Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

Maschineningenieurwissenschaften Master Information
Mechanics, Materials, Structures
Die unter der Kategorie “Kernfächer” gelisteten Fächer sind empfohlen. Andere Kurse sind nicht ausgeschlossen, benötigen jedoch die Zustimmung des Tutors/der Tutorin.
151-0107-20LHigh Performance Computing for Science and Engineering (HPCSE) I Information W4 KP4GP. Koumoutsakos, S. M. Martin
KurzbeschreibungThis course gives an introduction into algorithms and numerical methods for parallel computing on shared and distributed memory architectures. The algorithms and methods are supported with problems that appear frequently in science and engineering.
LernzielWith manufacturing processes reaching its limits in terms of transistor density on today’s computing architectures, efficient utilization of computing resources must include parallel execution to maintain scaling. The use of computers in academia, industry and society is a fundamental tool for problem solving today while the “think parallel” mind-set of developers is still lagging behind.

The aim of the course is to introduce the student to the fundamentals of parallel programming using shared and distributed memory programming models. The goal is on learning to apply these techniques with the help of examples frequently found in science and engineering and to deploy them on large scale high performance computing (HPC) architectures.
Inhalt1. Hardware and Architecture: Moore’s Law, Instruction set architectures (MIPS, RISC, CISC), Instruction pipelines, Caches, Flynn’s taxonomy, Vector instructions (for Intel x86)

2. Shared memory parallelism: Threads, Memory models, Cache coherency, Mutual exclusion, Uniform and Non-Uniform memory access, Open Multi-Processing (OpenMP)

3. Distributed memory parallelism: Message Passing Interface (MPI), Point-to-Point and collective communication, Blocking and non-blocking methods, Parallel file I/O, Hybrid programming models

4. Performance and parallel efficiency analysis: Performance analysis of algorithms, Roofline model, Amdahl’s Law, Strong and weak scaling analysis

5. Applications: HPC Math libraries, Linear Algebra and matrix/vector operations, Singular value decomposition, Neural Networks and linear autoencoders, Solving partial differential equations (PDEs) using grid-based and particle methods
Class notes, handouts
Literatur• An Introduction to Parallel Programming, P. Pacheco, Morgan Kaufmann
• Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers, G. Hager and G. Wellein, CRC Press
• Computer Organization and Design, D.H. Patterson and J.L. Hennessy, Morgan Kaufmann
• Vortex Methods, G.H. Cottet and P. Koumoutsakos, Cambridge University Press
• Lecture notes
Voraussetzungen / BesonderesStudents should be familiar with a compiled programming language (C, C++ or Fortran). Exercises and exams will be designed using C++. The course will not teach basics of programming. Some familiarity using the command line is assumed. Students should also have a basic understanding of diffusion and advection processes, as well as their underlying partial differential equations.
151-0215-00LEngineering Acoustics IW4 KP3GN. Noiray, B. Van Damme
KurzbeschreibungThis course provides an introduction to acoustics. It focusses on fundamental phenomena of airborne and structure-borne sound waves. The lecture combines theoretical principles with practical insights and interpretations.
LernzielThis course is proposed for Master and PhD students interested in getting knowledge in acoustics. Students will be able to understand, describe analytically and interpret sound generation, absorption and propagation.
InhaltFirst, magnitudes characterizing sound propagation are reviewed and the constitutive equations for acoustics are derived. Then the different types of sources (monopole/dipole/quadrupole, punctual, non-compact) are introduced and linked to the noise generated by turbulent flows, coherent vortical structures or fluctuating heat release. The scattering of sound by rigid bodies is given in basic configurations. Analytical, experimental and numerical methods used to analyze sound in ducts and rooms are presented (Green functions, Galerkin expansions, Helmholtz solvers).
The second part covers elastic wave phenomena, such as dispersion and vibration modes, in infinite and finite structures.
SkriptHandouts will be distributed during the class
LiteraturBooks will be recommended for each chapter
151-0317-00LVisualization, Simulation and Interaction - Virtual Reality IIW4 KP3GA. Kunz
KurzbeschreibungThis lecture provides deeper knowledge on the possible applications of virtual reality, its basic technolgy, and future research fields. The goal is to provide a strong knowledge on Virtual Reality for a possible future use in business processes.
LernzielVirtual Reality can not only be used for the visualization of 3D objects, but also offers a wide application field for small and medium enterprises (SME). This could be for instance an enabling technolgy for net-based collaboration, the transmission of images and other data, the interaction of the human user with the digital environment, or the use of augmented reality systems.
The goal of the lecture is to provide a deeper knowledge of today's VR environments that are used in business processes. The technical background, the algorithms, and the applied methods are explained more in detail. Finally, future tasks of VR will be discussed and an outlook on ongoing international research is given.
InhaltIntroduction into Virtual Reality; basisc of augmented reality; interaction with digital data, tangible user interfaces (TUI); basics of simulation; compression procedures of image-, audio-, and video signals; new materials for force feedback devices; intorduction into data security; cryptography; definition of free-form surfaces; digital factory; new research fields of virtual reality
SkriptThe handout is available in German and English.
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites:
"Visualization, Simulation and Interaction - Virtual Reality I" is recommended, but not mandatory.

