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Fachtheorie

AT-MANL - Landmaschinen- und Agrartechnik
AUT - Automatisierungstechnik
FET - Fertigungstechnik

Dieses Fach beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktionsweise von landwirtschaftlich genutzten Geräten und Arbeitsmaschinen. Die Schüler lernen die wichtigsten Maschinen und deren wesentliche Merkmale, Funktion und Wirkungsweise kennen und wenden das gewonnene Wissen in verschiedenen Berechnungs- und Projektierungsübungen an.

Schwerpunkte des Unterrichts sind die maschinenbauliche Betrachtung der Agrartechnik und die Vermittlung eines fundierten technischen Grundlagenwissens, das eine wichige Voraussetzung für die Projektierung, Entwicklung und Konstruktion von landwirtschaftlichen Maschinen und Anlagen ist.

In diesem Fach vermitteln wir unseren Schülern Wissen über

  • elektrische Antriebe und deren elektronische Ansteuerung (vom Handmixer bis zum Elektroauto)
  • Mess- und Regeltechnik (Sensoren, z.B. Sicherheitsschranken bei Maschinen, Thermofühler bei Heizungen, ...)
  • Steuer- und Regeltechnik (z.B. Computersteuerungen).

Schwerpunke sind moderne Systeme zur Prozesssteuerung, Prozessregelung und Prozessvisualiserung. Wir beschäftigen uns dabei mit speicherprogrammierbaren Steuerungen und wie diese mit Hilfe von Bussystemen miteinander kommunizieren. Im Bereich der Steuerungstechnik lernen die Schüler verschiedene Programmiersprachen.

Um den gesamten Automatisierungsgrad der Praxis nachzubilden, behandeln wir im Unterricht auch digitale Regelungen.

Fertigungstechnik ist ein Kombinationsfach, welches sich aus den Teilfächern FET (Fertigungstechnik) und BET (Betriebstechnik) zusammensetzt.


Fertigungstechnik (FET)

Das Fach "Fertigungstechnik" umfasst die beiden Hauptgebiete Werkstoffkunde und Fertigungstechnik.

In der Werkstoffkunde lernen die Schüler, welche Werkstoffe es gibt, wie sie hergestellt werden (z.B. Stahl im Hochofen), und welche Eigenschaften sie haben. Dem Werkstoff Stahl kommt dabei eine herausragende Bedeutung zu.

In der Fertigungstechnik geht es darum, wie aus Rohmaterial ein fertiges Bauteil wird. Es werden die Verfahren behandelt, die zur Umformung und Bearbeitung von Materialien zur Verfügung stehen (Schmieden, Schneiden, Gießen, Biegen, Fräsen, Schweißen).

Das Wissen aus der Fertigungstechnik kommt in fast allen Industrieanwendungen zum Einsatz.


Beriebstechnik (BET)

Im Unterrichtsgegenstand "Betriebstechnik" sollen die Schüler die innerbetrieblichen Abläufe in einem Unternehmen kennenlernen.

Dazu gehören z.B. die Investitionsrechnung, bei der die langfristige Bindung finanzieller Mittel analysiert wird, oder die Materialwirtschaft, in der besonders die Planung und Logistik im Vordergrund stehen. Des Weiteren lernen die Schüler, wie die Arbeitsplatzgestaltung optimiert werden kann, da bei der Konstruktion von Maschinen die arbeiterfreundliche Bedienung eine zunehmende Rolle spielt.

Außerdem lernen die Schüler, wie der optimale Aufbau und Ablauf von Projekten aussehen kann. Dieses Wissen hilft ihnen bereits in ihrer HTL-Zeit, sich selbst und ihre Aufgaben besser zu organisieren.

KOP - Konstruktion und Projektmanagement
LB - Leichtbau
MANL - Maschinen und Anlagen

Das Kombinationsfach KOP setzt sich aus drei „Unterfächern“ zusammen, nämlich

  • DG - Darstellende Geometrie (1. u. 2. Jhg.)
  • MEL - Maschinenelemente (2. u. 3. Jhg.)
  • KONP - Konstruktion und Projektmanagement (1. – 5. Jhg.)

In der ersten Klasse erfolgt in diesem Fach ein Einstieg in die Materie des technischen Zeichnens/CAD (Computer-Aided Design). In der Folge findet ein Kennenlernen der Hauptkomponenten von Maschinen statt (von der Schraube bis zur Kupplung), was dann immer mehr in das selbständige Konstruieren und Berechnen von Baugruppen und kleinen Maschinen mündet. Das Gesamtwissen aus allen technischen Fächern fließt hier zusammen.

