Inhaltsübersicht: Fachunterricht Kunststoff- und Faserverbundtechnologie

Hier finden Sie die Kerninhalte, gegliedert nach den einzelnen Unterrichtsfächern. Der Fachunterricht Kunststoff- und Faserverbundtechnologie vermittelt vertieftes Werkstoffwissen über polymere Materialien sowie die Praxis moderner Verarbeitungs- und Prüfverfahren. Neben der klassischen Kunststofftechnik liegt ein besonderer Fokus auf der präzisen Herstellung, Be- und Nachbearbeitung von hochentwickelten Faserverbundbauteilen sowie der Vermittlung von Kompetenzen für die betriebliche Qualitätsprüfung und eine nachhaltige Prozessplanung.

Kunststoffkunde – Werkstoffe der Zukunft verstehen und anwenden

Kunststoffe spielen eine zentrale Rolle in der modernen Technik – von der Automobilindustrie bis zur Medizintechnik. Das Fach legt die Grundlagen für fundierte technische Entscheidungen in der beruflichen Praxis, denn Sie erwerben hier das Wissen, um Kunststoffe gezielt auszuwählen und nachhaltig einzusetzen. Folgende Schwerpunkte werden dabei gesetzt:

• Materialkunde im Fokus: Welche Kunststoffe gibt es, und wie unterscheiden sie sich? Wir analysieren die Eigenschaften verschiedener Kunststofffamilien und ihre Einsatzmöglichkeiten.

• Von der Herstellung bis zum Recycling: Wie werden Kunststoffe synthetisiert? Welche Verfahren gibt es, und wie können sie umweltfreundlich genutzt oder recycelt werden?

• Prüfung und Qualitätssicherung: Mit modernen Prüfverfahren testen wir Kunststoffe auf ihre Belastbarkeit und Eignung für technische Anwendungen.

Kunststoffverarbeitung und Faserverbundtechnologie

Dieses Fach vermittelt essenzielles Wissen für die moderne Kunststoffproduktion und bereitet Sie optimal auf ihre zukünftigen Aufgaben in der Industrie vor:

• Verfahrenstechnik Kunststoff – Hightech-Prozesse verstehen und steuern: Kunststoffprodukte sind allgegenwärtig – von Präzisionsbauteilen in der Automobilindustrie bis hin zu nachhaltigen Verpackungslösungen. Sie lernen hierfür die wichtigsten Fertigungsprozesse kennen und steuern.

• Spritzgießen & Pressen – Präzision in Serie: Wie funktionieren Spritzgießanlagen und Pressen? Wir vergleichen die Verfahren, erkennen Formteilmängel und optimieren Maschinenparameter für beste Ergebnisse.

• Extrusion – Formgebung in Perfektion: Ob Rohre, Folien oder Profile – die Extrusion ist ein Schlüsselverfahren der Kunststoffverarbeitung. Wir analysieren die Maschinen, Werkzeuge und Prozessparameter für optimale Produktionsqualität.

• Weiterverarbeitung & Qualitätssicherung: Von Oberflächenbeschichtung bis zur Haftung von Druckfarben – wir untersuchen, wie Weiterverarbeitungsverfahren die Produktqualität beeinflussen und welche Faktoren entscheidend sind.

Kunststoffverarbeitung – Formteile

Mit diesem Fach entwickeln Sie das Know-how, um hochmoderne Spritzgießverfahren gezielt einzusetzen und hochwertige Kunststoffprodukte in Serie zu bringen.

• Spritzgießtechnologien – Tauchen Sie ein in die Welt der modernen Spritzgießtechnik und erweitern Sie Ihr Fachwissen über innovative Verfahren für höchste Präzision in der Kunststoffverarbeitung.

• Verfahrensanalyse & Prozessverständnis – Wir durchleuchten den gesamten Spritzgießprozess und setzen Ursache und Wirkung in Zusammenhang, um eine tiefgehende Prozessoptimierung zu ermöglichen.

• Verfahrensauswahl für perfekte Bauteile – Entwickeln Sie ein tiefes Verständnis für verschiedene Spritzgießtechnologien und treffen Sie fundierte Entscheidungen für die optimale Fertigung Ihres Formteils.

• Fehleranalyse & Prozessoptimierung – Erkennen Sie typische Formteilmängel und erarbeiten Sie gezielte Lösungsstrategien für eine fehlerfreie Produktion.

