Arbeitsblätter & Unterrichtsmaterial für Verfahrenstechnologe Metall

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Bauelemente nach konstruktiven, technologischen und qualitativen Vorgaben mit handgeführten Werkzeugen herzustellen. Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung von berufstypischen Bauelementen mit handgeführten Werkzeugen. Dazu werten sie Teil-, Baugruppen- und Gesamtzeichnungen aus, um werkstückbezogene Daten (Maße, Toleranzen, Halbzeug- und Werkstoffbezeichnungen) zu erfassen. Sie erstellen, ändern oder ergänzen technische Unterlagen (Zeichnungen, Stücklisten, Arbeitspläne) auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. Auf der Basis der theoretischen Grundlagen der anzuwendenden Fertigungsverfahren planen sie die Arbeitsschritte. Sie bereiten den Werkzeugeinsatz vor, indem sie für die verschiedenen Werkstoffgruppen (Eisen-, Nichteisen- und Kunststoffwerkstoffe) die Werkstoffeigenschaften vergleichen und die geeigneten Werkzeuge auswählen. Sie berechnen die Bauteilmasse. Sie entschlüsseln Werkstoffbezeichnungen und Angaben für Halbzeuge wie Bleche und Profile. Sie erläutern die Keilwirkung bei der Spanabnahme, bestimmen die geeigneten Werkzeuge und die werkstoffspezifische Werkzeuggeometrie (Frei- Keil- und Spanwinkel). Sie wenden Normen an und bestimmen die Fertigungsparameter. Die Schülerinnen und Schüler stellen den Zusammenhang zwischen den Werkstoffeigenschaften und dem Umformverhalten des Werkstoffs beim Biegen her. Sie bestimmen und ermitteln die technologischen Daten (Gestreckte Länge, Rückfederung, Biegewinkel und Biegeradius). Die Schülerinnen und Schüler wählen geeignete Werkzeug- und Werkstückspannmittel und Hilfsstoffe aus, bereiten die Herstellung der Bauteile vor und führen unter Beachtung der Bestimmungen zum Arbeitsschutz die Bearbeitungen durch. Sie ermitteln überschlägig die Material-, Lohn- und Werkzeugkosten. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden die verschiedenen Prüfverfahren (Messen und Lehren), wählen geeignete Prüfmittel aus, wenden diese an, erstellen die entsprechenden Prüfprotokolle und bewerten die Prüfergebnisse. Sie dokumentieren und erläutern die Auftragsdurchführung, reflektieren, bewerten und präsentieren die Arbeitsergebnisse. Sie optimieren eigene Lern- und Arbeitsabläufe.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Bauelemente nach konstruktiven, technologischen und qualitativen Vorgaben mit Maschinen zu fertigen. Sie analysieren technische Dokumente wie Teil-, Baugruppen- und Gesamtzeichnungen und Arbeitspläne mit dem Ziel fertigungsbezogene Daten (Toleranzen, Passungen, Oberflächenangaben, Halbzeug- und Werkstoffbezeichnungen) auszuwerten. Die Schülerinnen und Schüler planen den Ablauf der Fertigungsverfahren. Sie erstellen oder ergänzen Einzelteilzeichnungen und Arbeitspläne auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. Sie vergleichen ausgewählte Fertigungsverfahren und ermitteln unter Berücksichtigung funktionaler (Funktions- und Qualitätsvorgaben), technologischer (Fertigungsverfahren) und wirtschaftlicher (Herstellungszeit, Fertigungskosten) Gesichtspunkte die erforderlichen Fertigungsparameter. Sie führen die entsprechenden Berechnungen durch. Dazu nutzen sie technische Unterlagen wie Tabellenbücher und Herstellerunterlagen auch in einer fremden Sprache. Sie planen den Werkzeugeinsatz, indem sie die spezifischen Werkstoffeigenschaften ermitteln und die Schneidstoffeigenschaften berücksichtigen. Die Schülerinnen und Schüler bestimmen die geeigneten Werkzeuge und die Werkzeugeometrien. Sie wählen werkstoffspezifische und schneidstoffspezifische Kühl- und Schmiermittel aus. Sie analysieren und beschreiben die Werkzeugbewegungen, den Aufbau und die Wirkungsweise von Werkzeugmaschinen und deren mechanischen Komponenten. Die Schülerinnen und Schüler bestimmen die erforderlichen Maschinendaten, bewerten diese und stellen die Ergebnisse in anschaulicher Weise dar. Die