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Maschineningenieurwissenschaften Bachelor Information
Bachelor-Studium (Studienreglement 2010)
Fokus-Vertiefung
Produktionstechnik
Fokus-Koordinator: Prof. Konrad Wegener
Für die erforderlichen 20 KP der Fokus-Vertiefung müssen mindestens 2 Kernfächer (W+ im HS/FS) absolviert werden. Die zusätzlich benötigten 12 KP können mit den wählbaren Fächern (im HS/FS) erworben werden.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0705-00LFertigungstechnik IW+4 KP2V + 2UK. Wegener, M. Wiessner
KurzbeschreibungVertiefung in die Fertigungsverfahren Bohren, Fräsen, Schleifen, Honen, Läppen, Funkenerosion und elektrochemisches Abtragen. Stabilität von Prozessen, Prozessketten und Verfahrenswahl.
LernzielVertiefte Behandlung der spanenden Fertigungsverfahren und ihrer Optimierung. Kenntnisse der NC-Technik, Prozess- und Maschinendynamik, Rattern sowie Prozessüberwachung.
InhaltVertiefte Betrachtung der spanenden Fertigungsverfahren und ihrer Optimierung, Zerspanung mit unbestimmter Schneide wie Schleifen, Honen und Läppen, Bearbeitungsverfahren ohne Schneide wie EDM, ECM, Ausblick auf Zusatzgebiete wie NC-Techniken, Maschinen- und Prozessdynamik inklusive Rattern sowie Prozessüberwachung.
Skriptja
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Empfehlung: Vorlesung 151-0700-00L Fertigungstechnik Wahlfach im 4. Semester
Sprache: Auf Wunsch erhalten englischsprachige Studenten Hilfe auf Anfrage, englische Übersetzungen der Präsentationsfolien.
151-0733-00LGrundlagen und Prozesse der Umformtechnik
Hinweis: alter Titel bis HS21 "Umformtechnik III - Umformtechnische Verfahren".
W+4 KP2V + 2UM. Bambach
KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt Technologiegrundkenntnisse zu den wichtigsten Verfahren der Blech-, Rohr- und Massivumformung. Behandelt werden insbesondere Elementar-Berechnungsmethoden, welche eine schnelle Beurteilung des Prozessverhaltens und so eine grobe Prozessauslegung erlauben. Prozessspezifisch werden Spannungs- und Formänderungszustände analysiert und die Verfahrensgrenzen aufgezeigt.
LernzielKennenlernen umformtechnischer Verfahren. Wahl des Umformverfahrens. Auslegung einer umformtechnischen Fertigung.
InhaltBehandlung der Umformverfahren Blechumformen, Biegen, Stanzen, Kaltmassivumformen, Strangpressen, Durchziehen, Freiform- und Gesenkschmieden, Walzen; Wirkprinzip; Elementarmethoden zur Abschätzung der Spannungen und Dehnungen; Grundlagen der Prozessauslegung; Verfahrensgrenzen und Arbeitsgenauigkeit; Werkzeuge und Handhabung; Maschinen und Maschineneinsatz.
Skriptja
151-0703-00LBetriebliche Simulation von ProduktionsanlagenW4 KP2V + 1UP. Acél
KurzbeschreibungDie Studierenden lernen den Umgang mit der ereignisorientierter Simulation zur Auslegung und betrieblichen Optimierung von Produktionsanlagen anhand von Praxisbeispielen. Die Simulation bildet die entscheidende Grundlage zum digitalen Zwilling im Rahmen von Industrie 4.0.
LernzielDie Studierenden lernen die richtige Anwendung (Wo? Wann? Wie?) der ereignisorientierten und computerbasierten Simulation in der Abbildung von Betriebsabläufen und Produktionsanlagen. Die Simulation ist eine wichtige Grundlage zum erstellen eines digitalen Zwillings im Rahmen von Industrie 4.0.
Anhand von Praxisbeispielen wird betriebliche Simulation in Produktion, Logistik und Planung aufgezeigt.
Die Studierenden sollen erste eigene Erfahrungen in der Anwendung der computerbasierten Simulation machen.
Inhalt- Anwendung und Einsatzgebiete der ereignisorientierten Simulation
- Simulation im Kontext von Industrie 4.0 (digitaler Zwilling)
- Beispielhafte Anwendung eines Softwaretools (Technomatrix-Simulation-Software)
- Innerer Aufbau und Funktionsweise von Simulationstools
- Vorgehen zur Anwendung: Optimierung, Versuchsplanung, Auswertung, Datenaufbereitung
- Steuerungsphilosophien, Notfallkonzepte, Abtaktung, Fertigungsinseln
- Anwendung auf die Anlagenprojektierung

Der Stoff wird durch praxisorientierte Übungen und eine Exkursion vertieft. Ein Gastreferat stellt ein Beispiel aus der Praxis vor.