Didactical concept:
The course consists of lectures and exercises.
151-0353-00LMechanics of Composite Materials Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Number of participants limited to 80.
W4 KP2V + 1UP. Ermanni
KurzbeschreibungFocus is on laminated fibre reinfoced polymer composites. The courses treats aspects related to micromechanics, elastic behavior of unidirectional and multidirectional laminates, failure and damage analysis, design and analysis of composite structures.
LernzielTo introduce the underlying concept of composite materials and give a thorough understanding of the mechanical response of materials and structures made from fibre reinforced polymer composites, including elastic behaviour, fracture and damage analysis as well as structural design aspects. The ultimate goal is to provide the necessary skills to address the design and analysis of modern lightweight composite structures.
InhaltThe course is addressing following topics:
- Introduction
- Elastic anisotropy
- Micromechanics aspects
- Classical Laminate Theory (CLT)
- Failure hypotheses and damage analysis
- Analysis and design of composite structures
- Draping effects
- Special topics
SkriptScript, handouts, exercises and additional material are available in PDF-format on the CMASLab webpage resp on moodle.

LiteraturThe lecture material is covered by the script and further literature is referenced in there.
151-0368-00LAeroelasticity Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP2V + 1UM. Righi
KurzbeschreibungEinführung in die Grundlagen und Methoden der Aeroelastik. Überblick über die wichtigsten statischen und dynamischen Phänomene, die aus der Kopplung zwischen Strukturkräften und aerodynamischen Lasten entstehen.
LernzielDie Vorlesung soll ein physikalisches Grundverständnis für gekoppelte Strömung-Struktur-Phänomene vermitteln. Ausserdem soll den Teilnehmern ein Überblick über die wichtigsten Phänomene der statischen und der dynamischen Aeroelastik gegeben werden, sowie eine Einführung in die entsprechenden analytischen und numerischen Methoden zur mathematischen Beschreibung und zur Formulierung quantitativen Voraussagen.
InhaltElemente der stationären und instationären Aerodynamik.
Auswertung der aerodynamischen Lasten durch analytische (Reduced-Order Models, Indicial Functions), experimentelle (Wind Tunnel) und numerische Ansätze (CFD)

Statische Aeroelastik: Berechnung der statischen aeroelastischen Antwort einfacher Systeme, Ruderwirksamkeit und -umkehr. Auswirkung der Flügelpfeilung auf statische aeroelastische Phänomene, aeroelastische Divergenz am starren Streifenmodell, aeroelastische Divergenz eines kontinuierlichen Flügels.

Dynamische Aeroelastik: Berechnung der dynamischen aeroelastischen Antwort einfacher Systeme. Kinematik des Biegetorsionsflatterns. Dynamik des starren Flügelstreifenmodells. Dynamik des Biegetorsionsflatterns.

Numerische Aeroelastik (Test Cases aus den letzten AIAA Aeroelastic Prediction Workshops).

Aeroelastische Antwort von modernen Flugzeugen: Wirkung von Steuerflächen und Systemen (Aeroservoelastik), active-controlled Aircraft, Flutter-suppression Systems, Zertifizierung (EASA, FAA).

