1. Semesterhälfte 04-326-VT-007 Teil 1 (PT - Vertiefungsmodul 3 VT),
2. Semesterhälfte 04-326-VT-008 Teil 2 (PT - Wahlpflichtbereich VT)

1. Semesterhälfte 04-326-VT-007 Teil 1 (PT - Vertiefungsmodul 3 VT),
2. Semesterhälfte 04-326-VT-008 Teil 2 (PT - Wahlpflichtbereich VT)

• Einführung in Membrantrennprozesse (thermodynamische Triebkraft, Membranen)
• Stofftransport in Membranen
• Modulkonstruktion und Transportwiderstände in Modulen
• Kostenschätzung
• Anlagenentwurf und Optimierung am Beispiel von Produktaufbereitungen durch Nano-, Ultra- und Mikrofiltration
• Wassergewinnung durch Elektrodialyse
• Membranverfahren zur Wasserstoffproduktion

Ort: UFT 1790

Gießen bedeutet die Herstellung eines endformnahen Bauteils aus dem schmelzflüssigen Zustand. Das Verfahren an sich ist seit Jahrtausenden bekannt, in der Automobilindustrie besitzt es jedoch auch heute einen hohen Stellenwert und ist aktuell Gegenstand dynamischer Entwicklungen. Je nach Seriengröße und Anwendungsbereich der Bauteile kommen unterschiedlichste Gießverfahren vom Sand- und Kokillenguss bis zum Niederdruck- und Druckguss zur Anwendung, während im Bereich der Werkstoffe die Aluminiumlegierungen dominieren. Gleichzeitig steht die Gießereiindustrie derzeit vor massiven Herausforderungen: So verändert die Hinwendung der OEMs zur Elektromobilität das Produktspektrum - bis dato unverzichtbare Gussteile im konventionellen Antriebsstrang wie Motorblöcke, Zylinderköpfe, Ölwannen etc. sind nicht mehr gefragt. Dies führt zu einer verstärkten Hinwendung zu strukturellen Anwendungen für Gussteile als Alternative. Dieser Trend wird weiter befeuert wird durch das von Fa. Tesla erstmals eingeführte Gigacasting, also die Zusammenführung einer
Vielzahl gefügter Komponenten in einem einzigen Großgussbauteil. Nicht zuletzt diese Technologie erfordert eine weiter optimierte Überwachung und Steuerung der Gießprozesse. Damit wächst auch für die Gießereiindustrie der Druck, sich mit Themen wie Industrie 4.0 und datengetriebener Prozessoptimierung etwa mittels KI-Verfahren zu beschäftigen. Die Vorlesung vermittelt einen Überblick über die Gießereitechnologie mit einem besonderen Fokus auf Anwendungen im Automobil unter Berücksichtigung dieser aktuellen Trends. Eine Anbindung an
die Praxis erfolgt über die Besichtigung des Gießereitechnikums des Fraunhofer IFAM sowie, soweit möglich, über eine Übung im Bereich Gießsimulation mit der Simulationssoftware MAGMASOFT®. Als Prüfungsleistung ist eine schriftliche Ausarbeitung zu einem vorgegebenen oder selbstgewählten Thema aus dem Bereich der Vorlesung gefordert. Eine Kurzvorstellung in der Gruppe ist ebenfalls vorgesehen.

Aims:
The lecture deals with various aspects of the mechanical, chemical and chemomechanical behaviour of materials for use in medical and biotechnological applications, with a strong focus on the chemical and physical foundations of hybrid interfaces. The fundamentals of biomaterial science are presented together with modern experimental and theoretical methods for investigating and modifying the properties of biomaterials. Students will gain knowledge and practical experience to understand material/biosystem interactions. The knowledge imparted should enable the targeted selection and precise design of materials for applications in medical technology, biosensor technology and bioprocess engineering.

Content outline:
1) Basic concepts of physics and chemistry of surfaces and interfaces
2) Basic concepts of cellular and extracellular environments
3) Adhesion of proteins and cells at bio-inorganic interfaces
4) Materials in the human body: biocompatibility, host response, tissue replacement
5) Metallic materials in biological environment: oxidation, corrosion, bio-corrosion
6) Polymeric materials in biological environment
7) Non mandatory: practical laboratory on AFM techniques

Recommended Readings (examples):
B. D. Ratner et al. (Eds.), Biomaterials Science, Elsevier Academic Press (2012)
D. Williams, Essential Biomaterials Science, Cambridge University Press (2014)
B. Basu, Biomaterials Science and Tissue Engineering, Cambridge University Press (2017)