Unsere Berufung
Wir erforschen, verbessern und validieren neue Prozesse, Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung anspruchsvoller Entwicklungs- und Konstruktionstätigkeiten. Wir legen Wert auf eine herausragende Ausbildung in der gesamten Breite der Konstruktionstechnik. Neben der Vermittlung der Theorie auf hohem Niveau ist uns das selbständige und praktische Anwenden des Erlernten durch unsere Studentinnen und Studenten wichtig. Wir respektieren und akzeptieren die Vielfalt der fachlichen Ausprägungen der Konstruktionstechnik.

Unsere Vision
Wir schaffen durch unsere Lehr- und Forschungsaktivitäten das Fundament für innovative, neue oder optimierte technische Produkte und leisten somit einen wichtigen Beitrag zur Pflege und Stärkung der industriellen Basis in Europa. Unsere Forschungsarbeiten sehen wir vor dem Hintergrund von Ressourcenund Energieeffizienz sowie Nutzerzentrierung.

Organisation
Derzeit arbeiten etwa 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am KTmfk, darunter über 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fachrichtungen Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mathematik, Mechatronik und Werkstofftechnik. Sie werden bei ihren Aufgaben von vier Lehrbeauftragten sowie pro Jahr rund 90 studentischen Hilfskräften unterstützt.

Assistenzsysteme
Wissen hat sich als vierter Produktionsfaktor in modernen Unternehmen etabliert. Somit stellt der zielgerichtete Umgang mit Wissen und dessen gewinnbringender Einsatz eine zentrale Herausforderung dar. Produktentwickler sehen sich deshalb mit der Aufgabe konfrontiert, neues und nützliches Wissen zur Beschleunigung der Innovation zu identifizieren und richtig einzusetzen. Dies motiviert uns, Assistenzsysteme zu entwickeln, die Produktentwickler wissensbasiert unterstützen.
Hierbei legen wir ein besonderes Augenmerk auf:

• den Wissensakquisitionsprozess

• die Analyse von Produktdaten durch Data-Mining

• die wissensbasierte Produktsimulation

• die Unterstützung bei der multikriteriellen Bewertung und Entscheidungsfindung.
  

Leichtbau
Aufgrund steigender Leichtbauanforderungen an moderne Konstruktionen werden immer häufiger faserverstärkte Kunststoffe (FVK) eingesetzt, da diese Werkstoffgruppe ein besonders großes Leichtbaupotential verspricht. Eine Ausnutzung des Leichtbaupotentials von FVK ist jedoch nur möglich, wenn die spezifischen Werkstoffeigenschaften, wie etwa die Anisotropie, bereits in der frühen Entwicklungsphase berücksichtigt und entsprechend ausgenutzt werden. Wir entwickeln deshalb neuartige Methoden und Verfahren, die eine werkstoffgerechte Auslegung und Gestaltung von FVK-Bauteilen in den frühen Konstruktionsphasen ermöglichen. Doch gerade in Schlüsselindustrien, wie etwa der Automobilindustrie, ist neben einem geringen Bauteilgewicht auch die Crashsicherheit eine zentrale Anforderung. Deshalb ist es wichtig, bereits frühzeitig crashgerechte Konzepte zu entwickeln und diese mit den Leichtbauanforderungen in Einklang zu bringen. Ergänzend hierzu nutzen wir eine hochdynamische Zerreißanlage für die Werkstoffcharakterisierung.

Nutzerzentrierte Produktentwicklung
Der demografische Wandel in den Industrienationen hat nicht nur auf die Pflege- und Sozialdienstleistungsbranche große Auswirkungen. Auch die nutzerzentrierte Produktentwicklung forciert eine gezielte Anpassung technischer Produkte an die heterogenen Anforderungen und Kompetenzen zukünftiger Anwender. Auf den Nutzer abgestimmte, alterssensible Produkte bedürfen entsprechender Entwicklungsprozesse und -methoden. Dazu sind beispielsweise die Auswirkungen von Veränderungen nutzerspezifischer Produktmerkmale auf den Produktgebrauch und das Produktverhalten vorherzusagen. Wir arbeiten hierzu unter anderem an der Erfassung und Integration individueller Nutzeranforderungen in Prozesse der Produktentwicklung, der Modellierung und Vorhersage der Nutzer-Produkt-Interaktion, der Erzeugung alters- und leistungsadaptierter digitaler Menschmodelle sowie an einer Kopplung von Menschsimulation und CAx.

