Lehre

Lernergebnisse / Kompetenzen

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden ein grundlegendes Wissen über die Grundlagen der Elektrotechnik erlangen.

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• grundlegende Begriffe der Elektrotechnik erklären
• grundlegende Gesetze der Elektrotechnik beschreiben
• grundlegende Gesetze der Elektrotechnik bei der Auswahl und dem Einsatz von Messgeräten und elektronischen Komponenten anwenden
• die Funktionsweise und betrieblichen Eigenschaften elektrischer Maschinen erklären

Inhalte
Vorlesung:

• Grundbegriffe und physikalische Grundlagen (u.a. Strom, Gleichspannung, Wechselspannung, Widerstand, Leistung)
• Schaltungen (u.a. Knotenregel, Maschenregel, Spannungsteiler)
• elektronische Komponenten
• elektrische Felder und Magnetismus
• elektrische Maschinen
• Prinzipien und Beispiele von Sensoren und Aktoren

Übungen und Praktika u.a.:

• Berechnung praktischer Anwendungsbeispiele
• Aufbau und Messung elektrischer Schaltungen
   

English description:

Electrical Engineering

Physical fundamentals, electrical measuring methods, electronic components; electric machines and sensors.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden ein grundlegendes Wissen über Fein- und Mikrosysteme erlangen. Dadurch sollen die Studierenden die wichtigsten Systeme, Methoden und Anwendungen der Fein- und Mikrotechnik als unverzichtbare Schlüsseltechnologie in der modernen Maschinenbau- und Elektroindustrie kennenlernen und in der Lage sein, Lösungen für Fragestellungen auf dem Gebiet zu erarbeiten.

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• Anwendungen, Beispiele und Merkmale von Fein- und Mikrosystemen benennen
• Zusammenhänge zwischen Werkstoff, makroskopischer Werkstoffeigenschaften, Bauteilgeometrie und Funktion anhand von physikalischen Gesetzmäßigkeiten erklären
• Wechselwirkungen von Werkstoffeigenschaften auf die Funktion diskutieren und geeignete Werkstoffe auswählen
• grobe Dimensionierungen für elektromechanische Verbindungstechnik wie z.B. Steckverbinder und Schmelzsicherungen berechnen
• grundlegende Funktionen von Fein- und Mikrosystemen analysieren und auf neue Anwendungsfelder übertragen

Inhalte
Vorlesung:

• Begriffsbestimmung und Marktübersicht von Fein- und Mikrosystemen
• Anforderungen, Funktionen, physikalische Grundlagen und maßgebliche Technologien bei Fein- und Mikrosystemen
• Werkstoffe (Kunststoffe, Kupferwerkstoffe und Oberflächenbeschichtungen) für elektromechanische Systeme
• Vertiefende Systemerläuterung und -analyse technischer Systeme anhand von konkreten Beispielen aus der Automobiltechnik und elektrischen Verbindungstechnik (u.a. Airbag Systeme, elektrische Steckverbinder, Absicherungssysteme)
• Training von fächerübergreifendem Denken zwischen Feinwerktechnik, Elektrotechnik und Elektronik

Übungen und Praktika u.a.:

• Temperaturverhalten von Kunststoffen
• Stromerwärmung von stromdurchflossenen Bauteilen
• Thermisches Design
   

English description:

Precision- and Microsystems

Requirements, functions, physical principles, technologies and materials of precision- and microsystems; interactions between electrical and mechanical properties;
case studies of various systems in automotive- and connection technology.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die im Bereich der Feintechnik üblichen Fertigungsverfahren so gut, dass sie beim Konstruieren den Aspekt der technischen Machbarkeit und der wirtschaftlichen Herstellung berücksichtigen können und geeignete Fertigungstechnik auswählen können.

Inhalte
Vorlesung:

Herstellung von Bauteilen durch spanende / umformende Verfahren unter besonderer Berücksichtigung der Verhältnisse und Anforderungen in der Feintechnik

• Blechverarbeitung in der Feintechnik
• Kunststoffverarbeitung in der Feintechnik
• Oberflächentechnologien
• Verbindungstechnologien
   

English description:

Precision Manufacturing Engineering

Injection molding of fine technical plastic parts; Precision manufacturing
technology; Surface plating, Joining and assembly.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die wichtigen Regeln und Methoden der Konstruktion und Entwicklung.
Die Studierenden können anhand von grundlegenden Konstruktionsregeln und -methoden neue
Konstruktionsaufgaben selbstständig bzw. im Team lösen.