Planung und Durchführung von Windkanal-Versuchen von aeroelastischen Modellen. Durchführung von einem Experiment im ETH-WK.

Einblick in nicht-lineare Phenomäne wie Limit-Cycle Oscillations (LCO).
SkriptSkript (auf Englisch) vorhanden.
LiteraturBispilnghoff Ashley, Aeroelasticity
Abbott, Theory of Wing sections,
Y. C. Fung, An Introduction to the Theory of Aeroelasticity, Dover Phoenix Editions.
151-0509-00LMicroscale Acoustofluidics Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP3GJ. Dual
KurzbeschreibungIn this lecture the basics as well as practical aspects (from modelling to design and fabrication ) are described from a solid and fluid mechanics perspective with applications to microsystems and lab on a chip devices.
LernzielUnderstanding acoustophoresis, the design of devices and potential applications
InhaltLinear and nonlinear acoustics, foundations of fluid and solid mechanics and piezoelectricity, Gorkov potential, numerical modelling, acoustic streaming, applications from ultrasonic microrobotics to surface acoustic wave devices
SkriptYes, incl. Chapters from the Tutorial: Microscale Acoustofluidics, T. Laurell and A. Lenshof, Ed., Royal Society of Chemistry, 2015
LiteraturMicroscale Acoustofluidics, T. Laurell and A. Lenshof, Ed., Royal Society of Chemistry, 2015
Voraussetzungen / BesonderesSolid and fluid continuum mechanics. Notice: The exercise part is a mixture of presentation, lab sessions ( both compulsary) and hand in homework.
151-0524-00LContinuum Mechanics IW4 KP2V + 1UE. Mazza
KurzbeschreibungKonstitutive Gleichungen für strukturmechanische Berechnungen werden behandelt. Dies beinhaltet anisotrope lineare Elastizität, lineare Viskoelastizität, Plastizität und Viscoplastizität. Es werden die Grundlagen der Mikro-Makro Modellierung und der Laminattheorie eingeführt. Die theoretischen Ausführungen werden durch Beispiele aus Ingenieuranwendungen und Experimente ergänzt.
LernzielBehandlung von Grundlagen zur Lösung kontinuumsmechanischer Probleme der Anwendung, mit besonderem Fokus auf konstitutive Gesetze.
InhaltAnisotrope Elastizität, Linearelastisches und linearviskoses Stoffverhalten, Viskoelastizität, mikro-makro Modellierung, Laminattheorie, Plastizität, Viscoplastizität, Beispiele aus der Ingenieuranwendung, Vergleich mit Experimenten.
151-0525-00LDynamic Behavior of Materials
“Note: previous course title until HS19 "Wave Propagation in Solids".
W4 KP2V + 2UD. Mohr, C. Roth, T. Tancogne-Dejean
KurzbeschreibungLectures and computer labs concerned with the modeling of the deformation response and failure of engineering materials (metals, polymers and composites) subject to extreme loadings during manufacturing, crash, impact and blast events.
LernzielStudents will learn to apply, understand and develop computational models of a large spectrum of engineering materials to predict their dynamic deformation response and failure in finite element simulations. Students will become familiar with important dynamic testing techniques to identify material model parameters from experiments. The ultimate goal is to provide the students with the knowledge and skills required to engineer modern multi-material solutions for high performance structures in automotive, aerospace and naval engineering.
InhaltTopics include viscoelasticity, temperature and rate dependent plasticity, dynamic brittle and ductile fracture; impulse transfer, impact and wave propagation in solids; computational aspects of material model implementation into hydrocodes; simulation of dynamic failure of structures;
SkriptSlides of the lectures, relevant journal papers and user manuals will be provided.
LiteraturVarious books will be recommended pertaining to the topics covered.
Voraussetzungen / BesonderesCourse in continuum mechanics (mandatory), finite element method (recommended)
151-0529-00LComputational Mechanics II: Nonlinear FEAW4 KP2V + 2UL. De Lorenzis
KurzbeschreibungThe course provides an introduction to non-linear finite element analysis. The treated sources of non-linearity are related to material properties (e.g. plasticity), kinematics (large deformations, instability problems) and boundary conditions (contact).
LernzielTo be able to address all major sources of non-linearity in theory and numerics, and to apply this knowledge to the solution of relevant problems in solid mechanics.
Inhalt1. Introduction: various sources of nonlinearities and implications for FEA.
2. Non-linear kinematics: large deformations, stability problems.
3. Non-linear material behavior: hyperelasticity, plasticity.
4. Non-linear boundary conditions: contact problems.
SkriptLecture notes will be provided. However, students are encouraged to take their own notes.
Voraussetzungen / BesonderesMechanics 1, 2, Dynamics, Continuum Mechanics I and Introduction to FEA. Ideally also Continuum Mechanics II.
151-0532-00LNonlinear Dynamics and Chaos I Information W4 KP2V + 2UG. Haller
KurzbeschreibungBasic facts about nonlinear systems; stability and near-equilibrium dynamics; bifurcations; dynamical systems on the plane; non-autonomous dynamical systems; chaotic dynamics.
LernzielThis course is intended for Masters and Ph.D. students in engineering sciences, physics and applied mathematics who are interested in the behavior of nonlinear dynamical systems. It offers an introduction to the qualitative study of nonlinear physical phenomena modeled by differential equations or discrete maps. We discuss applications in classical mechanics, electrical engineering, fluid mechanics, and biology. A more advanced Part II of this class is offered every other year.
Inhalt(1) Basic facts about nonlinear systems: Existence, uniqueness, and dependence on initial data.