Schülerinnen und Schüler bereiten die Werkzeuge und Maschinen für die Herstellung der Bauelemente vor. Sie beurteilen die Sicherheit von Betriebsmitteln, rüsten die Maschinen und führen unter Beachtung der Bestimmungen zum Arbeits- und Gesundheitsschutz die Bearbeitungen durch. Sie analysieren die Einflüsse des Fertigungsprozesses auf Maß- und Oberflächengüte und bewerten die Produktqualität. Die Schülerinnen und Schüler wählen entsprechend den qualitativen Vorgaben die Prüfmittel aus, erstellen Prüfpläne und Prüfprotokolle. Sie stellen die Einsatzfähigkeit von Prüfmitteln fest, prüfen die Bauteile, dokumentieren und bewerten die Prüfergebnisse (prüf- und fertigungsbezogene Fehler). Sie dokumentieren und erläutern die Auftragsdurchführung, reflektieren, bewerten und präsentieren die Arbeitsergebnisse (Präsentationstechniken) und optimieren eigene Lern- und Arbeitsabläufe.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Bauelemente zu Baugruppen zu montieren und dabei funktionale und qualitative Anforderungen zu berücksichtigen. Die Schülerinnen und Schüler werten technische Dokumente, wie Teil-, Baugruppen- und Gesamtzeichnungen, Stücklisten, Technologie-Schemata mit dem Ziel aus, die funktionalen Zusammenhänge zu erfassen und zu beschreiben. Auf dieser Grundlage analysieren sie den Kraftfluss in der Baugruppe. Sie planen die Montage von Baugruppen, indem sie sich einen Überblick über die sachgerechten Montagereihenfolgen verschaffen. Die Schülerinnen und Schüler erstellen einen Montageplan und nutzen verschiedene Strukturierungs- und Darstellungsvarianten (Strukturbaum, Tabelle, Flussdiagramm, Anordnungsplan). Sie vergleichen die Strukturierungs- und Darstellungsvarianten hinsichtlich ihrer Aussagefähigkeit und der Planungseffektivität. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden die Wirkprinzipien (kraft-, form-, stoffschlüssig) und wählen geeignete Fügeverfahren aus. Für eine sachgerechte Montage bestimmen sie die erforderlichen Werkzeuge, Hilfsmittel und Vorrichtungen und begründen ihre Auswahl. Die Schülerinnen und Schüler wählen die notwendigen Norm- und Bauteile mit Hilfe technischer Unterlagen (Tabellenbuch, Normblätter, Kataloge, elektronische Medien, Herstellerunterlagen) aus. Um die konstruktive Auslegung nachzuvollziehen und um Montagefehler zu vermeiden, führen sie die notwendigen Berechnungen durch (Kraft, Drehmoment, Flächenpressung, Reibung, Festigkeit von Schrauben, Werkstoffkennwerte). Sie ermitteln die Kenngrößen, erkennen und bewerten die physikalischen Zusammenhänge und führen die Montage durch. Die Schülerinnen und Schüler übernehmen Verantwortung für die Sicherheit am Arbeitsplatz für sich und andere, indem sie sich die Auswirkungen bei Nichtbeachtung der Bestimmungen zum Arbeitsschutz verdeutlichen. Die Schülerinnen und Schüler prüfen die Baugruppe auf Funktion und berücksichtigen dabei die auftragsspezifischen Anforderungen. Sie entwickeln Prüfkriterien, erstellen Prüfpläne, wenden Prüfmittel an und dokumentieren die Ergebnisse in Prüfprotokollen. Für ein hohes Qualitätsniveau bewerten die Schülerinnen und Schüler die funktionalen und qualitativen Merkmale von Bauteilen und Baugruppen und werten Prüfprotokolle aus. Sie leiten Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung und Qualitätssicherung ab. Sie reflektieren den Montageprozess und die angewandten Verfahren. Mögliche Fehler werden systematisch auf ihre Ursachen mit den Werkzeugen des Qualitätsmanagements (Ursachen- Wirkungs-Diagramm) untersucht. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten und präsentieren die Ergebnisse im Team. Sie reflektieren ihre Arbeitsweise, optimieren Arbeitsstrategien und eigene Lerntechniken.