Inhalte
Vorlesung:

• Konstruktionsmethodik
• Anforderungsgerechtes Konstruieren
• Werkstoffgerechtes Konstruieren für Feintechnik
• Konstruieren mit metallischen Werkstoffen
• Konstruieren mit Kunststoffen
• Standardelemente der Feintechnik
• Design von Feinkomponenten und Systemen
   

English description:

Design of Precision Components and Machines

Rules and methodology for design of precision components and machines are
introduced and practiced with some design examples and a big design project.

Lernergebnisse / Kompetenzen:

Die Studierenden erwerben Kompetenzen im Bereich der physikalischen und mathematischen Beschreibung mechatronischer Funktionswerkstoffe.
Sie erlangen vertiefende werkstoffwissenschaftliche Kompetenzen verknüpft mit den elementaren Grundlagen der Quantenmechanik im Hinblick auf funktionale Werkstoffe für mechatronischer Anwendungen.
Durch das Verständnis für den Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften, resultierend aus dem atomistischen Aufbau, dem Mikrogefüge und den funktionalen Anforderungen mechatronischer Bauteile werden die Studierenden in die Lage versetzt, Ansätze für Problemlösungen zu entwickeln.
Die Studierenden kennen die wissenschaftlichen Funktionsmechanismen der Werkstoffe, können die Einsatzgrenzen der Werkstoffe beurteilen und haben das Wissen um Werkstoffauswahl und Schadensanalyse methodisch an Funktionswerkstoffen durchzuführen.
Darüber hinaus ist das Erwerben des vertieften Wissens und der Kompetenz im Themengebiet der elektrisch leitenden Basismaterialien wie Kupferlegierung, der Kunststoffe als Gehäusewerkstoffe, elektrisch leitender Oberflächenmaterialien für Korrosionsschutz sowie der Rechenmodelle für das Langzeitverhalten Ziel der Veranstaltung. Die Studierenden sind in der Lage, anspruchsvolle werkstofftechnische Probleme zu lösen bzw. Ziele für neue Werkstoffentwicklung zu definieren und Wege für deren Verwirklichung zu finden.

Inhalte:

In diesem Modul werden Struktur- und Funktionswerkstoffe der Elektronik, Sensorik, Aktorik, Maschinen- und Feinwerktechnik im Hinblick auf ihre funktionale Anwendung behandelt. Mechanismen elektrischer Leiter- und Halbleiterwerkstoffe, Magnetwerkstoffe, sowie striktiver und piezoelektrischer Werkstoffe und Formgedächtnis-Legierungen werden erläutert. Die Grundlagen, Eigenschaften und mechatronische Anwendungen von Kupfer und Kupferlegierungen, Ag-, Au-, Ni-, Pd-, Sn-, Ni- und Multilayer-Oberflächen sowie Polymeren sind ebenfalls Gegenstand der Lehrveranstaltung.
 

English description:

Functional materials

Fundamentals, properties and applications of Materials with special magnetic and electrical properties (insulator materials, electric conductors, materials for electrical contacts, materials of semiconductors and superconductors), Piezoelectric materials, Materials with shape memory and ferroelectric behaviour, Copper and copper alloys, Ag-, Au-, Ni-, Pd-, Sn- and multilayer plating, polymer materials.

Lernergebnisse / Kompetenzen:

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden ein grundlegendes und vertieftes Wissen im Bereich der Mikrosystemtechnik als anspruchsvolle, neue und zukunftsträchtige Querschnittstechnologie erlangen. Die Studierenden werden mit den Arbeitsmethoden und Anwendungstechniken der Mikrosystemtechnik vertraut gemacht und können diese anwenden. 

