlegende kinematische Berechnungen. Sie kennen den mechanischen Aufbau, die Kinematik sowie Einsatzgebiete typischer Industrieroboter. Sie können z.B. einen 6-Achsen-Knickarm-Roboter nach Vorgaben programmieren. Sie analysieren Roboter-Programme. Sie ermitteln Fehler (in Programmen und an der Roboterzelle) und zeigen Lösungen auf. Sie können Auswirkungen von Modifikationen vorhersagen und beurteilen.
Inhalte:	Aufbau von Industrierobotern, Kinematik, Einsatzgebiete Bewegungstransformationen (Vorwärts-, Rückwärts-Transformationen) am horizontalen Schwenkarmroboter (SCARA) Robotertypen, Peripherie Koordinatensysteme des Roboters Grundlegende Sicherheitsaspekte in der Robotertechnik Grundlegende Kenngrößen von Industrierobotern Projekterstellung, Laden von Roboterzellen Teachen von Positionen Grundlegende Programmiertechniken und Befehle mit: Gelenk-, Linear-, und Kreis-Interpolation Unterprogramme, Übergabe von Argumenten Einbindung von Sensoren Programmsteuerung (z.B. Verzweigung, Zählschleifen) Palettierung Programmoptimierung
Arbeitsmittel:	Robotik-Labor, Roboter-Zellen (6-Achsen-Knickarm-Roboter), Animationen und Filme, Realteile, Programmiersoftware

3.4 - Hydraulische Systeme analysieren und auslegen | HYD

Modulbereich:	3.4 - Hydraulische Systeme analysieren und auslegen
Kürzel:	HYD
Übersicht:	Die Schülerinnen und Schüler beherrschen grundlegende Berechnungen bezüglich hydraulischer Anlagen. Sie kennen Komponenten der Hydraulik sowie ihr jeweiliges Betriebsverhalten. Sie analysieren Hydraulikanlagen. Sie ermitteln Störungsursachen in hydraulischen Anlagen, werten diese aus und zeigen Lösungen auf. Sie können Auswirkungen von Veränderungen vorhersagen und beurteilen.
Inhalte:	Grundlagen der hydraulischen Messtechnik Druckmessung und Volumenstrommessung Druck- und Volumenstromverhältnisse in Hydraulikanlagen Druckaufbau, Kräfte, Druckübersetzung Volumenströme, Strömungsgeschwindigkeiten Volumenstromübersetzung, Berechnungen zu diesen Themen Komponenten der Hydraulik und ihr Betriebsverhalten Hydropumpen Antriebe Wegeventile Druckventile Sperrventile Drossel- und Stromregelventile Grund- und Standardschaltungen der Hydraulik Geschwindigkeitssteuerungen Speicherschaltungen Grundlagen der Störungssuche
Arbeitsmittel:	Hydraulik-Labor, Versuchsstand, Animationen und Filme, Realteile, Simulations-Software