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Feinwerktechnische Fertigung

Modulbezeichnung: Feinwerktechnische Fertigung
Studiengang: Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012
Code: MST.FWF
SWS/Lehrform: 4V+3P (7 Semesterwochenstunden, kumuliert)
ECTS-Punkte: 6
Studiensemester: 2
Dauer: 2 Semester
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
MST.FWF Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012, 2. Semester, Pflichtfach
MST.FWF Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2011, 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 105 Veranstaltungsstunden (= 78.75 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 101.25 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
MST.DAS Darstellungsmethoden und Statik
MST.WEW Werkstoffwissenschaften


[letzte Änderung 09.10.2017]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MST.RAY Einführung in die Simulationsmethodik mit Raytracing


[letzte Änderung 01.10.2012]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Günter Schultes
Dozent:
Prof. Dr. Günter Schultes
Dipl.-Ing. Bernd Gaspard


[letzte Änderung 27.03.2017]
Lernziele:
Kennenlernen der wichtigsten Fertigungsverfahren der DIN 8580 mit besonderem Bezug zur Feinwerktechnik. Technologische Besonderheiten wie Wirkprinzipien und Prozessparameter werden aufgezeigt. Die Einsatzbereiche der Verfahren und der Werkstoffe können beurteilt werden. An bereits vermittelte Kenntnisse aus der technischen Mechanik wird angeknüpft. Das Wissen wird somit verknüpft.
Kennenlernen der wichtigsten Fertigungsverfahren der Mikrotechnik, deren Anwendungsbereiche und MEMS-Ausführungsbeispiele. Die Studierenden verstehen Feinwerk- und Mikrotechnische Produkte sowie deren Fertigungsverfahren.
 
 
Auffrischung und Erarbeitung der für technische Zeichnungen und Bauteilberechnungen notwendigen CAD und FEM-Grundkenntnisse. Die Studierenden können technische Zeichnungen in 2D und 3D erstellen und sind befähigt, einfache Fragestellungen der Festigkeitslehre mit den Berechnungswerkzeugen der Software zu lösen. Das Einbinden von Normteilbibliotheken sowie das Arbeiten mit Befestigungselementen wie Schrauben, Muttern etc. wird geübt. Entsprechend der Bedeutung von mechanischen Sensoren werden auch Beispiele aus diesem Bereich bearbeitet.
 


[letzte Änderung 09.10.2017]
Inhalt:
Teil I
 
Feinwerktechnik
1.        Überblick und Einteilung
2.        Urformende Fertigungsverfahren Gießen: Verfahren, Werkstoffe und Gestaltungsregeln, Sintern
3.        Umformende Fertigungsverfahren
4.        Trennende Fertigungsverfahren:
             Zerspanen mit geometrisch bestimmter Schneide (Drehen, Fräsen, Bohren)
             Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide (Schleifen)
5.        Fügeverfahren
             Löten (Hart- und Weichlöten)
             Press- und Schmelzschweißverfahren: z.B. Laserstrahlschweißen, Widerstandsschweißen,  
 
Mikrotechnik
1.      Einleitung: Warum ist „Mikro“ anders?
2.      Mikromechanische Drucksensoren aus Silizium
            Funktionsprinzip und Ausführungen
3.      Mikrosysteme: Beschleunigungs- und Drehratensensoren
            Physikalische Funktionsprinzipien, Ausführungen und Messtechnik
4.      Notwendige Technologien zur Herstellung von Mikrostrukturen
            Silizium-Wafer, Thermische Oxidation
            Schichttechnologien, PVD und CVD
            Strukturierungsverfahren und Ätzprozesse
            Vakuumtechnik
5.      Nanotechnologie         
            Nanoskalige Metall-Matrixschichten (granulare Metalle) in der Sensorik, Beispiele aus der eigenen Forschung
            Laserfeinstbearbeitung mit Ultrakurzzeitlasern
 
Die Lehrveranstaltung wird ergänzt durch besondere Lehrmodule wie: Betriebsbesichtigungen, Fertigung von Sensoren für die Druck- und Kraftmesstechnik, Vorführung von CNC-Bearbeitungsmaschinen
 
 
Teil II
 
1.    Grundsätzliche Einstellungen von AutoCAD, Erstes Zeichnen
2.    Exaktes Zeichen und Bearbeitungsbefehle für 2-D Zeichnungen
3.    Polylinien und flächige Elemente  
4.    Layertechnik
5.    Bemaßung und Texte
6.    Prototypenzeichnungen, Blöcke, Externe Referenzen
7.    Modell- und Papierbereich, Plotten
8.    Normteilbibliothek, Arbeiten mit genormten Schrauben, Muttern, Stiften etc.
9.    Beschreibung und Darstellung der 3D-Funktionalität
10.   Biege- und Momentenlinienberechnung
11.   2-D Finite Elemente Berechnungen (FEM)


[letzte Änderung 09.10.2017]
Lehrmethoden/Medien:
Vorlesung, Besondere Lehreinheiten mit praktischen Vorführung, Ausarbeitung eines Vortrags und eines Posters zu einem speziellen Thema.
  

[letzte Änderung 08.10.2017]
Literatur:
 
Feinwerktechnik:
 
- A. H. Fritz , G. Schulze, Fertigungstechnik, Springer Lehrbuch auch als e-book verfügbar
- A. Risse, Fertigungsverfahren der Mechatronik, Feinwerk- und Präzisionsgerätetechnik, Springer Lehrbuch auch als e-book verfügbar
- W. Krause, Fertigung in der Feinwerk- und Mikrotechnik, Hanser Verlag
- W. Krause, Grundlagen der Konstruktion, Hanser Verlag
- Tabellenbuch Metall und Werkstofftechnik für Metallberufe, Verlag Europa Lehrmittel
 
Mikrotechnik:
- F. Völklein, T. Zetterer, Praxiswissen Mikrosystemtechnik, Vieweg Verlag
- T.M. Adams, R.A. Layton, Introductory MEMS, Springer Verlag
- Bosch, Sensoren im Kraftfahrzeug, Springer Verlag
- M. Glück, MEMS in der Mikrosystemtechnik, Teubner Verlag
 
Technisches Zeichnen und CAD:
- Hoischen: Technisches Zeichnen, Cornelsen Verlag
- Troff: AutoCAD 2002 für Windows / Grundlagen / 2D / 3D, Herdt Verlag
- Ridder: AutoCAD 2002 im Maschinenbau, mitp Verlag
 


[letzte Änderung 09.10.2017]
[Wed Nov 13 15:42:46 CET 2019, CKEY=ygfein, BKEY=mst2, CID=MST.FWF, LANGUAGE=de, DATE=13.11.2019]