Master of Science (M.Sc.)Angewandte Oberflächen und Materialwissenschaften

Funktionelle Schichten

Voraussetzungen

verpflichtend: Solide Kenntnisse in Physikalischer Chemie und Technologie der Lacke
empfohlen:
Grundkenntnisse der Korrosion und des Korrosionsschutzes
 

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen
• … Chemie, Herstellung und Wirkmechanismen funktioneller Schichten verstehen und beschreiben.
• … das Korrosionsschutz-Verhalten von Metallen verstehen und beschreiben.
• … Korrosionsschutz-Maßnahmen und deren Wirkmechanismen verstehen und beschreiben.
• … Methoden zur Auswahl und Beurteilung des Korrosionsverhaltens von Werkstoffen verstehen und erklären.
• … Methoden zur Auswahl und Beurteilung des Korrosionsschutzes von Werkstoffen verstehen und erklären.
• ... Methoden der chemischen und strukturellen Oberflächenanalytik verstehen
 

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … geeignete Funktionelle Schichten für ausgewählte Anwendungen auswählen und bewerten.
• … die Einflussfaktoren und die Gefahr von Korrosionsvorgängen in der Praxis bewerten.
• … geeignete Werkstoffe für praktische Einsatzbedingungen auswählen und bewerten.
• … geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen auswählen und bewerten.
• … sich ausgehend von ihren Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber einem Sachverhalt einnehmen, diese gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• ... Messdaten aus der chemischen und strukturellen Oberflächenanalytik auswerten und interpretieren.
• ... Methoden der Oberflächenanalytik zur Bearbeitung von Fragestellungen aus der praktischen Anwendung auswählen.

Wissenschaftliche Innovation
• … Konzepte zur Auswahl von Werkstoffen und von Korrosionsschutz-Maßnahmen entwickeln.
• … die erlernten Ansätze auf neue praktische Problemstellungen übertragen.
• … eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• ... Methoden der Oberflächenanalytik für die Entwicklung von Werk- und Beschichtungsstoffen anwenden

Kommunikation und Kooperation
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung im Bereich Korrosion und Korrosionsschutz heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … experimentelle Ergebnisse im Bereich Korrosion und Korrosionsschutz auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.
• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• ... an interdisziplinären Entwicklungsprojekten mitarbeiten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• … die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.
• ... den Stand der Forschung/der Technik einer ingenieurwissenschaftlichen Problematik erarbeiten und darstellen

Inhalte

a) Vorlesung Funktionelle Schichten:
Chemie, Herstellung, Analyse, Anwendung und Beurteilung von funktionellen Schichten.
Korrosionsschutz-Maßnahmen, insbesondere der Einsatz funktioneller Schichten zum Korrosionsschutz
Methoden zur Beurteilung von Korrosionsschutz-Maßnahmen
Anwendung der Methoden auf praktische Fragestellungen (z.T. aus der Industrie)
b) Vorlesung Oberflächenanalytik:
Grundlagenwissen: Kristallographie, Röntgenstrahlung, Grenzflächenthermodynamik, Adsorptionsisothermen
Methoden der chemischen und strukturellen Oberflächenanalytik, z.B. REM, XRD, Zetapotentialmessungen
Auswahl geeigneter Methoden in Abhängigkeit der analytischen Fragestellungen
Qualitative und quantitative Auswertung von Messdaten.

c) Seminar Korrosionsschutz:
- Korrosionsschutz durch Inhibitoren
- Elektrochemischer Korrosionsschutz
- Oberflächenvorbereitung für den passiven Korrosionsschutz
- Chemische Oberflächenvorbehandlung
- Korrosionsschutz durch organische Beschichtungen
- Formulierung von Beschichtungsstoffen

d) Labor Korrosionsschutz:
Methoden der Elektrochemie und der klassischen Testverfahren
- Potentialmessungen
- Potentiometrie
- Elektrochemisches Rauschen
- Elektrochemische Impedanzspektroskopie
- Elektronenmikroskopie
- Beschleunigende Bewitterungsverfahren
- Schadensfall-Analyse

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a), b), c) und d) Klausur 90 min (benotet)
c) Referat 20 min (benotet)
d) alle Versuche erfolgreich bestanden mit Bericht (unbenotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Renate Lobnig, Prof. Dr. Stephan Appel

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Organische Werkstoffe

Teilnahmevoraussetzungen

Solide Kenntnisse in den Fächern: Allgemeine Chemie, Organische Chemie, Makromolekulare Chemie (Polymerchemie), Physik

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen
• … die Vorgehensweise bei der Herstellung, Charakterisierung und technologischen Prüfung polymerer Werkstoffe aufbauend auf dem Wissen und Verstehen aus dem Bachelorstudium verstehen.
• … Beziehungen zwischen der Zusammensetzung, Herstellung, Verarbeitung und den Eigenschaften polymer Werkstoffe erkennen und verstehen.
• … die Einflüsse von äußeren Faktoren auf das werkstoffliche Verhalten von polymeren Werkstoffen verstehen.
• … die Bedeutung des Fachgebiets Nachwachsende Rohstoffe und Biopolymere vertreten.
• … ein breites, detailliertes und kritisches Verständnis auf dem neuesten Stand des Wissens auf dem Gebiet der angewandten Polymerwissenschaften und Biopolymere nachweisen.
• … fachliche Besonderheiten, Terminologien und Lehrmeinungen auf dem Gebiet der nachwachsenden Rohstoffe und Biopolymere definieren und interpretieren.
Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
 

Nutzung und Transfer
• … fachliche Normen bei der Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung der Werkstoffprüfung anwenden.
• … Laborberichte nach vorgegebenem Anforderungsprofil erstellen
• ….Präsentationen zu aktuellen Themen der Polymerwerkstoffwissenschaften, Nachwachsenden Rohstoffen und Biopolymere erstellen und durchführen. Fachartikel dazu kritisch beurteilen und in der Lehrveranstaltung vertreten.
• … fachliche Lösungen für die Herausforderungen nachhaltigen Handelns diskutieren und analysieren.
• … Ökonomische und ökologische Zusammenhänge innerhalb der Modulfächer erkennen und einordnen.
• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber den Zielen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes einnehmen, diese gegeneinander abwägen und kritisch reflektieren.
• …sich selbständig neues Wissen durch aus der wissenschaftlichen Literatur aneignen.
 