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• physikalische Grundlagen für die Mikro- und Nanotechnik anwenden
• Arbeitsmethoden und Anwendungstechniken der Mikrosystemtechnik beschreiben
• den Zusammenhang zwischen Funktion, Geometrie und Werkstoff analysieren
• geeignete Mikro- und Nanotechnik für bestimmte Anwendungen argumentieren
• für Aktoren und Sensoren in der Mikrosystemtechnik wichtige Zusammenhänge berechnen

Inhalte
Vorlesung:

• Physikalische Grundlagen mikrotechnischer Sensorik und Aktorik in der Mikro- und Nanotechnik
• Systemintegration (u.a. Airbag-System, ESP)
• Anwendungen (u.a. Aktor und Kraftsensor aus Piezokeramik, Aktor aus Formgedächtnis-Legierungen, elektrostatische Antriebe, Abstandsensoren, Lichtwellenleiter, OLED)
• Fertigungstechnologien (u.a. CVD, PVD, Lithografie, Ätzverfahren, LIGA, Kleben und Bonden)

Übungen und Praktika u.a.:

• Arbeit mit der Mikrosystemtechnik (u.a. Beschleunigungssensor, Piezoaktor, Formgedächtnis-Legierung)
   

English description:

Microelectromechanical Systems and Nanotechnology

Physical fundamentals, design, manufacturing and applications of micro- and nanotechnology, sensors and actuators.

Lernergebnisse / Kompetenzen:

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden ein detailliertes Wissen und Kompetenzen im Themengebiet der Kunststoffe und Verbundwerkstoffe erlangen.

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• Kunststoffe und Verbundwerkstoffe in der Konstruktion anwenden
• den Einsatz von Kunststoffen bewerten
• eigenständig zu Kunstoffen recherchieren
• Ziele für neue Werkstoffentwicklung definieren und Wege für deren Verwirklichung finden.

Inhalte
Vorlesung:

• Allgemeine Eigenschaften und Entwicklung von Kunststoffen
• Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe:
  - Struktur
  - Eigenschaften
  - Verarbeitung
• Thermisch-mechanische Eigenschaften
• Recycling
• Technologien
• Anwendungen

Übungen und Praktika u.a.:

• Berechnung wichtiger Eigenschaften
• Herstellung und Prüfung von Kunststoff-Verbundwerkstoffen
• Verifikation von Theorien und Modellen
   

English description:

Polymer and Composite Materials

• Structures
• Properties
• Processing
• Recycling
• Technology
• New developments
• Applications

Inhalte

• Neue Technologie (z.B. MID, OLED)
• Neue Werkstoffe (z.B. Nanomodifizierte Werkstoffe)
• Neue Messmethoden (z.B. FIB)
• Neue Anwendungen (z.B. Elektroauto, PV)
• Neue Entwicklungen (z.B. Sensorik)

Lernergebnisse / Kompetenzen:

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden ein tiefgehendes Verständnis für den Megatrend der Konnektivität (digitale Vernetzung) erlangen. Die Studierenden werden anhand der elektrischen Verbindungstechnik mit den Grundlagen der Konnektivität vertraut gemacht und sie lernen die Kenntnisse zu präsentieren und in der Praxis anzuwenden. 

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• grundlegende Begriffe und Konzepte der Konnektivität erklären
• Anwendungsgebiete der elektrischen- und optischen Verbindungstechnik, sowie der Funktechnik identifizieren und die Vor- und Nachteile verschiedener Verbindungstechnologien benennen
• wichtige Regeln und Normen bei der Entwicklung von Geräteanschlusstechnik für Hochstromanwendung, Signalübertragung und Datenübertragung verstehen und anwenden
• Auswahl und Anwendung von geeigneten Konnektivität-Lösungen im Maschinenbau und der Mechatronik begründen
• Voraussetzungen für robuste und zuverlässige Verbindungstechnik analysieren

Weitere Lernziele und Kompetenzen für dual Studierende (Mechatronik)

Die dual Studierenden können:

• Praxisbeispiele von elektrischer Verbindungstechnik aus der betrieblichen Praxis ihrer Betriebe präsentieren, analysieren und diskutieren
• die in der Praxis kennengelernten Zusammenhänge und erworbenen Kompetenzen mit den an der Hochschule vermittelten Inhalten des Moduls verbinden
• das in dem Modul erlernte Wissen auf neue Anwendungen in der betrieblichen Praxis ihrer Betriebe übertragen
• ihr theoretisches Wissen ziel- und lösungsorientiert anwenden