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Maschinen und Technische Systeme im Rahmen der Instandhaltung zu warten, zu inspizieren, instand zu setzen und deren Betriebsbereitschaft sicherzustellen und dabei die Sicherheitsvorschriften für elektrische Betriebsmittel zu beachten. Die Schülerinnen und Schüler bereiten die Instandhaltung von Maschinen und Technischen Systemen vor. Dazu planen sie unter Beachtung der Sicherheit, der Verfügbarkeit und der Wirtschaftlichkeit die erforderlichen Maßnahmen. Sie lesen Betriebs- und Bedienungsanleitungen sowie Instandhaltungspläne für Maschinen und Technische Systeme auch in einer fremden Sprache. Die Schülerinnen und Schüler ermitteln die Einflüsse auf die Betriebsbereitschaft von Maschinen und Technischen Systemen und beschreiben die Arbeitsschritte zur Inbetriebnahme. Sie unterscheiden die verschiedenen Maßnahmen zur Instandhaltung (Wartung, Inspektion, Instandsetzung, Verbesserung). Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Bezeichnungen und Kennzeichnungen von Schmierstoffen, Kühlschmierstoffen, Hydraulikflüssigkeiten und Korrosionsschutzmitteln. Sie beschreiben deren Wirkungsweise und Einsatzbereiche. Sie analysieren die Verschleißerscheinungen und stellen die Verschleißursachen fest. Die Schülerinnen und Schüler bereiten die Wartungs-, Inspektions- und Instandsetzungsarbeiten an Maschinen und Technische Systeme vor und führen diese unter Beachtung der Vorschriften zum Umweltschutz (Entsorgungsvorschriften) und zum Umgang mit gesundheitsgefährdenden Stoffen durch. Die Schülerinnen und Schüler stellen den Zusammenhang zwischen den Maßnahmen zur Instandhaltung, der Produktqualität und der Maschinenverfügbarkeit im Rahmen der Qualitätssicherung dar. Durch Sichtprüfung und unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften für elektrische Betriebsmittel erfassen sie mögliche Störstellen an Maschinen und Technischen Systemen, prüfen die Funktionen von Sicherheitseinrichtungen und beurteilen die Betriebssicherheit. Mit Hilfe der Grundlagen der Elektrotechnik und Steuerungstechnik erklären die Schülerinnen und Schüler einfache Schaltpläne. Sie messen, berechnen und vergleichen elektrische und physikalische Größen. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen Schutzmaßnahmen und Schutzarten bei elektrischen Betriebsmitteln. Sie dokumentieren die durchgeführten Instandhaltungsmaßnahmen und erstellen eine Schadensanalyse. Sie beschreiben mögliche Fehlerursachen und leiten Maßnahmen zu deren Vermeidung und Behebung ab.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, steuerungstechnische Systeme auf der Basis von technologischen und wirtschaftlichen Vorgaben zu installieren und deren Betriebsbereitschaft sicher zu stellen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren technische Dokumentationen von automatisierten Systemen. Sie grenzen Steuerungs- und Regelungseinrichtungen voneinander ab (Steuerkette, Regelkreis, Regelungsarten), ordnen die Baugruppen (mechanische, elektrische, hydraulische und pneumatische Elemente) berufsspezifischen Anlagen zu und beschreiben deren Wirkungsweise. Die Schülerinnen und Schüler ermitteln auf der Grundlage des Schaltungsaufbaus (Schalt- und Funktionsplan, Stromlaufplan) den Funktionsablauf der Schaltung. Hierfür nutzen sie technische Informationsquellen (Herstellerunterlagen), auch in fremder Sprache. Die Schülerinnen und Schüler planen unter Berücksichtigung von technologischen und ökologischen Gesichtspunkten den Aufbau von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Steuerungen. Zu diesem Zweck setzen sie auch Anwendungsprogramme ein. Sie bestimmen die Dimensionen von steuerungstechnischen Systemen durch Berechnungen (Druck, Kraft, Volumenstrom, Kolbengeschwindigkeit, Wirkungsgrad, Arbeitsvermögen) und Auswertungen von technischen Unterlagen (Tabellen, Diagrammen). Die Schülerinnen und Schüler realisieren Schaltungen anhand der Schaltpläne. Sie untersuchen die Funktionen, Einsatzbereiche und Aufgaben verschiedener Sensoren (näherungs- und berührungsempfindlich) zur Prozesssteuerung und Prozessüberwachung und setzen sie anwendungsbezogen ein. Sie integrieren sicherheits- und steuerungsrelevante Funktionseinheiten (Schutzeinrichtungen, Sicherheitsschaltungen, Arbeitssicherheit) in die Schaltungen. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen auf der Basis des vorgegebenen Prozessablaufes die Funktion der Schaltung und beheben auftretende Fehler. Sie entwickeln Strategien zur Fehlersuche und optimieren steuerungstechnische Systeme. Die Schülerinnen und Schüler erstellen technische Dokumentationen und präsentieren ihre Ergebnisse unter Verwendung von Präsentationstechniken. Sie vergleichen und bewerten die erarbeiteten Lösungsansätze im Team, reflektieren ihre Arbeitsweise und optimieren ihre Arbeitsstrategien.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, metallurgische Prozesse für unterschiedliche Legierungen von Werkstoffen und Bauteilen zu planen, durchzuführen und zu bewerten. Die Schülerinnen und Schüler nutzen Informationsquellen, um sich über Werkstoffe (Primär- und Sekundärmetallurgie) und metallurgische Verfahren (Reduktions-, Oxidationsmittel) zu informieren. Zur Realisierung der charakteristischen Eigenschaften der hergestellten Werkstoffe erfassen sie die chemischen Vorgänge (Reduktion, Raffination) der metallurgischen Prozesse. Dabei analysieren sie die metallurgischen Verfahrensrouten und wählen aufbereitete Einsatzstoffe aus. Die Schülerinnen und Schüler planen die Erstellung von Zweistoffschaubildern mit Hilfe von technischen Unterlagen (Werkstoffdatenblätter, Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Gefügebilder, Normen) auch in fremder Sprache, indem sie Zustandsschaubilder analysieren und Temperatur-Zeit-Verläufe auswerten. In diesem Zusammenhang unterscheiden und ermitteln sie verschiedene Legierungsarten der Kristalle (Kristallgemenge, Mischkristall). Dazu verschaffen Sie sich einen Überblick über die metallographischen Untersuchungsverfahren (mikro- und makroskopische Verfahren). Sie beschreiben den Vorgang der Änderungen der Werkstoffeigenschaften durch Legieren und Legierungsbildung auf Grundlage des inneren Aufbaus der Metalle (Gitteraufbau, Gefüge). Anhand der Werkstoffeigenschaften prüfen sie die Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Energiebilanz bei metallurgischen Prozessen (Wärmemenge, Wirkungsgrad). Sie wählen für verschiedene Legierungen zerstörende Werkstoffprüfverfahren (Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuch, Härteprüfung) unter Beachtung auftragsspezifischer Anforderungen aus. Sie ermitteln Kenngrößen (Streckgrenze, Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Kerbschlagarbeit, Härte), erkennen Zusammenhänge, bewerten diese und stellen sie anschaulich dar. Die Schülerinnen und Schüler führen metallurgische Prozesse auf Grundlage ihrer Planung durch und untersuchen die Erzeugnisse mit Hilfe des gewählten Prüfverfahrens unter Berücksichtigung einzuhaltender Arbeitsanweisungen (Prüfanweisung, Normen), erstellen technische Dokumentationen (Tabellen, Diagramme) auch computergestützt unter Berücksichtigung rechtlicher Bestimmungen und Datenschutz, bewerten diese im Vergleich mit Sollwerten und dokumentieren die Auswertung. Während der gesamten Durchführung übernehmen sie Verantwortung für die Sicherheit am Arbeitsplatz und achten auf die Einhaltung der Unfallverhütungsvorschriften, Regeln und Informationen im Regelwerk der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, des Gesundheitsschutzes sowie der Belange des Umweltschutzes. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren und erläutern bei den verwendeten Prüfverfahren den Zusammenhang von Eingangsgrößen und Ergebnissen (Auswertung von Diagrammen, Umrechnung von Größen, Einhaltung der Prüfbedingungen nach Norm). Sie prüfen und bewerten ihre Ergebnisse und formulieren Kriterien bezüglich Wirtschaftlichkeit, technischer Machbarkeit und Qualität.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Umformprozesse nach technologischen und kundenspezifischen Anforderungen zu planen und durchzuführen. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich anhand technischer Unterlagen über kundenspezifische Anforderungen (Stückzahl, Gestalt, Toleranzen, Werkstoff, Werkstoffkennwerte) auch in einer fremden Sprache. Sie vergleichen Umformverfahren hinsichtlich der Beanspruchungen und der Temperatur (Zugumformen, Druckumformen, Zug-Druck- Umformen, Biegeumformen, Torsionsumformen, Warm- und Kaltumformung, Rekristallisation) und unterscheiden Umformverfahren (Walzen, Strangpressen, Schmieden, Ziehen). Zur Bestimmung der erforderlichen Kräfte und Beanspruchungen (Zugspannung, Druckspannung) für die Umformung analysieren die Schülerinnen und Schüler technische Unterlagen von Vormaterialien und deren technologische Eigenschaften (Spannungs- Dehnungsdiagramme, plastische und elastische Verformung). Sie planen den Einsatz von Umformmaschinen anhand von Kenndaten (Drehzahl, Drehmoment, Leistung) und wählen ein Verfahren aus. Die Schülerinnen und Schüler führen unter Beachtung der Arbeits- und Sicherheitsbestimmungen grundlegende Umformverfahren an Bauteilen durch. Sie kontrollieren das Bauteil hinsichtlich der Anforderungen (Rückfederung, Oberflächengüte) und beurteilen die Umformbarkeit der Werkstoffe (Gitterfehler). Sie bewerten ihre Arbeitsergebnisse hinsichtlich der Qualität, Wirtschaftlichkeit, Umwelt- und Arbeitsschutz. Die Schülerinnen und Schüler präsentieren ihre Ergebnisse und reflektieren im Team den gesamten Prozess und optimieren Arbeitsstrategien (Lern-, Arbeitstechniken).

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Einsatzstoffe und Einsatzprodukte zu bestimmen, zu unterscheiden und für den weiteren Prozess vor- und aufzubereiten sowie diese zu lagern und zu entsorgen. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über den Stofffluss im gesamten Prozess (Stahl- und Nichteisenmetallurgie, Umformprozesse der Halbzeuge) sowie über die kundenspezifischen Anforderungen an das Produkt, auch in einer fremden Sprache. Sie analysieren Hilfs- und Betriebsstoffe (Erze, Mineralien, Zuschlagstoffe, Reduktionsmittel, Brennstoffe, Energieträger) auf deren zweckmäßige Anwendung, ordnen die einzelnen technischen Stoffe dem jeweiligen Prozessschritt zu und berücksichtigen die Grundlagen des Arbeits- und Umweltschutzes. Die Schülerinnen und Schüler planen den Stoffeinsatz, den Transport und die Entsorgung fachspezifischer Produkte. Hierbei wählen sie unter sicherheitstechnischen Aspekten und mechanischen Parametern (Kraft, Arbeit, Leistung) Förderzeuge (Hebezeuge, Lastaufnahmemittel, Anschlagmittel, Tragmittel, Flurförderzeuge) aus. Die Schülerinnen und Schüler führen notwendige Prozessschritte der Materialvor- und - aufbereitung (Zerkleinern, Trennen und Mischen von Feststoffen, Agglomeration) gemäß verfahrensbedingter Erfordernisse durch. Sie entnehmen Zwischenprodukte und Fertigerzeugnisse aus der Produktion, um die Auswahl der Einsatzstoffe, Vormaterialien und Zwischenprodukte hinsichtlich der geforderten Eigenschaften zu beurteilen. Sie lagern Materialien ein. Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren und bewerten ihre Arbeitsergebnisse, reflektieren ihr Handeln und leiten Optimierungsmöglichkeiten für die Vor- und Aufbereitungsprozesse, die Lagerung sowie die Entsorgung der Stoffe ab. Fachrichtungen: Eisen- und Stahlmetallurgie und Nichteisenmetallurgie

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, aufbereitete Vormaterialien der Produktion zuzuführen und Werkstoffe nach Vorgaben und Anforderungen herzustellen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Werkstoffe und deren geforderte Eigenschaften (Legierungen, mechanisch-technologische Eigenschaften, fertigungs-technologische Eigenschaften, chemisch-technologische Eigenschaften). Sie informieren sich anhand technischer Unterlagen, auch in einer fremden Sprache, über den Stofffluss und vollziehen die einzelnen Prozessstufen vom Vormaterial bis zum Endprodukt nach (Stahlerzeugung, Nichteisenmetall-Erzeugung2). Dabei beschreiben sie sowohl die