Wissenschaftliche Innovation
• …Forschungsfragen entwerfen, kritisch betrachten und diskutieren um neue Erkenntnisse im Bereich Polymere und Biopolymere zu gewinnen.
• Einsatz und Entsorgung von Polymeren und Biopolymeren optimieren.
• … eigenständig Ansätze dafür entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
 

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb eines Teams von Fachleuten kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … technische Inhalte präsentieren und fachlich mit Vertretern unterschiedlicher Handlungsfelder diskutieren.
Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … das eigene berufliche Handeln in Bezug auf gesellschaftliche Erwartungen und Folgen bei der Entwicklung und beim Umgang mit polymeren Werkstoffen und Biopolymeren kritisch reflektieren und weiterentwickeln.
• …das eigene berufliche Handeln mit theoretischem und methodischem Wissen begründen und Alternativen reflektieren
• …ein berufliches Selbstbild entwickeln, das sich an Zielen und Standards professionellen Handelns orientiert

Inhalte
a) Vorlesung Nachwachsende Rohstoffe 2/ Biopolymere:
- Definition, Einteilung, Abbauarbeit im Vergleich zu petrochemischen Polymeren. Drop-in Polymere. Wie wird Nachhaltigkeit messbar: Life Cycle Assessment, Green Chemistry, Green Deal und Kreislaufwirtschaft.
Herstellung von Biopolymeren aus:
- Ölen und Fetten, Einsatz in neuen Werkstoffen, als neue Bindemittel für Biopolymere.
- Cellulose, Stärke und Chitosan – alte Bekannte und neue Einsatzmöglichkeiten
- Bakterien als Lieferanten von neuen biopolymeren Werkstoffen
- Bioraffiniere als neue Rohstofflieferant

b) Seminar Polymerwerkstoffe - Polymerstrukturen im Überblick - Herstellung von Polymeren - Modifizierung von Polymeren - Eigenschaften polymerer Werkstoffe - Kunststoffverarbeitung - Beschichtung von Kunststoffen

c) Labor Polymerwerkstoffe
A. Synthese: Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamide 66 und 610, Polyurethanelastomer, Polyurethanschaum, Polypyrrol, Faserverbundwerkstoffe auf Basis von EP, UP, CF, GF, AF.
B. Charakterisierung und Werkstoffprüfung: Qualitative Kunststoffanalyse (Vorproben, IR), Kapillarviskosimetrie, Dichtebestimmung, Zugversuch, Biegeversuch, Schlagbiegung nach Charpy, Kugeleindruckhärte, Shore-Härte, Tg und Tm mittels DSC, Vicat-Erweichungstemperatur, Schmelzemassefließrate (MFR), Löslichkeit, Spannungsrissbeständigkeit, Lösemittel- und Wasseraufnahme (Lagerungsversuche), elektrischer Durchgangswiderstand, Kontaktwinkelbestimmung, Eigenspannungsnachweis
C. Verarbeitung, Oberflächenbehandlung und Beschichtung: Gießen, Verstärken, Schäumen, Pressen, Extrudieren, Spritzgießen, Reinigen und Schleifen der Oberfläche, Aktivierung durch Niederdruckplasma, Beschichten mit 1K-/2K- und UV-härtbaren Lacken, Prüfung der Lackhaftung.

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) b) und c) Klausur 90 min (benotet, Gewichtung: 85%)
a) und b) Referat 20 min (benotet, Gewichtung 15%) zum Thema Biopolymere oder Polymerwerkstoffe, selbständiges Erarbeiten eines Themas durch Literaturrecherche.
c) Bericht (unbenotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Guido Wilke, Prof. Dr. Elke von Seggern

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Wahlpflichtfächer (2 von 3)

Moderne Bechichtungssysteme (Wahlpflichtmodul)

Voraussetzungen

verpflichtend: Solide Grundkenntnisse der chemischen Grundlagenfächer, Physik, Chemie und Technologie von Lacken.

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … die ökologischen Herausforderungen der Lacktechnologie verstehen und einordnen.
• … Kenntnisse zur Zusammensetzung, zu Eigenschaften und Anwendungen wässriger Beschichtungssysteme vorweisen.
• … Vertiefende Kenntnisse auf dem Gebiet der Druckfarben und Druckverfahren aufweisen.
• … Kenntnisse der Rohstoffbasis, der Anlagentechnologie der Strahlenhärtung vorweisen.
• … den Aufbau, die Formulierung und die Verhaltensweisen strahlenhärtbarer Systeme verstehen.
• … das oben beschriebene Grundlagenwissen nutzen, um eigenständige Ideen zu entwickeln und anzuwenden.
• … die Bedeutung des Fachgebiets vertreten.
• … ein breites, detailliertes und kritisches Verständnis auf dem neuesten Stand des Wissens bei wässrigen Beschichtungssystemen, Druckverfahren und der Strahlenhärtung nachweisen.
• … die fachliche Richtigkeit von Sachverhalten im Fachgebiet unter Einbezug wissenschaftlicher und methodischer Überlegungen abwägen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … anwendungsfeld-spezifische Anforderungsprofile für emissionsarme Lacksysteme beschreiben.
• … wässrige Beschichtungssysteme als Lösungsansatz für die Emissionsreduktion und im Vergleich zu anderen low VOC-Beschichtungssystemen einordnen und vergleichend einschätzen.
• … vertiefte Kenntnisse zu den Druckverfahren auf unterschiedlichen Substraten.
• … Informationen über Neuentwicklungen in der Pulverlack- und Bandbeschichtungsindustrie.
• … strahlenhärtbare Systeme formulieren.
• … Anforderungen für die Auslegung von Anlagen für die Strahlenhärtung ausarbeiten.
• … Wasserlacke, strahlenhärtbare Lacke, lösemittelhaltige Lacke und andere Lacke vergleichend beurteilen und bewerten können.
• … selbstständig Themenbereiche auf dem Gebiet der erlernten Beschichtungssysteme bearbeiten können.
• …sich selbständig neues Wissen und Können aneignen.
Wissenschaftliche Innovation
• … Methoden anwenden, um moderne Coatings zu entwickeln.
• … Verhaltensweisen moderner Beschichtungssysteme analysieren und optimieren.
• … eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• … Konzepte zur Optimierung von modernen Coatings entwickeln.

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … Ergebnisse auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Problemanalyse oder Neuentwicklung heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … Forschungsergebnisse erläutern und kritisch interpretieren
• … fachliche Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.
 

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … aus den Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … Lösungsansätze für die bestehenden ökologischen Herausforderungen aus den erworbenen Kenntnisse ableiten und entwickeln und Alternativen reflektieren
• … den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• …ein berufliches Selbstbild entwickeln, das sich an Zielen und Standards professionellen Handelns orientiert

Inhalte
a) Vorlesung Waterborne Coatings:
Möglichkeiten und Grenzen der Wasserlacke, um ökologischen Herausforderungen zu begegnen. Physikalische Prinzipien (Stabilisierung, Filmbildung) von Wasserlacken, Aspekte des Einsatzgebietes, welche die Auswahl des Beschichtungskonzeptes bestimmen (Substrate, Innen/Außeneinsatz, Einschicht- oder Mehrschichtaufbau, Spritz-, Streich-, Roll-, Spinn- oder Tauchapplikation). Materialkonzepte: Lufttrocknende und härtende wässrige Lacke und Farben, Einbrennlacke.