Kunststoffverarbeitung – Faserverbundwerkstoffe

• Anwendungsbereiche Faserverbund
• Faserarten
• Matrixarten
• Kennenlernen verschiedener Herstellungsverfahren
• Auswahl der Fasermaterialien
• Auswahl geeigneter Herstellungsverfahren
• Faserorientierung
• Faservolumengehaltsermittlung
• Werkstoffprüfung
• Recycling von Faserverbundkunststoffen
• Faserverbundkunststoffe mit thermoplastischer Matrix

Konstruktion

Die Schülerinnen und Schüler setzen technische Ideen in die Realität um und lösen komplexe Aufgaben nach grundlegenden Konstruktionsregeln. Sie erwerben fundierte Sicherheit im Umgang mit moderner 2D- und 3D-CAD-Software, insbesondere dem Industriestandard CATIA, erstellen dreidimensionale Modelle und leiten daraus fehlerfreie Fertigungsunterlagen ab. Der Unterricht deckt das gesamte Spektrum von der Handskizze bis zur normgerechten Darstellung in Gesamt-, Gruppen- und Teilzeichnungen inklusive Stücklisten ab. Die Schülerinnen und Schüler nutzen digitale Normteilbibliotheken und Herstellerkataloge und sichern die Funktion der Bauteile durch den präzisen Einsatz von Passungssystemen sowie Form- und Lagetoleranzen. Bei der Gestaltung und Dimensionierung entscheiden sie selbstständig und binden ihr Wissen aus den Grundlagenfächern erfolgreich ein.

Entwicklung und Konstruktion

Die Schülerinnen und Schüler lösen komplexe, praxisnahe Konstruktionsaufgaben systematisch von der Idee bis zur Ausarbeitung. Ausgehend von einem Pflichtenheft entwickeln sie innovative Konzepte und nutzen branchenübliche Software zur Gestaltoptimierung. Mittels 3D-CAD-Systemen führen sie Bewegungssimulationen, Festigkeitsanalysen (Finite Elemente) sowie Füll- und Wärmeberechnungen durch – insbesondere für kunststofftypische Bauteile und Formen unter Beachtung spezifischer Gestaltungsregeln und Angussarten. Die Ergebnisse werden über CIM-Schnittstellen dokumentiert und nach Aspekten der Wertanalyse beurteilt. Dabei blicken die Lernenden stets auf den gesamten Wertschöpfungsprozess und integrieren Kostenvorgaben, Sicherheitsvorschriften sowie Anforderungen an Design, Ergonomie und Umweltschutz.

Technische Mechanik

Die Technische Mechanik beschäftigt sich mit den grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Mechanik. Dadurch erlangen die Studierenden ein tiefgehendes Verständnis für technische Systeme, sodass dadurch praxisorientierte Anwendungen analysiert, bewertet und optimiert werden können.

• Die Statik beschäftigt sich hauptsächlich mit der Untersuchung von Kräften und Momenten an ruhenden Bauteilen, die mithilfe der statischen Gleichgewichtsbedingungen berechnet werden.

• Die Festigkeitslehre verwendet die ermittelten Kräfte und Momente als Eingangsgröße und analysiert die dabei entstehenden Materialbeanspruchungen und -verformungen. Daraus kann abgeleitet werden, ob Bauteile und Systeme den äußeren Beanspruchungen standhalten und ausreichend dimensioniert sind.

Maschinenelemente

Maschinenelemente sind häufig verwendete Bauteile oder Baugruppen, die in gleicher oder ähnlicher Form immer wieder in technische Anwendungen eingesetzt werden. In diesem Kurs erlangen die Studierenden ein fundiertes Verständnis für die Funktion, Auswahl und Dimensionierung gängiger Maschinenelemente, die vorzugsweise in der Kunststoff- und Faserverbundtechnologie zum Einsatz kommen. Dabei wird auf praxisnahe Berechnungen und Normen sowie auf aktuelle Entwicklungen im Bereich der Maschinentechnologie eingegangen.

Steuerungstechnik

Wir analysieren steuerungstechnische Aufgabenstellungen und erstellen verbindungsprogrammiert die entsprechenden pneumatischen und/oder elektro-pneumatischen/ -hydraulischen Schaltpläne und Steuerungen. Wir bedienen uns hierzu verschiedener industrieller Simulationssoftware. Zudem bauen wir die Schaltungen praktisch auf und kontrollieren die korrekte Funktion. Wir gewinnen einen Einblick in die Gesetzmäßigkeiten der Boolesche Algebra und in speicherprogrammierbare Steuerungen. Ein Fach, welches sich sehr praxisnah und abwechslungsreich gestaltet!