SkriptWird jeweils vor der Vorlesung per Mail verschickt (pdf).
LiteraturEin Literaturverzeichnis wird in der Vorlesung abgegeben.
Voraussetzungen / BesonderesEmpfohlen für alle Bachelor-Studierenden im 5. Semester und Master-Studierenden im 7. Semester (MAVT, MTEC).
Geförderte KompetenzenGeförderte Kompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgeprüft
Soziale KompetenzenKooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggeprüft
Sensibilität für Vielfalt geprüft
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgeprüft
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement geprüft
151-0717-00LMechanische Produktion: Montieren, Fügen, BeschichtenW4 KP2V + 1UK. Wegener, V. H. Derflinger, P. Jousset
KurzbeschreibungVerstehen der Komplexität der Montage sowie ihrer Bedeutung als Erfolgs- und Kostenfaktor. Die Montage als Kombination verschiedener Tätigkeiten wie Fügen, Handhaben, Justieren usw. Fügetechniken; lösbare und unlösbare Verbindungen. Montageanlagen. Beschichtungstechniken und ihre Aufgaben, insbesondere Korrosionsschutz.
LernzielVerstehen der Komplexität der Montage sowie ihrer Bedeutung als Erfolgs- und Kostenfaktor. Einführung in die Einzeltechniken, insbesondere die Füge- und Beschichtungstechniken.
InhaltDie Montage als Kombination verschiedener Tätigkeiten wie Fügen, Handhaben, Justieren usw. Fügetechniken; lösbare und unlösbare Verbindungen. Montageanlagen.
Beschichtungstechniken und ihre Aufgaben, insbesondere Korrosionsschutz.
Skriptja
Voraussetzungen / BesonderesEmpfohlen zur Fokusvertiefung Produktionstechnik
Mehrheitlich Dozenten aus der Industrie.
151-0719-00LQualität von Werkzeugmaschinen - Dynamik, Mikro- und SubmikromesstechnikW4 KP2V + 1UA. Günther, D. Spescha
KurzbeschreibungDie Maschinenmesstechnik umfasst den prinzipiellen Aufbau von Produktionsmaschinen, deren Lagerungen und Führungen, die möglichen geometrischen, kinematischen, thermischen und dynamischen Abweichungen von Werkzeugmaschinen und deren Prüfung, die Wirkung der Abweichungen auf das Werkstück, die Prüfung von Antrieben und Steuerungen, sowie die Überprüfung der Maschinenfähigkeit.
LernzielKenntnis von
- Maschinenaufbau
- Abweichungen von Lagerungen, Führungen und Maschinen
- Wirkung der Abweichungen auf das Werkstück
- Dynamik mechanischer Systeme
- Messdatenerfassung / Digitale Signalanalyse
- Experimentelle Modalanalyse
- geometrische, kinematische, thermische, dynamische Prüfung von Werkzeugmaschinen
- Testunsicherheit
- Maschinenfähigkeit
InhaltFertigungsmesstechnik für Produktionsmaschinen
- Grundlagen, wie Maschinenaufbau und Maschinenkoordinatensystem
- Aufbau und Abweichungen von Lagerungen und Führungen
- Abweichungsbudget, Wirkung von Abweichungen auf das Werkstück
- geometrische und kinematische Abnahme von Produktionsmaschinen
- Umschlagmessung, mehrdimensionale Maschinenmesstechnik
- thermische Einflüsse auf Werkzeugmaschinen und deren Prüfung
- Testunsicherheit, Simulation
- Grundbegriffe der Dynamik mechanischer Systeme und Schwingungslehre
- Sensoren und Anregungssysteme
- Mode Fitting, experimentelle Modalanalyse
- Prüfen von Steuerung und Antrieben
- Maschinenfähigkeit
SkriptArbeitsunterlagen werden in der Vorlesung verteilt.
Voraussetzungen / BesonderesPraktische Übungen in den Labors und an den Werkzeugmaschinen des IWF vertiefen den Stoff der Vorlesung.
151-0723-00LManufacturing of Electronic Devices Information W4 KP3GA. Kunz, R.‑D. Moryson, F. Reichert
KurzbeschreibungDie Vorlesung verfolgt die Prozesskette der Wertschöpfung elektrischer und elektronischer Komponenten: Inhalt sind der Schaltungsentwurf und die Schaltungsentwicklung, die Fertigung elektronischer Schaltungen in Leiterplatten und Hybridtechnik, integrierte Prüftechnik, die Planung von Produktionsanlagen, Fertigung hochintegrierter elektronischer Bausteine vom Wafer an sowie das Recycling.