Toleranzmanagement
Der KTmfk gehört zu den führenden Forschungseinrichtungen im Bereich des Toleranzmanagements. Hierzu zählt der Umgang mit später unvermeidlichen Fertigungsabweichungen bereits während der Produktentwicklung über alle Entwicklungsphasen hinweg. Das Toleranzmanagement ist ein anspruchsvolles, interdisziplinäres Aufgabengebiet, welches zwischen Konstruktionstechnik, Fertigungstechnik, Messtechnik sowie Statistik angesiedelt ist. Forschungsschwerpunkte liegen auf der integrierten, statistischen Toleranzanalyse, der verbesserten Modellierung nicht-idealer Geometrie in Toleranzsimulationen sowie Assistenzsystemen zur Unterstützung bei der Toleranzsynthese und bei Robustheitsuntersuchungen. Der Aufbau eines internationalen Forschernetzwerks, die Gründungsmitgliedschaft im Toleranzforum der deutschen Automobilindustrie, eine regelmäßig stattfindende Summer School, zahlreiche Forschungs- und Industrieprojekte sowie mehrfach Auszeichnungen für wissenschaftliche Arbeiten zeugen von den regen Aktivitäten dieser Arbeitsgruppe.

Tribologische PVD-/PACVD-Schichtsysteme
Dünne Schichten auf Bauteiloberflächen ermöglichen verschleiß- und reibungsarme Maschinen. Sie sind daher der Schlüssel für zukünftige, ressourcen- und energieeffiziente technische Systeme. Als eines der wenigen Universitätsinstitute in Deutschland sind wir mit unserer Arbeitsgruppe in der Lage, die gesamte Prozesskette - vom Beschichtungsprozess über die Schichtcharakterisierung bis hin zur Bauteilprüfung - abzudecken. Hierfür stehen neben einem Beschichtungstechnikum mit einer modernen Vakuumbeschichtungsanlage ein umfangreiches Spektrum an Prüfeinrichtungen zur Verfügung. Im Fokus aller Arbeiten steht die anwendungsorientierte Schichtentwicklung.
Hierbei besitzt der KTmfk ausgewiesene wissenschaftliche Kompetenz für

• Amorphe Kohlenstoffschichtsysteme

• Festschmierstoffschichtsysteme

• Hartstoffschichtsysteme.
  

Wälzlagertechnik
Ohne das Maschinenelement Wälzlager wären moderner Maschinen- und Fahrzeugbau undenkbar. Die überragende Bedeutung des Wälzlagers für die Mechanik ist vergleichbar mit der des Transistors für die Elektronik. Obgleich der grundsätzliche Aufbau moderner Wälzlager seit langem bekannt ist, ist das komplexe System Wälzlager dennoch bis heute nicht vollständig durchdrungen. Zugleich ergeben sich aus neuen Einsatzfeldern zusätzliche Herausforderungen an die Wälzlagertechnik. Dies motiviert uns zu einer Reihe praktischer und theoretischer Forschungsaktivitäten. Sie zielen auf ein besseres Systemverständnis sowie die Weiterentwicklung des Wälzlagers ab.
Hierbei werden folgende Aspekte fokussiert:

• Energieeffizienz

• Leichtbaulösungen

• Funktionsintegration

• Medien- und Trockenschmierung.
  

Mechatronische Systeme im Maschinenbau
Die Anzahl von Maschinen, deren Funktion auf einem Zusammenspiel von mechanischen, elektronischen und informationstechnischen Elementen beruht, nimmt seit Jahrzehnten stetig zu. Dieser Trend wird auch zukünftig anhalten. Dabei wird die Nachfrage nach mechatronischen Systemen steigen, die harmonisch mit der Umwelt interagieren und die die Ressourcen schonen.
Wir arbeiten deshalb an folgenden Schwerpunkten:

• Nachgiebige Mechanismen

• Formadaptive Strukturen

• Elastische Sensoren und Aktoren

• Leichtbau in der Mechatronik.

Besonderes Interesse gilt dabei der Erforschung von Entwurfsmethoden, der Systemsimulation und dem experimentellen Untersuchen der Betriebsfestigkeit.

Wir verfügen in allen Arbeitsgebieten über eine hochwertige und moderne Ausstattung. Ein High-Performance-Cluster, leistungsfähige Arbeitsplatzrechner und aktuelle CAD- und CAE-Software sowie eine umfangreiche Fachbibliothek mit rund 2.000 einschlägigen Büchern und Periodika unterstützen die Wissenschaftler bei ihren theoretischen Untersuchungen. Die Validierung von Simulationsmodellen und Untersuchungen experimenteller Natur werden auf einer Reihe von Prüfständen durchgeführt. Diese sind zu einem großen Teil Eigenentwicklungen, die Fertigung erfolgt in einer lehrstuhleigenen Werkstatt sowie der leistungsfähigen Zentralwerkstatt der Technischen Fakultät. Daneben umfassen unsere Labore zahlreiche weitere Prüfeinrichtungen. Zu den Highlights der Lehrstuhlausstattung gehören eine servohydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine und eine Vakuumbeschichtungsanlage.