 

Darstellende Geometrie (DG)

Neben dem klassischen Zeichnen mit Bleistift und Lineal werden die Grundlagen des CAD-Programmes CREO unterrichtet.

Folgende Grundkompetenzen des täglichen Lebens und der handwerklichen und technischen Berufe werden vermittelt und gezielt trainiert:

  • Räumliches Vorstellungsvermögen
  • Reale und virtuelle Welten in Beziehung bringen
  • Raumintelligenz entwickeln: Wahrnehmen – Orientieren – Operieren

Im DG-Unterricht werden den Schülern jene grundlegenden Denkweisen und Konzepte vermittelt, die später zur Lösung maschinenbautechnischer Aufgabenstellungen notwendig sind.

 

Maschinenelemente (MEL)


Im Fach „Maschinenelemente“ werden die wichtigsten Maschinenteile aufgezeigt und berechnet.

Maschinenelemente sind die kleinsten, nicht mehr sinnvoll zerlegbaren Bauteile oder Baugruppen, die genormt sind, um die Konstruktion von Maschinen einfacher und kostengünstiger zu machen. Dazu gehören Einzelteile wie Schrauben, Bolzen oder Zahnräder, und Baugruppen wie Kugellager, Kupplungen oder Ketten.

 

Konstruktion und Projektmanagement (KONP)


Im Fach KONP laufen alle Fähigkeiten eines zukünftigen Konstrukteurs zusammen, die notwendig sind, um ein Produkt von der Idee bis hin zur (Serien-)Produktion mit allen dazugehörigen Zwischenschritten zu entwickeln.

Kenntnisse und Kompetenzen im Hinblick auf CAD-Programme, Zeichnungsnormen und –techniken, Mechanik, Fertigungstechnik, Maschinenelemente, Messtechnik u.v.m. sind dabei als Handwerkszeug unerlässlich.

In den ersten beiden Jahren werden die Schüler mit konstruktions- und zeichentechnischen Grundlagen vertraut gemacht. In den folgenden Jahren werden die Aufgaben immer anspruchsvoller, wobei Bauteildimensionen berechnet, Fertigungsverfahren ausgewählt und Maschinenelemente sinnvoll kombiniert werden müssen.

Im Maturajahrgang schließlich bringen viele unserer Schüler in ihrer Diplomarbeit die erworbenen Fähigkeiten anhand einer komplexen Themenstellung zur Anwendung.

An unserer Schule beschäftigen wir uns mit dem konstruktiven Leichtbau und mit Leichtbau durch Einsatz besonders leichter Materialien.

Im konstruktiven Leichtbau geht es darum, durch die kluge Gestaltung von Bauteilen im Sinne bester Materialausnützung Bauteile immer leichter zu gestalten, ohne dass die erforderlichen Festigkeiten und Beanspruchungskriterien darunter leiden.

Der konstruktive Leichtbau ist nachhaltig, weil

  • weniger Material verbraucht wird,
  • weniger Energie zum Bewegen der Leichtbauteile erforderlich ist und
  • weniger Energie zur Herstellung der Teile erforderlich ist.

Konstruktiver Leichtbau macht Produkte generell kostengünstiger und energiesparsamer.

Stahl ist der am häufigsten verwendete Leichtbauwerkstoff. Auf seine Anwendung wird im Unterricht ebenso eingegangen wie auf den Einsatz von Nichteisenmetallen, und – im Speziellen – von faserverstärkten Kunststoffen.

Dieses Fach vermittelt einen Überblick über alle Anwendungen des Maschinenbaus, wie zum Beispiel

  • Fördertechnik (vom Kran bis zum Förderband),
  • Kolbenmaschinen (vom Verbrennungsmotor bis zum Kompressor),
  • Strömungsmaschinen (von der Heizungspumpe bis zur Kraftwerks- und Flugzeugturbine),
  • Energietechnik (vom Dampfkraftwerk über das Wasserkraftwerk bis hin zum Windkraftwerk und der Solarzelle) und
  • Rauchgasreinigung.

Ein Beispiel aus der Fördertechnik: Es werden der Aufbau und die Wirkungsweise von Kränen, Band- und Schneckenförderern gelehrt, sowie deren Auslegung und Berechnung vorgenommen.

Beispiel Motoren: Prozesse in Otto- und Dieselmotoren werden dargestellt, die Leistungssteigerung von Motoren diskutiert, und verschiedene moderne Einspritzsysteme wie das "Common Rail System" analysiert.

Beispiel Turbinen: Der Aufbau und die Wirkungsweise von Wasser-, Dampf- oder Gasturbinen werden vermittelt und die Leistungen und Wirkungsgrade der jeweiligen Turbinen berechnet.