b) Vorlesung Druckfarben und Druckverfahren:
Vielfältige Druckverfahren für unterschiedliche Bedruckstoffe und Anwendungen: Tief-, Offset-, Flexo-, Sieb-, Tampon-, Transfer- und Digitaldruck, Herstellung und Eigenschaften moderner Druckfarben und Neuentwicklungen, Trocknungstechniken für Druckfarben, verfahrensspezifische Eigenschaften von Druckfarben, Applikation und Prüfung gedruckter Beschichtungen, Dekoration und Farbkommunikation, Druck als selektive funktionale Beschichtung, Anpassungen von Technologie und Materialien aufgrund neuer regulatorischer Randbedingungen.

c) Vorlesung Strahlenhärtung:
Elektronenstrahl- und UV-Technologie, Rohstoffe für strahlenhärtbare Systeme (Fotoinitiatoren, Reaktivverdünner, Bindemittel etc.), Formulierungen von Beschichtungssystemen für verschiedene Anwendungen (z.B. für Folien, Holzmöbel, Druckfarben, Automobil, Glas, Elektro- und Elektronikbauteile)
Applikations- und Härtungstechnolgie (UV-Anlagen, ESH, Schutzgastechnik usw.)
Analysenmethoden, mechanistische Kozepte der Härtung, Umsatz, Schrumpf, innere Spannungen
Anwendungen der Strahlenhärtung, Vor- und Nachteile der Technologie und Vergleich mit alternativen Technologien

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a), b) und c) Klausur 90 min (benotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Matthias Schumacher, Prof. Dr. Sandra Meinhard, Prof. Dr. Guido Wilke

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Verfahrenstechnik der Oberflächenbeschichtung (Wahlpflichtmodul)

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlen : Solide Kenntnisse in Physik, Physikalischer Chemie, Technologie der Lacke, sowie den verschiedenen verfahrenstechnischen Teildisziplinen wie Strömungsmechanik oder Wärme- und Stoffübertragung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … ausgewählte verfahrenstechnischen Grundlagen der Applikation von Beschichtungsstoffen verstehen a)
• … ausgewählte verfahrenstechnischen Grundlagen der verwendeten Anlagentechnik verstehen a)
• … das physikalisch/technische Zusammenwirken aller relevanten Teilprozesse im Sinne einer optimierten Produktion erkennen a)
• … Grundzüge der numerischen Mathematik und deren Anwendung zur Prozesssimulation verstehen b)
• … oberflächentechnische Prozesse in Bezug auf Auslegung und Optimierung einschließlich der Möglichkeiten der Optimierung beurteilen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … Vor- und Nachteile der verschiedenen verfahrenstechnischen Ansätze und Lösungsmöglichkeiten gegeneinander abwägen und beurteilen a)
• … verfahrenstechnische Lösungen im Hinblick auf Verfügbarkeit, Flexibilität und Kosten interpretieren und gegebenenfalls optimieren a)
• … die Auswirkungen der Prozesse auf die Umwelt erkennen a)
• … numerische Lösungsansätze für die Prozesssimulationen an andere technische Fragestellungen anpassen und anwenden b)
• Ansätze und Lösungen aus angrenzenden Fachgebieten auf die Bedingungen von Beschichtungsprozessen übertragen bzw. anpassen a), b)

Wissenschaftliche Innovation
• … zukünftige Anlagen- und Applikationstechnikkonzepte erkennen, praxisgerecht auslegen und Vorschläge für deren Umsetzung erarbeiten a)
• … Methoden der Qualitätssicherung, wie statistische Versuchsplanung oder Messmittelfähigkeit, anwenden und deren Ergebnisse interpretieren a)
• … mögliche Ansätze für Simulationsverfahren und deren Einbindung in eine digitalisierte Umgebung erkennen b)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … auf Basis der erworbenen Kenntnisse anwendungsgerecht Verfahren auswählen und auslegen a)
• … die Auswahl und Auslegung auf wissenschaftlich-ingenieurmäßiger Grundlage begründen a)
• … Kenntnisse und Verfahren aus artverwandten verfahrenstechnischen Gebieten aufnehmen und deren Potential für die organische Beschichtung abschätzen a)
• … Kenntnisse und Verfahren aus artverwandten Prozesssimulationen aufnehmen und deren Potential für die organische Beschichtung abschätzen b)

Inhalte
a) Vorlesung Verfahrenstechnische Grundlagen und Anwendungen:
Breite Wissensbasis der verfahrenstechnischen Methoden in der Anlagen- und Applikationstechnik
Verständnis des Ineinandergreifens der Teilprozesse verschiedener Beschichtungsverfahren
Fähigkeit zum Berechnen von prozesstypischen Größen, z.B. Auftragswirkungsgrad, Kosten-Nutzen Analysen etc.
Fähigkeit, Prozesse selbstständig zu planen und zu optimieren
Fähigkeit zur Beurteilung aktueller und kommender Entwicklungen in der modernen Beschichtungstechnik

b) Vorlesung Ausgewählte Prozessmodellierungen und –simulationen:
Aufbau einer Wissensbasis bezüglich der in der Beschichtungstechnik verwendeten Simulationsverfahren
Kenntnisse bzgl. der technologischen und physikalischen Grundlagen
Befähigung zur Beurteilung der Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit verschiedener Simulationsansätze

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) und b) Klausur 90 min (benotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Hendrik Dubbe, Prof. Dr. Andreas Scheibe

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Verfahrenstechnik der Oberflächenbeschichtung (Wahlpflichtmodul)

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlen : Solide Kenntnisse in Physik, Physikalischer Chemie, Technologie der Lacke, sowie den verschiedenen verfahrenstechnischen Teildisziplinen wie Strömungsmechanik oder Wärme- und Stoffübertragung

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … ausgewählte verfahrenstechnischen Grundlagen der Applikation von Beschichtungsstoffen verstehen a)
• … ausgewählte verfahrenstechnischen Grundlagen der verwendeten Anlagentechnik verstehen a)
• … das physikalisch/technische Zusammenwirken aller relevanten Teilprozesse im Sinne einer optimierten Produktion erkennen a)
• … Grundzüge der numerischen Mathematik und deren Anwendung zur Prozesssimulation verstehen b)
• … oberflächentechnische Prozesse in Bezug auf Auslegung und Optimierung einschließlich der Möglichkeiten der Optimierung beurteilen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … Vor- und Nachteile der verschiedenen verfahrenstechnischen Ansätze und Lösungsmöglichkeiten gegeneinander abwägen und beurteilen a)
• … verfahrenstechnische Lösungen im Hinblick auf Verfügbarkeit, Flexibilität und Kosten interpretieren und gegebenenfalls optimieren a)
• … die Auswirkungen der Prozesse auf die Umwelt erkennen a)
• … numerische Lösungsansätze für die Prozesssimulationen an andere technische Fragestellungen anpassen und anwenden b)
• Ansätze und Lösungen aus angrenzenden Fachgebieten auf die Bedingungen von Beschichtungsprozessen übertragen bzw. anpassen a), b)