Raffinationsstufen (Reinheitsgrade) als auch die Bedingungen für die Herstellung und die Weiterverarbeitung (Primär- und Sekundärmetallurgie). Die Schülerinnen und Schüler planen anhand der gewonnenen Informationen den Herstellungsprozess (Sauerstoffaufblasverfahren, Elektroverfahren, pyro- und hydrometallurgische Verfahren, Schmelzflusselektrolyse, Vergießen der Werkstoffe) und visualisieren den Stofffluss (Diagramme) der Haupt- und Nebenprodukte (Stahl: Schlacke; Kupfer: Anodenschlamm; Aluminium: Rotschlamm, Erzstäube) aus den einzelnen Prozessstufen. Die Schülerinnen und Schüler führen den geplanten Herstellungsprozess unter Berücksichtigung der Umwelt- und Arbeitssicherheitsaspekte sowie der Wirtschaftlichkeit durch. Sie leiten die entstehenden Nebenprodukte zur Verarbeitung weiter. Sie überwachen den Herstellungsprozess (Probenziehen, Prozessdaten) und beurteilen die Qualität im jeweiligen Prozessschritt mit Hilfe von Werkstoffprüfverfahren (zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren). Sie ermitteln die entstehenden Schadstoffe (Luftschadstoffe, Treibhausgase) und führen diese der Weiterbehandlung zu. Sie bewerten den Herstellungsprozess hinsichtlich der geforderten Werkstoffeigenschaften und dem Einfluss von Fehlern. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren den Herstellungsprozess und optimieren diesen. Nichteisenmetalle siehe Teil IV Berufsbezogen Vorbemerkungen Fachrichtungen: Stahlumformung und Nichteisenmetallumformung

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Produkte nach Prozesskenngrößen und kundenspezifischen Anforderungen zu planen und herzustellen. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich anhand der Fertigungsunterlagen über die Auswahl der benötigten Werkzeuge, Hilfs- und Betriebsstoffe zur Formgebung der Produkte. Sie vergleichen und unterscheiden die Fertigungsverfahren (Kalt- und Warmumformung, Längs-, Quer-, Schrägwalzen, Freiformen, Gesenkformen, Ringwalzen, Ziehen, Strangpressen, nahtlose und geschweißte Hohlprofilherstellung) hinsichtlich der zu erzeugenden Gestalt sowie kundenspezifischer Anforderungen und planen ein Umformverfahren (Mechanismen der Formgebung, Formänderungswiderstand, Umformgrad, direkte und indirekte Erwärmung, Industrieöfen, Heizwert, Wärmebedarf, Rekristallisationstemperatur). Die Schülerinnen und Schüler wählen anhand der Kriterien den Aufbau und die Funktion der Werkzeuge (Walzgerüste und Walzenarten, Schmiedewerkzeuge, Gesenke, Ziehsteine, Dorne, Tiefziehwerkzeuge, Matrizen) zur Umformung von Eisen- und Nichteisenwerkstoffen aus. Die Schülerinnen und Schüler bedienen, steuern und überwachen dabei die unterschiedlichen Produktionsanlagen und Hilfseinrichtungen. Bei der Durchführung der Umformprozesse berücksichtigen sie physikalische, mechanische, chemische und technologische Eigenschaften der Werkstoffe auch unter wirtschaftlichen Aspekten. Zur Vermeidung von Fehlern führen sie unter Berücksichtigung technologischer Parameter die Maß-, Form- und Oberflächenprüfungen durch. Sie bereiten die gefertigten Erzeugnisse für die Nachbearbeitung vor. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen die Qualität der umgeformten Produkte. Sie erkennen Fehler, unterscheiden Fehlerarten, stellen Fehlerursachen fest und leiten Maßnahmen zur Beseitigung derer ein. Sie erfassen, dokumentieren und werten die auftretenden Prozessdaten aus. Beim Herstellen von Produkten mit Umformmaschinen beachten die Schülerinnen und Schüler den Arbeits- und Umweltschutz (Reinigungsanlagen) sowie die Unfallverhütungsvorschriften, Regeln und Informationen im Regelwerk der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, mechanische Werkstoffeigenschaften von Eisenwerkstoffen und Nichteisenmetallen nach Kundenauftrag einzustellen. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über die Möglichkeiten und Verfahren Werkstoffeigenschaften zu verändern (thermische, thermochemische und mechanische Verfahren). Sie verschaffen sich einen Überblick über die benötigten Wärmebehandlungsdiagramme (Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramm). Sie ermitteln die einzusetzenden Wärmebehandlungsanlagen, Hilfsmittel und -stoffe. Die Schülerinnen und Schüler analysieren den auch fremdsprachlichen Kundenauftrag und wählen ein Verfahren (Härten, Anlassen, Vergüten, Glühen, Randschichthärten, Ausscheidungshärtung) aus. Sie planen Arbeitsabläufe und Produktionsschritte, um gewünschte Werkstoffeigenschaften zu erzielen. Sie identifizieren Werkstoffe, berücksichtigen die Zusammenhänge zwischen Werkstoff und Wärmebehandlung und legen die Parameter (Temperatur-Zeit-Verläufe) fest. Sie beschreiben auf Grundlage des inneren Aufbaus der Metalle (Gefüge) die Veränderung der Werkstoffeigenschaften. Die Schülerinnen und Schüler führen Stoffeigenschaftsänderungen durch, um die gewünschten Werkstoffkennwerte (Härte, Festigkeit, Streckgrenzenverhältnis) zu erzielen. Sie überwachen den Prozess, insbesondere die Zyklen der Wärmebehandlung und reagieren bei auftretenden Störungen. Sie erstellen Diagramme während der Wärmebehandlung zur Prüfung und Dokumentation. Während der gesamten Durchführung achten die Schülerinnen und Schüler auf die Einhaltung der Unfallverhütungsvorschriften, Regeln und Informationen im Regelwerk der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, des Gesundheitsschutzes am Arbeitsplatz sowie die Belange der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes. Die Schülerinnen und Schüler prüfen die Werkstoffkennwerte nach den Stoffeigenschaftsänderungen (Prüfprotokolle). Sie erkennen fehlerhafte Behandlungen, bestimmen deren Ursachen und leiten nachhaltige Verbesserungsmaßnahmen ab. Hierbei berücksichtigen sie den Einfluss von Begleit- und Legierungselementen auf das Gefüge und Werkstoffeigenschaften. Sie vergleichen die Ergebnisse mit den Kundenvorgaben und beurteilen die Energieeffizienz (Wärmemenge, Wirkungsgrad). Die Schülerinnen und Schüler reflektieren die Durchführung der erfolgten Stoffeigenschaftsänderung, dokumentieren die Ergebnisse, auch in fremder Sprache, und diskutieren Alternativen.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, an Anlagen und Maschinen der Stahl- oder Nichteisenmetallurgie oder zur Umformung von Metallen die notwendigen Instandhaltungsarbeiten einzuleiten und durchzuführen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Prozesse in der Metallurgie oder Umformung. Sie beschreiben in ihrem Tätigkeitsbereich Aufbau, Wirkungsweise, komplexe Verknüpfungen und Anwendungen der eingesetzten Maschinen und Anlagen (Maschinenelemente, Bauteile, Baugruppen, Einrichtungen, Demontage- und Montagepläne). Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über die Vorschriften zur Bedienung und Instandhaltung (Instandhaltungspläne, Inspektion, Hilfs- und Betriebsstoffe) dieser Anlagen, auch in einer fremden Sprache. Sie planen die notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen an ausgewählten Produktionsanlagen, unterscheiden Instandhaltungskonzepte und bewerten deren Wirtschaftlichkeit (vorbeugende, zustandsbedingte und schadensbedingte Instandsetzung). Die Schülerinnen und Schüler führen erforderliche Wartungs-, Inspektions- und Instandsetzungsarbeiten durch. Sie wirken auch an der Erstellung von Wartungs- und Inspektionsplänen mit. Sie überwachen Anlagen und Maschinen und bewerten und dokumentieren, auch unterstützt durch Informations- und Kommunikationstechniken, die Ergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen die Produktionsanlagen zur Bewahrung der Betriebsbereitschaft auf Prozessstörungen, grenzen diese systematisch ein und veranlassen bei Störungen Maßnahmen zu deren Beseitigung (Fehlersuchlaufplan, Abnutzungsvorrat, Ausfallverhalten). Sie führen diese, unter Einhaltung der Arbeitsschutzvorschriften und Unfallverhütungsvorschriften, Regeln und Informationen im Regelwerk der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung sowie der Vorschriften aus dem Bereich des Umweltschutzes (Entsorgungsvorschriften) durch. Die Schülerinnen und Schüler leiten Optimierungsmöglichkeiten (Verbesserung) hinsichtlich Qualität, Wirtschaftlichkeit, Arbeits- und Umweltschutz ab und erstellen sowie ergänzen Arbeitsanweisungen.