Modulbeschreibung

Mikrotechnik I

ECTS-Punkte:
12
Lernziele:

Die Studierenden

  • können die Brücke zwischen Makro- und Mikrowelt schlagen.
  • können physikalische Gesetzmässigkeiten in der Mikrowelt interpretieren.
  • können mechanische Bearbeitungsverfahren für Mikrostrukturen adaptieren.
  • kennen mechanische Mikrobearbeitungsverfahren sowie Lasermikrobearbeitung.

 

  • können das elastische und plastische Verhalten von Werkstoffen aus deren atomarem Aufbau und Mikrostruktur heraus erklären und auf dieser Basis einfache Berechnungen und Abschätzungen mechanischer Eigenschaften durchführen.
  • können binäre Zustandsdiagramme lesen und daraus Schlüsse hinsichtlich Werkstoffeigenschaften (thermische Beständigkeit, Phasenbestand, bestimmte mechanische und chemische Eigenschaften) ziehen.
  • können thermisch aktivierte Vorgänge (Diffusion, Rekristallisation) physikalisch und mathematisch beschreiben.
  • kennen einige grundlegende Prozesse (Legieren, Diffundieren, Rekristallisieren, Wärmebehandlung, Sintern) zum Modifizieren von metallischen und keramischen Werkstoffen.
  • können das mechanische und thermische Eigenschaftsprofil von Kunststoffen aus deren chemischer Struktur und Zusammensetzung abschätzen.
  • können aus gängigen Abkürzungen für Thermoplaste schliessen, um was für einen Kunststoff es sich handelt, und damit wesentliche Aspekte des Eigenschaftsprofils abschätzen.
  • kennen ausgewählte Verfahrenstechniken zur Herstellung von Bauteilen aus Thermoplasten.
  • kennen einige ausgewählte Recyclingverfahren für Thermoplaste.
  • kennen wichtige Informationsquellen für Werkstoffdaten.
  • können einige Werkstoffanalyse und Werkstoffprüfverfahren hinsichtlich ihrer Aussagekraft und ihren Grenzen aus eigener Erfahrung einschätzen und die mit diesen Verfahren erzielten Ergebnisse einstufen / beurteilen.

 

  • kennen die Grundlagen der Elastostatik und Festigkeitslehre.
  • können Dehnungen und Spannungen an statisch bestimmten und unbestimmten Systemen bei Zug/Druck, Biegung und Torsion bestimmen.
  • kennen die Euler'schen Knicklasten.
  • können eine Festigkeitsabschätzung bei überlagerten Beanspruchungen durchführen.
  • können korrekte Konstruktionszeichungen erstellen.

 

  • kennen die verschiedenen Wärmetransportmechanismen und können einfache Wärmetransportprobleme lösen.
  • können thermodynamische Systeme richtig erkennen und deren Eigenschaften korrekt beschreiben.
  • kennen die Hauptsätze der Thermodynamik und können diese auf einfache Fragestellungen anwenden.
  • können die Gesetze der Mechanik ruhender Flüssigkeiten auf praktische Probleme anwenden.
  • können die verschiedenen Strömungstypen unterscheiden und die entsprechenden Gesetze korrekt anwenden.

Kurse in diesem Modul

Mikrotechnische Verfahren I:

Einführung in die Mikrosystemtechnik

  • Anwendungsgebiete / Entwicklungstrends / Märkte
  • Begriffsdefinitionen / Begriffshierarchie / Form- und Funktionselemente

 

Skalierungseffekte "Von Makro zu Mikro"

 

Mechanische Mikrobearbeitung

  • Spanende Mikrobearbeitung
  • Mikrofunkenerosion

 

Lasermikrobearbeitung

  • Lasergrundlagen / Lasertypen
  • Abtragende Verfahren
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Werkstofftechnik I:

Metallische Werkstoffe:

  • Mechanische Eigenschaften und ihre strukturellen Hintergründe (Gitterfehler, Härtungsmechanismen, Bruchvorgänge)
  • Legierungsbildung und Zustandsdiagramme (Phasenregel, Hebelgesetz, Grundtypen binärer Phasendiagramme, Anwendungen)
  • Eisen und Stahl, Wärmebehandlung
  • Thermisch aktivierte Vorgänge (Diffusion, Rekristallisation, Sintern)


Polymerwerkstoffe:

  • Chemische Beschreibung der Polymerwerkstoffe: Typisierung von Polymerwerkstoffen, Modifikation durch Additive
  • Auswahl relevanter Eigenschaften von Kunststoffen inkl. Struktur-Eigenschafts-Beziehungen: Thermische Phasenübergänge, mechanische Eigenschaften, viskoelastisches Verhalten (Kriechen), Fliessverhalten in der Schmelze (Rheologie), weitere typische physikalische Eigenschaften
  • Formgebungsverfahren für Thermoplaste: Einführung in Extrusion und Spritzgiessen
  • Recycling von Thermoplasten: Strategien, Einführung in werkstoffliches Recycling


Prüf- und Analyseverfahren für Werkstoffe

Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Technische Mechanik:
•    Zug / Druck Probleme, Hookesches Gesetz
•    Flächenmomente 2. Ordnung
•    Biegung, statisch bestimmt und unbestimmt
•    Torsion, Bredt’sche Formel
•    Membrane
•    Bewegungsgleichungen
•    Kinetik des Massenpunktes
•    Arbeitssatz
•    Kinematik des Punkthaufens
•    Kinematik des starren Körpers
•    CAD-Konstruktion
     
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Strömungslehre und Thermodynamik:

Thermodynamik

  • Wärmetransportmechanismen
  • Systembegriff, Zustandsbegriff , Prozesse
  • Entropiebegriff

 

Strömungslehre

  • Ruhende Flüssigkeiten: Druck, statischer Auftrieb, Verhalten von Flüssigkeiten an Grenzflächen
  • Strömende Flüssigkeiten und Gase: Kontinuitätsgesetz, stationäre Strömung, Gleichung von Bernoulli, Viskosität, laminare und turbulente Strömung, dynamischer Auftrieb
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.