Wissenschaftliche Innovation
• … zukünftige Anlagen- und Applikationstechnikkonzepte erkennen, praxisgerecht auslegen und Vorschläge für deren Umsetzung erarbeiten a)
• … Methoden der Qualitätssicherung, wie statistische Versuchsplanung oder Messmittelfähigkeit, anwenden und deren Ergebnisse interpretieren a)
• … mögliche Ansätze für Simulationsverfahren und deren Einbindung in eine digitalisierte Umgebung erkennen b)

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … auf Basis der erworbenen Kenntnisse anwendungsgerecht Verfahren auswählen und auslegen a)
• … die Auswahl und Auslegung auf wissenschaftlich-ingenieurmäßiger Grundlage begründen a)
• … Kenntnisse und Verfahren aus artverwandten verfahrenstechnischen Gebieten aufnehmen und deren Potential für die organische Beschichtung abschätzen a)
• … Kenntnisse und Verfahren aus artverwandten Prozesssimulationen aufnehmen und deren Potential für die organische Beschichtung abschätzen b)

Inhalte
a) Vorlesung Verfahrenstechnische Grundlagen und Anwendungen:
Breite Wissensbasis der verfahrenstechnischen Methoden in der Anlagen- und Applikationstechnik
Verständnis des Ineinandergreifens der Teilprozesse verschiedener Beschichtungsverfahren
Fähigkeit zum Berechnen von prozesstypischen Größen, z.B. Auftragswirkungsgrad, Kosten-Nutzen Analysen etc.
Fähigkeit, Prozesse selbstständig zu planen und zu optimieren
Fähigkeit zur Beurteilung aktueller und kommender Entwicklungen in der modernen Beschichtungstechnik

b) Vorlesung Ausgewählte Prozessmodellierungen und –simulationen:
Aufbau einer Wissensbasis bezüglich der in der Beschichtungstechnik verwendeten Simulationsverfahren
Kenntnisse bzgl. der technologischen und physikalischen Grundlagen
Befähigung zur Beurteilung der Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit verschiedener Simulationsansätze

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) und b) Klausur 90 min (benotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Hendrik Dubbe, Prof. Dr. Andreas Scheibe

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Interdisziplinäres Projektlabor (Wahlpflichtmodul)

Voraussetzungen

empfohlen: Solide Grundkenntnisse der chemischen Grundlagenfächer, Physik, Beschichtungstechnik.
Nutzung eines eigenen Laptops in der Vorlesung.

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … Grundlagen der Farbmetrik verstehen und anwenden.
• … Aufbau der verschiedenen Farbräume und Normungen verstehen und vergleichend bewerten.
• … chemische und physikalische Grundlagen spezieller Prüfverfahren verstehen und anwenden können.
• … Systematik der Beurteilung von oberflächenspezifischen Schadensbilder anwenden können.
• … die grundlegende Vorgehensweise beim Programmieren verstehen
• … die Syntax sowie grundlegende Algorithmen des wissenschaftlichen Rechnens darlegen und verstehen
• … die Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung mit entsprechenden Programmier-Algorithmen verstehen können.
• … die Programmierung zur Auswertung neuartiger Schadensbilder anwenden können.
 

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … farbmetrische Systeme anwenden und analysieren.
• … fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.
• … Zusammenhänge in den untersuchten Systemen erkennen und einordnen.
• … Probleme analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• … Problemanalysen und Bewertungen auf unterschiedliche Weise bewerten und gegeneinander abwägen.
• … sich ausgehend von ihren Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … spezifische Kontrollstrukturen der Compterprogrammierung beherrschen
• … Programmier-Funktionen sowie Klassendefinitionen zur Bildverarbeitung erstellen
• … vorgegebene Teil-Programme verstehen, modifizieren und optimieren
• … kleinere Computerprogramme für studiengangspezifische Aufgabenstellungen erstellen

Wissenschaftliche Innovation
• … Methoden zum Erkenntnisgewinn anwenden.
• … Farbräume modellieren und Anwendungen optimieren.
• … Statistische Berechnungsansätze wie z.B. Hypothesentests ausarbeiten.
• … eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• … Teilgebiete der Digitalisierung kennenlernen und als Methoden und Werkzeuge der Industrie 4.0 anwenden

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … Prüfergebnisse auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung des Fachgebiets heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … fachliche Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• … die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.
• … strukturierte Problemlösung auf allgemeines naturwissenschaftliches und ingenieurtechnisches Vorgehen übertragen
• … auf Basis der erworbenen Kenntnisse anwendungsgerechte Lösungsansätze auswählen

Inhalte
Das interdisziplinäre Projektlabor fasst mehrere Anwendungen unterschiedlicher Fachgebiete in praktischen Übungen und Laborarbeiten zusammen:

Programmierung:
Grundlegendes zu Programmiersprachen, speziell zu „Python“, Variablen und Datentypen, Kontrollstrukturen: Bedingungen, Schleifen, Funktionen und Module, Klassen sowie wissenschaftliches Rechnen Numpy, Scipy, Matplotlib und Pandas.

Farbmetrik:
Grundlagen der Farbmetrik mit speziellen Programmierübungen zur Transformation von Farbräumen.

Spezielle Beschichtungen:
Praktische Durchführung spezieller Beschichtungen und Prüfverfahren sowie Bewertung von Schadensbilder
Industrielle Bildverarbeitung: Automatisierte Auswertung von oberflächentechnischen und beschichtungstechnischen Schadensbilder mithilfe der Programmiersprache Python.

Projektarbeit:
Selbständiges Erarbeiten des Kenntnisstandes von Wissenschaft und Technik zu den obigen Inhalten und Themenstellungen. Mitarbeit an aktuellen Forschungsthemen durch selbständiges wissenschaftliches Arbeiten. Erstellen eines wissenschaftlichen Berichts zu dieser Themenstellung.

Projektseminar:
Ausarbeitung und Präsentation der erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse aus der Projektarbeit. Ableiten neuer Zusammenhänge und/oder Erstellen einer neuen Zielematrix.

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) Projektarbeit mit Bericht (benotet, 75%)
b) MP 20 (benotet, 25%)

Verwendung des Moduls
Wahlpflichtmodul Masterstudiengang Angewandte Oberflächen- und Materialwissenschaften

Letzte Aktualisierung
04.08.2023

Moderne Bechichtungssysteme (Wahlpflichtmodul)

Voraussetzungen

verpflichtend: Solide Grundkenntnisse der chemischen Grundlagenfächer, Physik, Chemie und Technologie von Lacken.

