Themenmodul Mikrotechnische Konstruktion

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
6 CP180 h 4 SWS (42 h)138 h

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlene Voraussetzungen:

  • Differential- und Integralrechnung I, II
  • Lineare Algebra I, II

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung/Übung Mikrotechnische Konstruktion 6 CP 4 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

15- bis 45-minütige mündliche Prüfung.

Note

Die Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden kennen die mikrotechnischen Grundbauelemente.
  • Die Studierenden erkennen, aus welchen mikrotechnischen Bauelementen ein gegebenes Gerät aufgebaut ist und können seine Funktion beschreiben und erklären.
  • Die Studierenden können mikrotechnische Grundbauelemente für vorgegebene Anwendungen berechnen und auslegen.
  • Die Studierenden können die in der Mikrotechnik wesentlichen Effekte wie z.B. Kapillarkraft, Dehnungsmess-Streifen, Bimorph, Piezo-Effekt usw. beschreiben, erklären und deren Wirkung vorausberechnen.

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • Im Rahmen der Übungen wird den Studierenden vorgestellt, wie wissenschaftliche Vorträge vorbereitet und gehalten werden. Anschließend erhält jeder Student die Möglichkeit selbst eine Vortrag auszuarbeiten und zu halten. (Lernziel Präsentationstechnik)
  • Während der Vorlesung werden Übungsaufgaben verteilt, die als Hausaufgaben selbständig gelöst werden sollen. In der folgenden Übung werden die Lösungen gemeinsam besprochen. (Lernziel selbständiges Lösen von Aufgaben)

Inhalte

  • Überblick über die Grundelemente der mikrotechnischen Konstruktion
  • Überblick über die physikalischen Effekte in der Mikrotechnik
  • Eigenschaften dünner Schichten
  • Verformungen durch dünne Schichten
  • Elektrischer Widerstand von Leiterbahnen aus Metall und Silizium
  • Dicke, dünne und schlaffe Membranen
  • Berechnung der Auslenkung von druck- oder kraftbelasteten Membranen
  • Berechnung der Dehnung von druckbelasteten Membranen
  • Berechnung der Widerstandsänderung von Dehnungsmess-Streifen aus Metall und Silizium auf Membranen
  • Kapazitive Messung von Membranauslenkungen
  • Linearisierung der kapazitiven Messung von Membranauslenkungen
  • Berechnung des Schwingungsverhaltens von Membranen
  • Berechnung der Auslenkung unterschiedlich belasteter bzw. gelagerter Balken
  • Dehnungsmess-Streifen auf Balken
  • Knicklast von Balken
  • Berechnung der Resonanzfrequenz von schwingenden Balken
  • Anordnung von Dehnungsmess-Streifen auf schwingenden Balken
  • Druckabfall durch Reibung in Kapillaren
  • Gleichung von Bernoulli
  • Coanda-Effekt
  • Berechnung von Kapillarkräften
  • Einfluss von Blasen in Kapillaren
  • Squeeze-film-Effekt
  • Elektroosmose und Elektrophorese
  • Kapazitive Kräfte an einem Spalt
  • Piezoelektrischer Effekt
  • Berechnung der Aktor- und der Sensorkennlinie von Piezos
  • Berechnung von Auslenkung und Kraft von Bimorphs
  • Optimierung von Bimorphs bezüglich Auslenkung, Kraft und Energiebedarf
  • Pyroelektrischer Effekt
  • Thermo-mechanische Aktoren
  • Thermo-pneumatischer Aktor
  • Brownsche Molekularbewegung
  • Diffusion
  • Optische Beugung an Spalten und Mikrospektrometer
  • Lichtwellenleiter und optische Schalter

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Medizintechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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