Inhalte
Vorlesung:

• Einführung und Anwendungsgebiete der Konnektivität
• Übersicht der Vernetzung auf Basis von Kupferleitungen, Lichtwellenleiter und Funktechnik
• Vertiefung in der Konstruktion elektrischer Verbindungstechnik im Maschinenbau und der Mechatronik
• Bedeutung der Zuverlässigkeit elektrischer Verbindungen
• Nachhaltige Ansätze der Konnektivität
• Aktuelle und zukünftige Entwicklungen und Trends in der Konnektivität (u.a. Industrie 4.0, Gleichstromnetze, Internet der Dinge, Sektorenkopplung)

Übungen und Praktika u.a.:

• Fallstudien und Anwendungsbeispiele aus der Industrie
• Übungen zur Auswahl von elektrischer Verbindungstechnik
• Anwendung und Interpretation von Normen
• Laborversuche mit elektrischen Steckverbindern
   

English description:

Connectivity

Objectives: The aim of the module is to provide an understanding of the megatrend of connectivity. Students are familiarized with the basics of connectivity using electrical connection technology and learn how to present and apply their knowledge in practice.

Lectures:

• Introduction and application areas of connectivity 
• Overview of connectivity based on copper cables, fiber optics and wireless technology
• In-depth knowledge of the design of electrical connection technology in mechanical engineering and mechatronics
• Importance of the reliability of electrical connections
• Sustainable approaches to connectivity
• Current and future developments and trends in connectivity (e.g. Industry 4.0, DC grids, Internet of Things, sector coupling)

Labs:

• Case studies and application examples from industry
• Exercises on the selection of electrical connection technology
• Application and interpretation of standards
• Laboratory tests with electrical connectors

Lernergebnisse / Kompetenzen:

Ziel des Moduls ist es, dass die Studierenden eine grundlegende Einführung in die Konzepte, Methoden und Anwendungen der Künstlichen Intelligenz (KI) erlangen. Anhand eines konkreten Beispiels zur Datenauswertung soll der Umgang mit Machine Learning Frameworks erlernt werden.

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul können die Studierenden:

• grundlegende Begriffe und Konzepte der KI beschreiben
• Anwendungsgebiete der KI und der Digitalisierung im Maschinenbau und der Mechatronik identifizieren, sowie Möglichkeiten und Grenzen der KI verstehen
• das grundlegende Vorgehen bei der Erstellung von KI-Anwendungen verstehen und anwenden
• selbstständig zum Thema KI recherchieren und die Ergebnisse präsentieren
• Machine Learning Frameworks nutzen, um einfache KI-Modelle zu erstellen und auszuführen
• ein neuronales Netz mit geeigneten Daten trainieren

Inhalte
Vorlesung:

• Überblick und Einführung in die Thematik der Künstlichen Intelligenz anhand von ausgewählten KI-Anwendungsgebieten aus dem Maschinenbau und der Mechatronik
• KI-Technologien (Maschinelles Lernen und Deep Learning mit neuronalen Netzwerken, Bild- und Sprachverarbeitung)
• Arten den Maschinellen Lernens: Überwachtes, unüberwachtes und verstärkendes Lernen

Übungen und Praktika u.a.:

• Recherche und Teamarbeit
• Datenanalyse und Datenvorbereitung
• Vertiefung durch praktische Nutzung von Frameworks zur Datenauswertung
   

English description:

Artificial Intelligence

Objectives:
The aim of the module is to provide a basic introduction to the concepts, methods and applications of artificial intelligence (AI). Using a concrete example of data evaluation, students will learn how to use machine learning frameworks.

Lectures:

• Overview and introduction to the topic of artificial intelligence using selected AI application areas from mechanical engineering and mechatronics
• AI technologies (machine learning and deep learning with neural networks, image and language processing)
• Types of machine learning: supervised, unsupervised and reinforcement learning

Labs:

• Research and teamwork
• Data analysis and data preparation
• Practical use of frameworks for data evaluation

Die Modulhandbücher für den Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik finden Sie hier

Die Modulhandbücher für den Fachbereich Elektrotechnik und Technische Informatik finden Sie hier