TMB - Technische Mechanik und Berechnung
UT - Umwelttechnik
WBVB - Werkzeug- und Vorrichtungsbau

"Technische Mechanik und Berechnung" ist DAS zentrale Grundlagenfach im Maschinenbau. Ohne fundiertes Wissen in diesem Bereich können Maschinen und deren Wirkungsweisen nich verstanden und berechnet werden.

In den ersten drei Ausbildungsjahren steht die Festigkeitslehre im Vordergrund. Dabei sollen die Schüler verstehen lernen, wie äußere Belastungen auf technische Bauteile wirken und wie diese Bauteile dimensioniert sein müssen, um den gegebenen Belastungen Stand zu halten.

Danach liegt der Fokus auf folgenden Teilgebieten der Mechanik:

  • Bewegungslehre - Bewegungsarten von Körpern (gleichförmig, beschleunigt, etc.) und deren Ursachen
  • Strömungslehre - Verhalten von ruhenden und strömenden Flüssigkeiten
  • Thermodynamik - Gase und ihr Verhalten im ruhenden und bewegten Zustand
  • Schwingungslehre - Schwingungen von Systemen (vorwiegend fester Körper)

Praktisches Beispiel Seilbahn: Die Aufhängung der Gondel am Seil, das Seil, die Stützen, die Rollen, der Antrieb - alle diese Teile müssen in Bezug auf ihre zu erfüllenden Anforderungen unter verschiedensten Bedingungen und auf ihre gegenseitige Beeinflussung hin berechnet werden.

Im Gegenstand "Umwelttechnik" stehen in den beiden letzten Schulstufen Themen wie Entsorgung, Recycling und Abfallvermeidung durch Entwicklung umweltverträglicher Produktionsverfahren und Produkte am Lehrplan.

Ebenso beschäftigen wir uns mit der Reinigung von Abwässern und Abgasen aus Kraftwerken, die fossilbe Brennstoffe verbrennen, und mit dem Einsatz umweltoptimierter Energiesysteme.

Die Schüler lernen das Darstellen von Massen- und Energiebilanzen, die Erstellung von Fließbildern und die Funktionsbeschreibungen für verfahrenstechnische Anlagen, und die Grundlagen der Planung und Auslegung von Rohrleitungen und Apparaten.

Beispiel Biogaserzeugung: Zum Schutz unseres Klimas ist Biogas aus nachwachsenden Rohstoffen eine wichtige Substanz zum Ersatz fossiler Brennstoffe. Die Schüler lernen den Herstellungsprozess zu analysieren und effektiv und kostengünstig zu gestalten.

Kombinationsfach aus Werkzeugbau (WB) und Vorrichtungsbau und Handhabungstechnik (VBHT)

Der Werkzeugbau beschäftigt sich mit der Herstellung von Formen für die Erzeugung von Kunststoffen, mit Guss- und Schmiedeformen und mit Stanz- und Pressformen.

Der Vorrichtungsbau beschäftigt sich mit Geräten und Einrichtungen für die Teil- und Vollautomatisierung in der Produktion (z.B. Roboter, Fertigungsstraßen in der Autoindustrie, Flaschenabfüllanlagen in Brauereien, ...).

In der Handhabungstechnik geht es darum, wie man Werkstücke im Produktionsprozess mittels unterschiedlicher Handhabungsgeräte von einer Bearbeitungsstelle zur nächsten transportiert.


Um hochqualitative und innovative Produktionslösungen in der Praxis zu ermöglichen konzentriert man sich im Werkzeug- und Vorrichtungsbau darauf, einfache aber auch komplexe Komponenten, Werkzeuge und Vorrichtungen für die verschiedensten Produktionsverfahren kostengünstig und schnell herzustellen.

Weiters müssen Werkstoffe, Werkzeuge und Bauelemente hinsichtlich ihrer Funktionalität und Wirtschaftlichkeit analysiert und nach dem Stand der Technik und den Sicherheitsvorschriften bewertet werden, Materialien und Bearbeitungsverfahren ausgewählt und berechnet werden und in verschiedenen Produktionsverfahren kombiniert und zusammengebaut werden.

Dazu ist es notwendig, Kenntnisse in der Werkzeug- und Werkstückhandhabung, der Pneumatik und Hydraulik und im Aufbau von Funktionselementen von Handhabungsgeräten (Rapid Prototyping, Robotik, Leichtbau, Formenbau, Spritzgießen, ...) zu erlangen sowie Materialien und Bearbeitungsverfahren auszuwählen und anzuwenden.