Digitale Transformation (Teil 1): Industrie 4.0 erleben und gestalten

Die Digitalisierung verändert die industrielle Produktion grundlegend – auch in der Kunststoff- und Faserverbundtechnologie. Im Fach „Digitale Transformation“ setzen sich angehende Technikerinnen und Techniker aktiv mit den Herausforderungen und Chancen der digitalen Zukunft auseinander.

Der Einstieg erfolgt praxisnah im Rahmen einer Projektwoche, in der ein zentrales Thema im Mittelpunkt steht: die individuelle Becherproduktion als vernetztes Industrie-4.0-System. Die Lernenden erleben hautnah, wie digitale Werkzeuge – von CAD über automatisierte Fertigungsprozesse bis hin zur individuellen Produktkennzeichnung – ineinandergreifen. Ziel ist es, die Prinzipien von Losgröße 1, vernetzter Wertschöpfung und kundenspezifischer Produktion praktisch zu verstehen und anzuwenden.

Begleitend dazu werden zentrale Inhalte der digitalen Transformation vermittelt, darunter:

• Kernbereiche der Digitalisierung
• ERP-Systeme und SAP4Hana
• Vernetzte Produktionsprozesse
• Netzwerktechnik und Datensicherheit
• Künstliche Intelligenz und smarte Systeme

Ein besonderes Highlight ist die SAP-Zertifizierung, die die Teilnehmenden im Rahmen des Unterrichts erwerben können. Dieses Zertifikat ist nicht nur fachlich wertvoll, sondern stellt auch ein starkes Argument in jeder Bewerbung dar – insbesondere im Bereich Produktionsplanung und digitaler Prozessgestaltung.

Durch die Kombination aus Theorie, Projektarbeit und industrienaher Software lernen die Techniker, wie sie digitale Technologien gezielt zur Prozessoptimierung, Qualitätssicherung und individuellen Kundenlösung einsetzen – Kompetenzen, die in der modernen Kunststoffverarbeitung stark gefragt sind.

Digitale Transformation (Teil 2)

• Formenbau für die Herstellung von Faserverbundbauteilen
• Auswahl geeigneter Materialien und Herstellungstechnologien
• CNC-Programmierung
• CAM-Techologie
• 3D-Drucktechnologie
• Automatisiertes Zuschneiden von Verstärkungsfasern
• Robotergesteuertes Ablegen von Fasermaterialien

Industriebetriebslehre

Das Fach vermittelt grundlegende betriebswirtschaftliche Kenntnisse für Tätigkeiten in Industrieunternehmen. Die Schüler/-innen lernen betriebliche Strukturen, Rechtsformen und Unternehmensziele kennen und beschäftigen sich mit zentralen Aufgabenbereichen wie Personalwirtschaft, Finanzwesen, Kostenrechnung und Controlling. Weitere Schwerpunkte sind die Produktionsplanung und -steuerung sowie die Grundlagen des Marketings. Dadurch entwickeln die Schüler/-innen ein Verständnis für betriebswirtschaftliche Zusammenhänge und Entscheidungsprozesse in Industrieunternehmen der Kunststoff- und Faserverbundtechnik.

Projektmanagement und Projektarbeit

Im zweiten Ausbildungsabschnitt erstellen alle angehenden TechnikerInnen, eingebettet in das Unterrichtsfach Projektarbeit und Projektmagement, eine Projektarbeit zu einem selbstgewählten Thema. Ein Themenschwerpunkt – je nach Fachrichtung – im Bereich Kunststofftechnik und insbesondere Faserverbund / Leichtbau bzw. Sanitär, Heizungs- und Klimatechnik wird dabei näher untersucht und entsprechend weiterentwickelt. Neben dem fachtheoretischen Unterricht, in dem die Grundlagen des Projektmanagements und der Dokumentation eines Projektes erlernt werden, steht ein weiterer Lehrer unserer Schule, der als fachpraktischer Betreuer fungiert, zur Verfügung. Gemeinsam legt dieses Tandem letztendlich auch die Note fest.