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … die ökologischen Herausforderungen der Lacktechnologie verstehen und einordnen.
• … Kenntnisse zur Zusammensetzung, zu Eigenschaften und Anwendungen wässriger Beschichtungssysteme vorweisen.
• … Vertiefende Kenntnisse auf dem Gebiet der Druckfarben und Druckverfahren aufweisen.
• … Kenntnisse der Rohstoffbasis, der Anlagentechnologie der Strahlenhärtung vorweisen.
• … den Aufbau, die Formulierung und die Verhaltensweisen strahlenhärtbarer Systeme verstehen.
• … das oben beschriebene Grundlagenwissen nutzen, um eigenständige Ideen zu entwickeln und anzuwenden.
• … die Bedeutung des Fachgebiets vertreten.
• … ein breites, detailliertes und kritisches Verständnis auf dem neuesten Stand des Wissens bei wässrigen Beschichtungssystemen, Druckverfahren und der Strahlenhärtung nachweisen.
• … die fachliche Richtigkeit von Sachverhalten im Fachgebiet unter Einbezug wissenschaftlicher und methodischer Überlegungen abwägen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … anwendungsfeld-spezifische Anforderungsprofile für emissionsarme Lacksysteme beschreiben.
• … wässrige Beschichtungssysteme als Lösungsansatz für die Emissionsreduktion und im Vergleich zu anderen low VOC-Beschichtungssystemen einordnen und vergleichend einschätzen.
• … vertiefte Kenntnisse zu den Druckverfahren auf unterschiedlichen Substraten.
• … Informationen über Neuentwicklungen in der Pulverlack- und Bandbeschichtungsindustrie.
• … strahlenhärtbare Systeme formulieren.
• … Anforderungen für die Auslegung von Anlagen für die Strahlenhärtung ausarbeiten.
• … Wasserlacke, strahlenhärtbare Lacke, lösemittelhaltige Lacke und andere Lacke vergleichend beurteilen und bewerten können.
• … selbstständig Themenbereiche auf dem Gebiet der erlernten Beschichtungssysteme bearbeiten können.
• …sich selbständig neues Wissen und Können aneignen.
Wissenschaftliche Innovation
• … Methoden anwenden, um moderne Coatings zu entwickeln.
• … Verhaltensweisen moderner Beschichtungssysteme analysieren und optimieren.
• … eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• … Konzepte zur Optimierung von modernen Coatings entwickeln.

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … Ergebnisse auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Problemanalyse oder Neuentwicklung heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … Forschungsergebnisse erläutern und kritisch interpretieren
• … fachliche Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.
 

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … aus den Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … Lösungsansätze für die bestehenden ökologischen Herausforderungen aus den erworbenen Kenntnisse ableiten und entwickeln und Alternativen reflektieren
• … den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• …ein berufliches Selbstbild entwickeln, das sich an Zielen und Standards professionellen Handelns orientiert

Inhalte
a) Vorlesung Waterborne Coatings:
Möglichkeiten und Grenzen der Wasserlacke, um ökologischen Herausforderungen zu begegnen. Physikalische Prinzipien (Stabilisierung, Filmbildung) von Wasserlacken, Aspekte des Einsatzgebietes, welche die Auswahl des Beschichtungskonzeptes bestimmen (Substrate, Innen/Außeneinsatz, Einschicht- oder Mehrschichtaufbau, Spritz-, Streich-, Roll-, Spinn- oder Tauchapplikation). Materialkonzepte: Lufttrocknende und härtende wässrige Lacke und Farben, Einbrennlacke.

b) Vorlesung Druckfarben und Druckverfahren:
Vielfältige Druckverfahren für unterschiedliche Bedruckstoffe und Anwendungen: Tief-, Offset-, Flexo-, Sieb-, Tampon-, Transfer- und Digitaldruck, Herstellung und Eigenschaften moderner Druckfarben und Neuentwicklungen, Trocknungstechniken für Druckfarben, verfahrensspezifische Eigenschaften von Druckfarben, Applikation und Prüfung gedruckter Beschichtungen, Dekoration und Farbkommunikation, Druck als selektive funktionale Beschichtung, Anpassungen von Technologie und Materialien aufgrund neuer regulatorischer Randbedingungen.

c) Vorlesung Strahlenhärtung:
Elektronenstrahl- und UV-Technologie, Rohstoffe für strahlenhärtbare Systeme (Fotoinitiatoren, Reaktivverdünner, Bindemittel etc.), Formulierungen von Beschichtungssystemen für verschiedene Anwendungen (z.B. für Folien, Holzmöbel, Druckfarben, Automobil, Glas, Elektro- und Elektronikbauteile)
Applikations- und Härtungstechnolgie (UV-Anlagen, ESH, Schutzgastechnik usw.)
Analysenmethoden, mechanistische Kozepte der Härtung, Umsatz, Schrumpf, innere Spannungen
Anwendungen der Strahlenhärtung, Vor- und Nachteile der Technologie und Vergleich mit alternativen Technologien

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a), b) und c) Klausur 90 min (benotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Matthias Schumacher, Prof. Dr. Sandra Meinhard, Prof. Dr. Guido Wilke

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Interdisziplinäres Projektlabor (Wahlpflichtmodul)

Voraussetzungen

empfohlen: Solide Grundkenntnisse der chemischen Grundlagenfächer, Physik, Beschichtungstechnik.
Nutzung eines eigenen Laptops in der Vorlesung.

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…
 

Wissen und Verstehen
• … Grundlagen der Farbmetrik verstehen und anwenden.
• … Aufbau der verschiedenen Farbräume und Normungen verstehen und vergleichend bewerten.
• … chemische und physikalische Grundlagen spezieller Prüfverfahren verstehen und anwenden können.
• … Systematik der Beurteilung von oberflächenspezifischen Schadensbilder anwenden können.
• … die grundlegende Vorgehensweise beim Programmieren verstehen
• … die Syntax sowie grundlegende Algorithmen des wissenschaftlichen Rechnens darlegen und verstehen
• … die Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung mit entsprechenden Programmier-Algorithmen verstehen können.
• … die Programmierung zur Auswertung neuartiger Schadensbilder anwenden können.
 

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … farbmetrische Systeme anwenden und analysieren.
• … fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.
• … Zusammenhänge in den untersuchten Systemen erkennen und einordnen.
• … Probleme analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• … Problemanalysen und Bewertungen auf unterschiedliche Weise bewerten und gegeneinander abwägen.
• … sich ausgehend von ihren Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.
• … spezifische Kontrollstrukturen der Compterprogrammierung beherrschen
• … Programmier-Funktionen sowie Klassendefinitionen zur Bildverarbeitung erstellen
• … vorgegebene Teil-Programme verstehen, modifizieren und optimieren
• … kleinere Computerprogramme für studiengangspezifische Aufgabenstellungen erstellen

Wissenschaftliche Innovation
• … Methoden zum Erkenntnisgewinn anwenden.
• … Farbräume modellieren und Anwendungen optimieren.
• … Statistische Berechnungsansätze wie z.B. Hypothesentests ausarbeiten.
• … eigenständig Ansätze für neue Konzepte entwickeln und auf ihre Eignung beurteilen.
• … Teilgebiete der Digitalisierung kennenlernen und als Methoden und Werkzeuge der Industrie 4.0 anwenden

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … Prüfergebnisse auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung des Fachgebiets heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … fachliche Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• … den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• … die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.
• … strukturierte Problemlösung auf allgemeines naturwissenschaftliches und ingenieurtechnisches Vorgehen übertragen
• … auf Basis der erworbenen Kenntnisse anwendungsgerechte Lösungsansätze auswählen

Inhalte
Das interdisziplinäre Projektlabor fasst mehrere Anwendungen unterschiedlicher Fachgebiete in praktischen Übungen und Laborarbeiten zusammen:

Programmierung:
Grundlegendes zu Programmiersprachen, speziell zu „Python“, Variablen und Datentypen, Kontrollstrukturen: Bedingungen, Schleifen, Funktionen und Module, Klassen sowie wissenschaftliches Rechnen Numpy, Scipy, Matplotlib und Pandas.