LernzielKenntnisse der Wertschöpfungskette Elektronik. Fertigungsgerechte Planung der Produkte sowie deren Fertigung. Aufbau von Produktionsanlagen, Recycling.
InhaltOhne elektronische Komponenten geht nichts mehr. Typische Maschinenbauprodukte wie Werkzeugmaschinen oder Fahrzeuge haben heute einen wertmässigen Anteil an elektrischen und elektronischen Komponenten von über 60%, so dass der Zugang zur bzw. die Beherrschung der Wertschöpfung von entscheidender Bedeutung für die gesamte Leistungserstellung wird. Es werden zunächst elektronische Bauelemente in ihrer Funktion und die Planung von Schaltkreisen erläutert. Anschliessend wird gezeigt, wie elektronische Funktionseinheiten aus Bauelementen montiert werden. Gezeigt wird sowohl die Leiterplattentechnik als auch die sich mehr und mehr durchsetzende Hybridtechnik, gezeigt werden wertschöpfende Prozesse sowie die Prüfung und das Handling und die Kombination der Verfahren im Rahmen der Anlagenprojektierung. Weiter behandelt die Vorlesung die Fertigung elektronischer Bausteine beginnend von der Waferfertigung über die Strukturierung und das Bonding und Packaging. Dabei wird die Fertigung Mikroelektromechanischer und elektrooptischer Systeme und Aktuatoren besprochen. Keine Produktplanung noch Fertigung kommt heute ohne die Betrachtung des Recycling aus, was auch diese Vorlesung beschliesst. Auf einer Exkursion sehen die Studierenden die praktische Anwendung und Verwirklichung der Fertigung elektrischer und elektronischer Komponenten.
SkriptUnterlagen werden pro Vorlesungsblock zur Verfügung gestellt.
Voraussetzungen / BesonderesDie Vorlesung wird gestaltet und vorgetragen von Fachleuten aus der Industrie.

Eine Exkursion zu einem Fertigungsbetrieb soll die Kenntnisse praxisorientiert untermauern.
Geförderte KompetenzenGeförderte Kompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Problemlösunggeprüft
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggeprüft
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
151-0833-00LApplied Finite Element AnalysisW4 KP2V + 2UB. Berisha, D. Mohr
KurzbeschreibungDie meisten Problemstellungen im Ingenieurwesen sind nichtlinearer Natur. Die Nichtlinearitäten werden hauptsächlich durch nichtlineares Werkstoffverhalten, Kontaktbedingungen und Strukturinstabilitäten hervorgerufen. Im Rahmen dieser Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen der nichtlinearen Finite-Element-Methoden zur Lösung von solchen Problemstellungen vermittelt.
LernzielDas Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Grundkenntnissen der nichtlinearen Finite-Elemente-Methode (FEM). Der Fokus der Vorlesung liegt bei der Vermittlung der theoretischen Grundlagen der nichtlinearen FE-Methoden für implizite und explizite Formulierungen. Typische Anwendungen der nichtlinearen FE-Methode sind Simulationen von:

- Crash
- Kollaps von Strukturen
- Materialverhalten (Metalle und Gummi)
- allgemeinen Umformprozessen

Insbesondere wird die Modellierung des nichtlinearem Werkstoffverhalten, thermomechanischen Vorgängen und Prozessen mit grossen plastischen Deformationen behandelt. Im Rahmen von begleitenden Uebungen wird die Fähigkeit erworben, selber virtuelle Modelle zur Beschreibung von komplexen nichtlinearen Systemen aufzubauen. Wichtige Modelle wie z.B. Stoffgesetze werden in Matlab programmiert. Das FEM Programm ABAQUS wird eingeführt, um reale Ingenieurprobleme zu simulieren.
Inhalt- Einführung in FEM
- Kontinuumsmechanische Grundlagen zur Beschreibung grosser plastischer Deformationen
- Elasto-plastische Werkstoffmodelle
- Lagrange- und Euler-Betrachtungsweisen
- FEM-Implementierung von Stoffgesetzen
- Elementformulierungen
- Implizite und explizite FEM-Methoden
- FEM-Formulierung des gekoppelten thermo-mechanischen Problems
- Modellierung des Werkzeugkontaktes und von Reibungseinflüssen
- Gleichungslöser und Konvergenz
- Instabilitätsprobleme
SkriptVorlesungsfolien
LiteraturBathe, K. J., Finite-Elemente-Methoden, Springer-Verlag, 2002
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