Lehrveranstaltungen der Professur Mikrofertigungstechnik

Forschungsseminar I

Nach einer Recherche (Patente, Literatur, existierende Produkte u. a.) zum aktuellen Stand der Technik sind die notwendigen Arbeitsschritte, die Teamaufteilung und die benötigten Ressourcen zur Lösung der Aufgabe zu planen. Als Abschluss (Prüfungsvorleistung) sind in einer Präsentation und einem Kurzbericht die Ergebnisse vorzustellen und auf dessen Grundlage eine präzisierte Aufgabenstellung für den zweiten Teil der Arbeit zu formulieren.

Forschungsseminar II

Die in Forschungsseminar I formulierten Ziele sollen an einem Demonstrator oder Prototyp (auch Software) umgesetzt und überprüft bzw. demonstriert werden. Das Projekt kann ganz oder zum Teil bei einem Industriepartner durchgeführt werden. Die Arbeit soll weitestgehend selbstständig unter Betreuung durch die verantwortliche Professur und ggf. die beteiligten Industriepartner erfolgen. Fachspezifische von der verantwortlichen Professur organisierte Vorträge zu ausgewählten Themen ergänzen die Gruppenarbeit.

Im Modul Fertigungs­lehre werden die Fertigungs­verfahren einschließlich der notwendigen Werkzeuge in Anlehnung an die gültigen Normen erläutert.

Ausgehend von der Klassifikation in den Verfahrens­haupt­gruppen: Urformen, Umformen, Trennen und Fügen werden die einzelnen Verfahren hinsichtlich ihres Wirk­prinzips, des Anwendungs­bereiches, der erreichbaren Qualitäts­parameter und wirtschaftlicher Aspekte beschrieben. Schwerpunkte sind dabei die Kenntnis grundlegender Zusammenhänge und der methodischen Vorgehens­weise bei der Auswahl und Einschätzung der Anwendbarkeit von Verfahren bezogen auf technologische Anforderungen. Genereller Inhalt ist es, dem Studierenden das für diese Problematik notwendige Grundwissen zu vermitteln und ihn mit den aktuellen Verfahren, Methoden und Prozessen der industriellen Fertigung vertraut zu machen. Zusammen­fassend wird das Wissen beispielhaft bei der Gestaltung von Prozessketten unter Beachtung fertigungs­übergreifender Aspekte sowie technischer, wirtschaftlicher und organisatorischer Zusammenhänge dargestellt.

Die zugehörigen Übungen sollen das entstandene Wissen an praxis­orientierten Beispielen vertiefen.

Das Modul vermittelt Grundlagen und Vorgehensweisen zur Gestaltung ressourceneffizienter Prozesse und Prozessketten. Nach einem Überblick über Methoden zur Strukturierung von Fertigungsprozessen sowie der Technologie- und Fertigungs­planung werden technologische Grundlagen zu ausgewählten spanenden, abtragenden und umformenden Fertigungs­verfahren mit Beispielen aus den Bereichen Gewindeherstellung, Hart- und Unrundbearbeitung, Tieflochbohren, Trocken­bearbeitung, Entgraten, Gratvermeidung u. a. vermittelt. Diese werden hinsichtlich ihrer Ressourceneffizienz im Kontext der gesamten Prozesskette bewertet und verglichen. Anschließend werden Prozessketten und Betriebsmittel zur Herstellung rotations­symmetrischer und prismatischer Bauteile aus den Bereichen Maschinenbau und Automobilproduktion erläutert und an konkreten Beispielen vertieft.

Das Modul vermittelt Kenntnisse zur Gestaltung und Bewertung von produktionstechnischen Prozessen und Prozessketten. Das Modul vereint dabei die Aspekte der Bewertung der Effizienz von Prozessketten und des virtuellen Produkt­entstehungs­prozesses. Unter dem Aspekt der Effizienz werden insbesondere die produktions­technischen Ressourcen und Methoden zu deren Bemessung betrachtet. Der virtuelle Produkt­entstehungs­prozess wiederum beschreibt die rechner­basierte, realistische Darstellung eines Produkts und seines Entstehungs­prozesses mit allen geforderten Funktionen des Produkts über den Produkt­lebens­zyklus. Ausgehend von der Einführung grundlegender Konzepte und Begriffe werden Aspekte des virtuellen Produkt­entstehungs­prozesses vorgestellt. Darauf aufbauend werden digitale Methoden zur Produkt- und Prozess­modellierung sowie deren integriertes und schnitt­stellen­übergreifendes Zusammen­wirken im Rahmen von CA-(Computer-Aided-)Systemen beleuchtet. Im Kontext der technologischen Umsetzung von Prozessketten werden Technologie- und Methoden­planung in ihrer Beschreibung sowie anhand konkreter Prozesse und anschaulicher Beispiele vorgestellt. Dabei werden Ansätze zur Effizienz­bewertung und -beeinflussung von Einzel­prozessen sowie von Gesamtprozess­ketten anhand von Arbeits­folgegraphen vermittelt. Im Zusammenhang mit der integrierten Prozesskette behandelt das Modul abschließend Methoden der Geschäfts­prozess­modellierung sowie Aspekte der Qualitäts­sicherung und Messtechnik einschließlich Prozess­robustheit und -stabilität und deren Einfluss auf Fertigungs­abläufe.

In den Lehreinheiten werden die Anforderungen an funktionale Oberflächen aus anwendungsrelevanten Bereichen wie der Medizintechnik, der Automobiltechnik, der Elektronikindustrie oder der Optik vermittelt. Wesentliche Schwerpunkte sind die anforderungsgerechte Gestaltung funktionaler Oberflächen unter Berücksichtigung physikalisch-chemischer Grundlagen sowie die Betrachtung von geeigneten Fertigungsverfahren zu deren Herstellung. Zusätzlich erfolgt ein Überblick über das Gebiet der Bionik, also der Nachbildung von Funktionsoberflächen aus der Natur und Übertragung auf technische Anwendungen. Darüber hinaus werden ausgewählte Methoden zur Charakterisierung der Oberflächen hinsichtlich Topographie, Eigenspannungen und Funktion vorgestellt.

Das Modul adressiert die Vermittlung fundierter Grundlagenkenntnisse zur Analyse und Bewertung von Fertigungsverfahren anhand prozessrelevanter Daten. Hierbei werden spanende, kraftgebundene und abtragende Prozesse adressiert. Zur Erfassung, Verarbeitung und Auswertung von prozessinhärenten Daten erfolgt eine Einführung in relevante Messprinzipien und die hierfür notwendigen Messketten. Außerdem sollen Möglichkeiten der Signalaufbereitung, -filterung und Auswertemethoden eingeführt werden. Im Rahmen eines Seminars festigen die Teilnehmer ihre Kompetenzen anhand konkreter praktischer Messaufgaben.

Das Modul vermittelt aus den Perspektiven der Disziplinen Arbeitswissenschaft, Fabrikplanung und Mechatronik ein grundlegendes Verständnis dafür, wie Mensch und Technik in der modernen Produktion interagieren. Schwerpunkte sind:

• Systematiken der industriellen Produktion und Grundlagen der Fabrikplanung
• Grundlagen mechatronischer Systeme in der Produktion und deren Interaktion mit Menschen
• Datenakquisition, -analyse und -anwendung in mechatronischen Systemen
• Methoden und Instrumente zur messtechnischen Erfassung von Mensch-Technik-Umwelt-Interaktionen
• Grundlagen zur Analyse und Gestaltung menschlicher Arbeit in der Produktion
• Methoden menschzentrierter Entwicklung und Evaluation von Mensch-Technik-Systemen und -Interaktionen