Farbmetrik:
Grundlagen der Farbmetrik mit speziellen Programmierübungen zur Transformation von Farbräumen.

Spezielle Beschichtungen:
Praktische Durchführung spezieller Beschichtungen und Prüfverfahren sowie Bewertung von Schadensbilder
Industrielle Bildverarbeitung: Automatisierte Auswertung von oberflächentechnischen und beschichtungstechnischen Schadensbilder mithilfe der Programmiersprache Python.

Projektarbeit:
Selbständiges Erarbeiten des Kenntnisstandes von Wissenschaft und Technik zu den obigen Inhalten und Themenstellungen. Mitarbeit an aktuellen Forschungsthemen durch selbständiges wissenschaftliches Arbeiten. Erstellen eines wissenschaftlichen Berichts zu dieser Themenstellung.

Projektseminar:
Ausarbeitung und Präsentation der erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse aus der Projektarbeit. Ableiten neuer Zusammenhänge und/oder Erstellen einer neuen Zielematrix.

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
a) Projektarbeit mit Bericht (benotet, 75%)
b) MP 20 (benotet, 25%)

Verwendung des Moduls
Wahlpflichtmodul Masterstudiengang Angewandte Oberflächen- und Materialwissenschaften

Letzte Aktualisierung
04.08.2023

Fachenglisch (Zusatzfach, 2 ECTS)

Teilnahmevoraussetzungen
verpflichtend: Englischkenntnisse auf dem Niveau der Hochschulreife

Lernergebnisse (learning outcomes) und Kompetenzen
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen
• … das Fachvokabular im Bereich Oberflächen- und Materialwissenschaften kennen und verstehen.
• … englisch-sprachige Publikationen lesen und verstehen.
• … englisch-sprachige Vorträge verstehen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen
Nutzung und Transfer
• … englisch-sprachige Bewerbungen und Lebensläufe verfassen.
• … sich selbst und ihre Fachkenntnisse auf Englisch darstellen.
• … ihr englisches Fachvokabular im Bereich Oberflächen- und Materialwissenschaften erweitern.
• ... selbständig Fachkenntnisse aus englisch-sprachigen Veröffentlichungen erschließen.
• … Vorträge auf Englisch halten und verstehen.
• … Veröffentlichungen auf Englisch verfassen und verstehen.
• … Lösungen komplexer Probleme und Aufgabenstellungen in Wissenschaft und Anwendungsfeldern auf Englisch formulieren, kritisch hinterfragen und mit Fachvertretern diskutieren.

Wissenschaftliche Innovation
• … Methoden und Werkzeuge anwenden, um neue Erkenntnisse im Gebiet der Oberflächen- und Materialwissenschaften zu gewinnen.
 

Kommunikation und Kooperation
• … aktiv innerhalb einer Organisation auf Englisch kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … fachliche Inhalte auf Englisch präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe auf Englisch kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität
• … die eigenen Fähigkeiten reflektieren und einschätzen.

Inhalt

d) Vorlesung Fachenglisch:
Giving instructions, including by telephone
Describing a process to a client/visitor
Analysis of technical articles
Writing a summary of a technical article
Making a product recommendation
Speaking persuasively
Preparing and giving a technical presentation

Prüfungsformen und Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Klausur 60 min (benotet)

Modulverantwortliche/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Renate Lobnig

Letzte Aktualisierung
31.07.2023

Dünnschichttechnik

Gesamtziele

Allgemeines:

Die Studierenden sind in der Lage die wichtigsten Prozessschritte zur Herstellung dünner Schichten wiederzugeben. Für gegebene Anwendungen gelingt es, geeignete Verfahren auszuwählen und zu beschreiben. Vor- und Nachteile der verschiedenen Verfahren können benannt werden und zu einer Bewertung möglicher Prozesse herangezogen werden.

Die für die Beschichtungsverfahren notwendigen Vakuumkenntnisse werden erlernt und können auch zur quantitativen Beschreibung/Berechnung der Vorgänge eingesetzt werden.

Die Studierenden kennen die wichtigsten wissenschaftlichen Modelle, die das Wachstum dünner Schichten beschreiben Die kennengelernten Modelle können auf spezifische Fragestellungen angewandt werden und entsprechende Ergebnisse analysiert werden.

Fachliche Kompetenzen:

Es werden die wichtigsten Anwendungsgebiete dünner Schichten vorgestellt.

Die Herstellung dünner Schichten mittels Vakuum basierter Methoden wird behandelt, wobei eine Einführung in die physikalischen Grundlagen der Vakuumtechnik und der Strömungslehre behandelt wird. Verschiedene Herstellungsverfahren werden besprochen, wobei die Verknüpfung von Verfahren und Schichteigenschaften im Vordergrund steht.

Moderne Beschreibungen zum Wachstum dünner Schichten werden vorgestellt. Der Zusammenhang von Herstellungsparametern und Schichtmorphologie wird erarbeitet. Die Teilnehmer erlernen grundlegende Kenntnisse der Schichtstrukturierung.

Überfachliche Kompetenzen:

Schwerpunkt des Laborteils ist zudem das Arbeiten in Zweiergruppen, wobei die Aufteilung der Tätigkeiten und die konsequente Nutzung der eigenen Stärken in eine Arbeitsgruppe die Teamfähigkeit der Studierenden explizit fördert.

Ggf. besondere Methodenkompetenz:

In der Laborveranstaltung findet die Bearbeitung in Gruppenarbeit statt, wobei insbesondere eine effektive Aufteilung der Arbeitsschritte geschult wird.