(2) Near equilibrium dynamics: Linear and Lyapunov stability

(3) Bifurcations of equilibria: Center manifolds, normal forms, and elementary bifurcations

(4) Nonlinear dynamical systems on the plane: Phase plane techniques, limit sets, and limit cycles.

(5) Time-dependent dynamical systems: Floquet theory, Poincare maps, averaging methods, resonance
SkriptThe class lecture notes will be posted electronically after each lecture. Students should not rely on these but prepare their own notes during the lecture.
Voraussetzungen / Besonderes- Prerequisites: Analysis, linear algebra and a basic course in differential equations.

- Exam: two-hour written exam in English.

- Homework: A homework assignment will be due roughly every other week. Hints to solutions will be posted after the homework due dates.
151-0535-00LOptical Methods in Experimental MechanicsW4 KP3GE. Hack, R. Brönnimann
KurzbeschreibungDie Vorlesung behandelt optische Methoden zur Messung des mechanischen Verhaltens einer Struktur, zur Bestimmung von Materialkennwerten, und zur Validierung von numerischen Simulationen. Im Fokus stehen Anwendungen, Stärken und Grenzen bildgebender Methoden der Verformungs-, Dehnungs- und Spannungsmessung. Die Vorlesung wird mit zwei Praktikumsnachmittagen an der Empa in Dübendorf ergänzt.
LernzielDie Studierenden können einfache Messungen mit optischen Methoden planen und die Bildaufnahme beschreiben. Sie verstehen das Messprinzip der behandelten Messmethoden zur Form-, Verformungs- und Dehnungsmessung. Insbesondere können sie erklären, wie die Messgrösse in ein Interferenzsignal, eine Polarisations- oder eine Temperaturänderung umgewandelt wird. Sie kennen die wichtigsten Anwendungen und Einsatzgebiete der einzelnen Techniken. Sie sind in der Lage, die für eine Messaufgabe am besten geeignete Technik auszuwählen und deren erwartete Auflösung abzuschätzen. An den Praktikumsnachmittagen werden die theoretischen Betrachtungen durch konkrete Messaufgaben vertieft, womit der Lernerfolg nachhaltig wird.
InhaltNach einer Einführung in Optik und Bilderfassung wird erläutert, auf welche Weise mechanische Grössen wie Form, Verformung, Dehnung oder Spannung in eine Bildinformation umgesetzt werden. Die Messmethoden basieren auf grundlegenden Prinzipien wie
- Triangulation
- Interferenz
- Beugung
- Doppelbrechung
- Wärmestrahlung

Dabei kommen Kameras, insbesondere CCD und CMOS-Kameras und Mikrobolometer, sowie inkohärente Weisslichtlampen und kohärente Lichtquellen wie Laser zum Einsatz. Die Themen umfassen im einzelnen:
- Einführung in Optik und Bildgebung
- Digitale Bildkorrelation in 2D und 3D
- Streifenprojektion und strukturiertes Licht
- Beugung und Holographie
- Speckle Pattern Interferometrie
- Spannungsoptik
- Spannungsanalyse mittels Thermoelastizität
- Validierung von numerischen Simulationen
- Faseroptische Methoden

Es wird gezeigt, dass die Methoden auf Mikrosysteme ebenso anwendbar sind wie auf grosse Ingenieurstrukturen. Daneben werden zeitaufgelöste Messungen im Zusammenhang mit Modalanalyse und dynamischen Vorgängen vertieft.