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, Produkte auf die Einhaltung der Kundenanforderungen zu überprüfen und für die weitere Verwendung vorzubereiten. Die Schülerinnen und Schüler analysieren die auch fremdsprachlichen Kundenaufträge und leiten die zu prüfenden quantitativen und qualitativen Produktmerkmale ab (Soll-Ist- Vergleich, Anforderungsliste). Sie verschaffen sich einen Überblick über Verfahren zur Prüfung der chemischen Zusammensetzung, metallographischer Untersuchungen sowie zerstörungsfreier Prüfungen (Sichtprüfung, Ultraschallprüfung, Durchstrahlungsprüfung, Farbeindringprüfung, Magnetpulverprüfung). Sie informieren sich über die Bewertung der Prüfergebnisse hinsichtlich kritischer Fehler sowie Haupt- und Nebenfehler. Sie analysieren die Vorgaben für die Weitergabe des Produkts. Die Schülerinnen und Schüler planen die Prüfung des Produkts und legen die Prüfverfahren und Prüfmittel fest. Sie bereiten die Einsatzfähigkeit der Prüfmittel vor und beachten die Vorschriften zur Unfallverhütung. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen das Produkt, gegebenenfalls anhand einer Stichprobe, und vergleichen die Ergebnisse mit den Qualitätsmerkmalen. Sie entscheiden nach der Datenanalyse über die Notwendigkeit und Eignung einer Nachbehandlung (mechanische, thermische und chemische Verfahren) und leiten diese ein. Die Schülerinnen und Schüler führen das Produkt der weiteren Verwendung zu, dokumentieren den Vorgang und führen eine Kennzeichnung, auch mit Hilfe einer elektronischen Datenverarbeitung, durch und leiten diese weiter. Sie bereiten das Produkt unter Berücksichtigung der Vorschriften zur Unfallverhütung für den Transport vor. Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Ergebnisse und treffen Aussagen zum Herstellungsprozess. Sie reflektieren die Erkenntnisse und passen gegebenenfalls den Produktionsprozess (kontinuierlicher Verbesserungsprozess), auch unter Berücksichtigung des Umweltschutzes und wirtschaftlicher Gesichtspunkte im betrieblichen Leistungsprozess (Beschaffung, Produktion, Absatz), an.

Die Schülerinnen und Schüler besitzen die Kompetenz, die Prozessqualität von Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu beurteilen. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über Qualitäts- und Umweltmanagementsysteme, deren Anwendung sowie deren Bedeutung. Sie analysieren die auch fremdsprachlichen Kundenanforderungen und leiten daraus messbare Produktvoraussetzungen und weitere Forderungen (Abluftfilterung und -reinheit) ab. Sie erfassen und analysieren Prozessdaten auch mit Hilfe elektronischer Datenverarbeitung (elektronische Textverarbeitung und Tabellenkalkulation). Die Schülerinnen und Schüler planen die Darstellung der Prozessqualität mit Hilfe der beschreibenden Statistik (Histogramm, Fehlersammelkarte). Sie entwerfen Diagramme und bereiten die statistische Kennwerte (arithmetischer Mittelwert, Median, Modus, Range, Standardabweichung) mit Hilfe elektronischer Datenverarbeitungsprogramme auf. Die Schülerinnen und Schüler berechnen die Maschinen- und Prozessfähigkeitsindizes. Sie führen Fehleranalysen mit Hilfe von Qualitätswerkzeugen (Ursache-Wirkungs-Diagramm, Pareto-Analyse) durch und leiten Maßnahmen zur Optierung ab. In diesem Zusammenhang erstellen sie Prüfpläne und wenden diese an. Sie überwachen die Merkmalswerte in der Fließfertigung durch Qualitätsregelkarten und beschreiben den Verlauf. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren die Maßnahmen zur Qualitätssicherung und der Dokumentation der Produktqualität. Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Prozessqualität und nehmen Stellung zu ihren Ergebnissen.