Inhalt

• Anwendungen dünner Schichten
• Herstellungsverfahren
• Schichtwachstumsmodelle
• Schichtstrukturierung

Prüfungsleistung / Studienleistung

Klausuren

Galvanotechnik

Gesamtziele

Fachliche Kompetenzen:

Die Studierenden sind in der Lage, die vom speziellen Elektrolyten unabhängigen, universellen Gesetzmäßigkeiten bei der galvanischen Abscheidung zu beurteilen. Das Modul vermittelt fundierte Kenntnisse und einen Überblick über gängige galvanotechnische Verfahren und deren Anwendungen. Die Studierenden sind fähig, den Aufbau exemplarisch ausgewählter Elektrolyte,

d.h. die Wirkungsweise deren Bestandteile sowie den Zusammenhang zwischen Abscheideparametern und resultierenden Schichteigenschaften zu erklären. Die Studierenden können aktuelle Entwicklungen, Entwicklungstendenzen und neue Anwendungen sowie die Besonderheiten und Vor- und Nachteile zu anderen Beschichtungsverfahren benennen. Außerdem sind die Studierenden fähig, die erlernten Zusammenhänge praktisch an ausgewählten, modernen galvanotechnischen Verfahren und Schichtsystemen im Hinblick auf Abscheidung, Eigenschaften und Charakterisierung zu entwickeln.

Überfachliche Kompetenzen:

Die Studierenden sind in der Lage, eigene Lösungen prägnant darzustellen, fremde Lösungen rasch zu erfassen und gemeinsam zu einem abgestimmten Ergebnis zusammenzuführen. Die Studierenden sind in der Lage, im Team zusammenzuarbeiten, lösungsorientiert miteinander zu kommunizieren sowie sich gegenseitig zu unterstützen.

Inhalte

• Qualitative und quantitative Besprechung der gängigen galvanotechnischen
• Prozessparameter
• Theoretische Ableitung verschiedener Überspannungseffekt
• Ermittlung des entladungsbestimmenden Komplexes
• Möglichkeiten und Grenzen der Weiterentwicklung galvanischer Elektrolyte am Beispiel ausgewählter Verfahren
• Elektrokristallisation und Schichteigenschaften
• Theoretische Betrachtung der wichtigsten Einflussgrößen auf die Streufähigkeit eines Elektrolyten
• Moderne Verfahren und Schichtsysteme (z.B. Multilayer- und Gradientenschichten, Dispersionsschichten, Hochgeschwindigkeitsabscheidung, nichtwässrige Elektrolyte, Erzeugung von Mikrostrukturen etc.)

Prüfungsleistung / Studienleistung

Klausur + Projektarbeit

Materialcharakterisierung

Gesamtziele

Allgemeines:

Methoden der Materialcharakterisierung, wie z.b. 3-D-Röntgencomputertomografie, bilden langem wichtige tools in der Forschung und Entwicklung von Werkstoffen. Sie sind auch Teil der industriellen Fertigungsüberwachung von Werkstoffen und Bauteilen und halten zunehmend Einzug in die In-Line-Qualitätsüberwachung. Ihre Bedeutung wird aufgrund der weiter zunehmenden Rechnerleistungen sowohl für die Materialforschung als auch für die Qualitätssicherung in der Fertigung (Digitalisierung, Industrie 4.0) weiter zunehmen.

Fachliche Kompetenzen:

Die Studierenden haben ein Vertieftes Verständnis der modernen Verfahren zur vorwiegend zerstörungsfreien Prüfung mikro- und nanoskaliger Schichten auf mechanisch-technologische Eigenschaften wie beispielsweise Härte, Härtetiefe, Eigenspannungen,Textur sowie auf Schichtdicke und Fehler mit Schwerpukt Qualitätssicherung in der Fertigungslinie.

Die Studierenden haben ein grundlegendes Verständnis der Methoden und Verfahren zur 2-D- und 3-D- Materialcharakterisierung und sind in der Lage, die Einsatzbereiche und Möglichkeiten für die Werkstoffforschung zu beurteilen.

Die Studierenden besitzen ein grundlegendes Verständnis der den Techniken und Verfahren zugrunde liegenden physikalischen Effekte und einen Überblick über die wichtigsten Verfahren, deren Einsatzgebiete, Grenzen und Vor- und Nachteile. Sie haben die Befähigung zur wissensbasierten Verfahrensauswahl für spezifische Anwendungsfälle.

Inhalte

Schichtprüfung:

Wirbelstrom- und magnetinduktive Verfahren, Barkhausenrauschen Mikromagnetik (Mehrparameteranalyse)

Wirbelstrom- und Barkhausenrauschmikroskopie Ultraschallschichtprüfung Röntgenfluoreszenzanalyse

Charakterisierung von Grundwerkstoff und Randzone:

Materialografie (Schliffpräparation, Ätzung, Lichtmikroskopie) Röntgencomputertomografie und 3-D-Bildanalysetools Ultraschallmikroskopie und 2-D- und 3-D-Ultraschall-Bildgebung

Digitale Bild- und Signalanalyse:

Grundlagen und ausgewählte Beispiele zur Datenaufbereitung und Bildanalyse Grundlagen und ausgewählte Beispiele der Signalvorverarbeitung und Signalanalyse.

Prüfungsleistung / Studienleistung

Klausur

Wahlpflichtfächer (3 von 5)

Allgemeine Werkstoffe (Wahlpflichtmodul)

Gesamtziel

Fachkompetenz („Wissen und Verstehen“ und „Fertigkeiten“):

Die Studenten sollen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls einen Überblick über Aufbau, Eigenschaften und Einsatz allgemeiner Werkstoffe haben. Dies beinhaltet die metallischen Konstruktionswerkstoffe ebenso wie Keramik-, Polymer-.und Verbundwerkstoffe. Sie sollen darüberhinaus über vertiefte Kenntnisse in wichtigen ausgesuchten Bereichen verfügen.

Überfachliche Kompetenz („Sozialkompetenz“ und „Selbstständigkeit“):

Verbesserung der Fähigkeit zu interaktivem Arbeiten und Kommunikation.

Besondere Methodenkompetenz:

Die Studenten erwerben die Befähigung zur zielführenden Auswahl und Beurteilung von Werkstoffen je nach späterer Beanspruchung und die Fähigkeit zur Modifikation von Werkstoffen sowie das Verständnis der Formgebungsmöglichkeiten bei der Herstellung. Ausserdem sollen sie nach erfolgreich abgelegtem Modul in der Lage zum selbständigen Erarbeiten des Kenntnisstandes von Wissenschaft und Technik zu neuen Fragestellungen sein.

Inhalte

Allgemeine Werkstoffkunde metallischer Konstruktionswerkstoffe (Vorlesung):

1. Atomaufbau und Bindungen
2. Kristallstrukturen und Kristallbaufehler
3. Gleichgewichtszustände und Phasenumwandlungen
4. Mechanisches Verhalten bei quasistatischer, statischer und dynamischer
5. Beanspruchung bis zu höchten Temperaturen Herstellungsverfahren

Nichtmetallwerkstoffe und Verbundwerkstoffe (Vorlesung):

Keramik: Alternativen in Herstellungsverfahren (Pressen, Spritzguss, Schlickerguss, Foliengießen). Unterschiedliche Klassen der Keramik. Bruchmechanik und zuverlässige Auslegung mit Keramik. Spezielle Polymerwerkstoffe.