• Virtual Reality Labor
  

• Labor für Oberflächen. und Schichtcharakterisierung:

• Ultra-Mikrohärtemessgerät "Fischerscope H100VP"

• Ritztester "RTG-2"

• Rockwell-Härtemessgerät "GNEHM R2"

• Kalottenschleifgerät "KSG-2"

• Tastschnittgerät "Perthometer S3P"

• Kontaktwinkelmessgerät "Krüss G10"

• Laser Scanning Mikroskop "Keyence VK-X210"

• Tribometrielabor

• Impact-Tester "IT 1000/100"

• Load Scanner "TE.69"

• Stift-Scheibe-Tribometer "SST-1"

• Klima-Stift-Scheibe-Tribometer "K-SST-1"

• Temperiertes Vakuum-Stift-Scheibe-Tribometer "TV-SST-1"

• Beschichtungstechnikum

• Vakuumbeschichtungsanlage "H-O-T TT300-K4"

• Prüffeld

• Wälzlagerreibungsprüfstand "WRP"

• Wälzlagerschwingungsprüfstand "SPS"

• Prüfstand für Rotorlagerungen von Elektromotoren

• Tassenstößel-Komponentenprüfstand "TSMP"

• Wälzlagerschleuderprüfstand

• Fallturm

• Servohydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine "Zwick HTM 5020"
  

• Mitarbeit in Sonderforschungsbereichen (SFB) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG):

• SFB 396 : Robuste, verkürzte Prozessketten für flächige Leichtbauteile

• SFB 396 Transfer : Robuste, verkürzte Prozessketten für flächige Leichtbauteile

• Beteiligung an nationalen und internationalen Forschungsverbünden:

• BMBF Leitprojekt: Integrierte Virtuelle Produktentstehung (iViP)

• BMBF Projekt: CAD-Referenzmodell - Gestaltung zukünftiger computergestützter Konstruktionsarbeit

• Bayerischer Forschungsverbund für Oberflächen-, Schicht- und Trocknungstechnik (FOROB)

• Bayerischer Forschungsverbund Oberflächentechnik (FOROB II)

• Bayerischer Forschungsverbund für Werkstoffe auf der Basis von Kohlenstoff (FORCARBON)

• Bayerischer Forschungsverbund Abfallforschung und Reststoffverwertung (BayFORREST)

• Verbindungen zu ausländischen Universitäten

• Schweiz: ETH Zürich

• Dänemark: DTU Lyngby

• England: University of Cambridge

• Kroatien: University of Zagreb

• Mitgliedschaften in Fachorganisationen:

• Wissenschaftliche Gesellschaft für Maschinenelemente, Konstruktionstechnik und Produktentwicklung e.V.(WGMK)

• Berliner Kreis, wissenschaftliches Forum für Produktentwicklung e.V.

• International Design Society - a worldwide community

• Arbeitsgemeinschaft der bayerischen Forschungsverbünde (abayfor)

• CAD/CAM-Entwicklungsgesellschaft zur Förderung des Erfahrungsaustausches in der Industrie (CEFE)

• Verein Deutscher Ingenieure (VDI)

Symposium "Design for X" (vormals Symposium "Fertigungsgerechtes Konstruieren")

• Bayerisches Entwicklungsnetz für innovative Technologien (BEnefiT) - mit "High"- und "Clean"-Technology zu marktfähigen Produkten
  
• Darstellungsverfahren zur Analyse von Toleranzauswirkungen auf gefertigte Bauteile
  
• DFX-orientierte Unterstützung von multikriteriellen Entscheidungsprozessen in der Produktentwicklung
  
• Ein web-basiertes Umweltinformationssystem
  
• Entwicklung eines neuartigen Getriebes aus Kunststoff nach dem WAVE-DRIVE®-Prinzip
  
• FORCARBON: Optimierung der Verschleißfestigkeit der Gleitpaarungen in Dieseleinspritzsystemen für verbrauchsarme Kfz
  
• FOROB II Projekt I.1: Trockenlaufende und verschleißreduzierte Kugelumlaufeinheiten in Linearführungen durch Entwicklung und Einsatz keramischer Werkstoffe und PVD-Festschmierstoff-Multilayer-Schichten
  
• Komplexitätsmanagement
  
• Kopplung von Toleranzzonen und elastischen Deformationen zur realitätsnahen Beschreibung des technischen Produktverhaltens
  
• Leichtbau und Innovation
  
• Multikriterielle Bewertung
  
• SFB 396 Robuste, verkürzte Prozessketten für flächige Leichtbauteile - Teilprojekt A1
  
• Systemgerechte Grenzgestaltdefinition
  
• Verbesserung von Funktionalität und Lebensdauer der Kugellager in medizinischen Röntgenröhren durch die Entwicklung von PVD-gesputterten Festschmierstoffschichten
  
• Weiterentwicklung des Konstruktionssystems mfk für den frühen Entwurfsprozeß dynamisch belasteter Rahmentragwerke aus faserverstärkten Kunststoffen