Verbundwerkstoffe: Faserverbunde, z.B. C-Faser-verstärkte Kunststoffe, Metall- Matrix- Verbundwerkstoffe, Keramik-Matrix-Verbundwerkstoffe. Verstärkungsmechanismen und Herstellungsverfahren.

Prüfungsleistung / Studienleistung

Klausur

Metallische Werkstoffe (Wahlpflichtmodul)

Gesamtziele

Fachkompetenz („Wissen und Verstehen“ und „Fertigkeiten“):

Ziel des Moduls ist das Erlangen fundierter Kenntnisse über den Atombau, die daraus resultierenden Eigenschaften von Elementen, mögliche Kristallstrukturen und Phasenumwandlungen sowie daraus resultierende mechanische Eigenschaften

Überfachliche Kompetenz („Sozialkompetenz“ und „Selbstständigkeit“):

Ggf. besondere Methodenkompetenz:

Die Hörer werden in einer ganzheitlichen Darstellung in die Lage versetzt, bei Metallen anzutreffende Zusammenhänge sowohl phänomenologisch als auch mathematisch zu beschreiben.

Inhalte

1. Atomaufbau mit den daraus resultierenden elementspezifischen Eigenschaften
2. Bindungen im gasförmigen, flüssigen und festen Zustand mit den daraus resultierenden elementspezifischen Eigenschaften
3. Kristallgitter und Kristallstrukturen von Elementen, Mischkristallen und intermetallischen Phasen mit den daraus resultierenden elementspezifischen Eigenschaften
4. Kristallbaufehler sowie deren Häufigkeit und Verteilung in Abhängigkeit von der Temperatur
5. Phasenumwandlungen bei gleichgewichtsnaher und ungleichgewichtiger Abkühlungsgeschwindigkeit
6. Statische, quasistatische und dynamische elastische sowie elastisch/plastische Verformung in Abhängigkeit von Gitterfehlerhäufigkeit und Anordnung sowie von der Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit

Prüfungsleistung / Studienleistung

Klausur

Advanced Materials (Wahlpflichtmodul)

Gesamtziele

Allgemeines:

Im Modul werden wichtige innovative Werkstoffklassen und Fügetechniken behandelt.

Fachliche Kompetenzen:

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls besitzen die Studierenden Kenntnisse über Aufbau, Physik und Anwendungen von wichtigen Funktionswerkstoffen. Sie verstehen die chemisch/physikalischen Mechanismen z.B. von Magnetwerkstoffen, Werkstoffen mit spezifischen elektrischen Eigenschaften, Verbundwerkstoffen und Batteriewerkstoffen. Darüber hinaus kennen sie wichtige Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren für diese Werkstoffklassen. Ausserdem wird den Studierenden ein Überblick über gängige Fügeverfahren mit dem Schwerpunkt Klebetechnik sowie Kenntnisse über die Formulierung, Herstellung und Applikation von Klebstoffen, die Eigenschaften von Verklebungen und deren Prüfung vermittelt. Zudem besitzen die Studierenden Kenntnisse über aktuelle FuE-Fragestellungen und Entwicklungstrends.

Überfachliche Kompetenz („Sozialkompetenz“ und „Selbstständigkeit“):

Auf Basis der erworbenen Kenntnisse sind die Studierenden in der Lage, anwendungsspezifisch eine geeignete, wissensbasierte Auswahl der Werkstoffe und der Fügeverfahren auszuwählen. Sie besitzen die Fähigkeit zur Modifikation bzw.

Neuentwicklung von Werkstoffen, zum selbständigen Erarbeiten des Kenntnisstandes von Wissenschaft und Technik zu neuen Fragestellungen und zum verständlichen Präsentieren derselben.

Inhalte

Advanced Materials:

Magnetwerkstoffe, elektrische Leiterwerkstoffe und Werkstoffe mit speziellen elektrischen, magnetischen oder mechanischen Eigenschaften, Verbundwerkstoffe, Batteriewerkstoffe

Fügeverfahren und Kleben:

Übersicht und Gegenüberstellung von Fügeverfahren mit besonderem Schwerpunkt auf Klebstoffe, ihre Zusammensetzung, Herstellung, Verarbeitung und Eigenschaften einer Verklebung.

Prüfungsleistung / Studienleistung

Referat

Produktmanagement (Wahlpflichtmodul)

Gesamtziel

Learning goals/competences:

professional competence (professional knowledge and skills, professional expertise): Well-founded theoretical knowledge and practical skills regarding

Product and innovation management Ways and means of successfully introducing products on the markets and ways in which the individual departments of a company cooperate. Command of the fundamental marketing instruments Command of creativity techniques Knowledge of group-dynamic processes Understanding of the processes taking place when innovative products

Inhalt

Course content:

Product management:

Lecture with papers presented by participants, and discussions Tutorials/case studies on the command of:

• Marketing basics
• Definition of new products
• Introduction of new products on the market

Innovation management:

• interpersonal tools
• Innovation techniques
• Creativity techniques

Prüfungsleistung / Studienleistung

Projektarbeit

Projektarbeit zu aktuellen Forschungsthemen der Hochschule (Wahlpflichtmodul)

Gesamtziel

Allgemeines:

In diesem Modul werden die Studierenden in guter wissenschaftlicher Praxis geschult als Vorbereitung für späteres wissenschaftliches Arbeiten. Dabei wird in dem gewählten Fachgebiet das Wissen über den Stand der Technik hinaus vertieft.

Fachliche Kompetenzen:

Die Studierenden können sich vertieft in ein Forschungsgebiet einarbeiten und besitzen durch die Aufarbeitung des Standes der Wissenschaft und Technik und die Literaturrecherche eine vertiefte Fachkompetenz auf dem jeweiligen Gebiet. Es wird die Fähigkeit zum selbstständigen Erarbeiten vertieften Wissens auf einem gewählten Gebiet ertüchtigt. Bei den experimentellen Untersuchungen sind sie in der Lage, wissenschaftlich zu experimentieren, d.h. sie können wissenschaftliche Versuchsreihen, abgeleitet aus Forschungsfragen, planen, reproduzierbar durchführen, auswerten und darstellen. Sie können ihre wissenschaftlichen Ergebnisse zielgruppenorientiert aufbereiten und darstellen.

Inhalt

• Bearbeitung eines Themas aus einem aktuellen Forschungsgebiet der Hochschule mit Bezug zu den Inhalten des Masterstudienganges OMM
• Wissenschaftliche Anleitung im jeweiligen Forschungsthema
• Erarbeiten des Standes der Technik sowie durchführen und Auswerten von Literaturrecherchen
• Planung einer wissenschaftlichen Versuchsreihe
• wissenschaftliches experimentieren und Versuchsauswertung
• Verfassen eines Projektberichtes zu den eigenen Forschungsergebnissen
• Aufarbeiten, darstellen und zielgruppenorientiertes Präsentieren von Forschungsergebnissen

Prüfungsleistung / Studienleistung

Projektarbeit

Abschlussarbeit