Das Semester beinhaltet zwei Praktikums-Nachmittage an der Empa, wo die Studierenden eigene Erfahrungen mit bildgebenden Methoden sammeln. Diese beinhalten je nach Interessenlage der Studierenden und Verfügbarkeit der Geräte z.B Digitale Bildkorrelation, Speckle Pattern interferometrie, Thermoelastizität, Faseroptik, Streifenprojektion.
SkriptFolienkopien der einzelnen Lektionen werden on-line in ILIAS zur Verfügung gestellt. Jede Lektion enthält Übungen. Es wird zu einem privaten Blog eingeladen, der die Diskussion über die Vorlesungsinhalte und die Übungen erleichtern soll. Musterlösungen zu den Übungen werden zeitversetzt zur Verfügung gestellt.
LiteraturEine gute Übersicht über die Grundlagen der optischen Methoden bieten die folgenden Lehrbücher:

Toru Yoshizawa, Ed., Handbook of Optical Metrology, 2nd edition, 2015, CRC Press, Boca Raton
ISBN 978-1-4665-7359-8

Pramod Rastogi, Erwin Hack, Eds., Optical Methods for Solid Mechanics: A Full-Field Approach
2012, Wiley-VCH, Berlin
ISBN 978-3-527-41111-5

W. N. Sharpe Jr., Ed., Handbook of Experimental Solid Mechanics
2009, Springer, New York
ISBN 978-0-387-26883-5
Voraussetzungen / BesonderesGrundbegriffe der Optik und Interferometrie, z.B. aus Physik-Grundkursen sind von Vorteil.
151-0550-00LAdaptive Materials for Structural Applications Information W4 KP3GA. Bergamini
KurzbeschreibungAdaptive materials offer appealing ways to extend the design space of structures by introducing time-variable properties into them. In this course, the physical working principles of selected adaptive materials are analyzed and simple models for describing their behavior are presented. Some applications are illustrated, also with laboratory experiments where possible.
LernzielThe study of adaptive materials covers topics that range from chemistry to theoretical mechanics.

The aim of this course is to convey knowledge about adaptive materials, their properties and the physical mechanisms that govern their function, so as to develop the skills to deal with this interdisciplinary subject.
InhaltThis course will provide the students with an insight into the properties and physical phenomena which lead to the features of adaptive materials. Starting from chemomechanical (skeletal muscles), the physical behavior of a wide range of adaptive materials, thermo- and photo-mechanical, electro-mechanical, magneto-mechanical and meta-materials will be thoroughly discussed and analyzed. Up-to-date results on their performance and their implementation in mechanical structures will be detailed and studied in laboratory sessions. Analytical tools and energy based considerations will provide the students with effective instruments for understanding adaptive materials and assess their performance when integrated in structures or when arranged in particular fashions.

Basic concepts: Power conjugated variables, dissipative effects, geometry- and materials-based energy conversion

Chemo-mechanical coupling: Energy conversion in skeletal muscle and other chemomechanical systems,optional: and photo-mechanical coupling, azopolymers.

Thermo-mechanical coupling: Shape memory alloys / polymers

Electromechanical coupling(1): DEA, EBL, electrorheological fluids

Shape control / morphing: Use, requirements, challenges

Morphing applications of variable stiffness structures: Lab work

Electromechanical coupling (2): Piezoelectric, electrostrictive effect
Vibration Reduction: Measurement, passive, semi-active (active) damping methods

Vibration reduction applications of piezoelectric materials: Lab work

Metamaterials: Definition of metamaterials - electromagnetic, acoustical and other metamaterials

Magneto-mechanical coupling: Magnetostrictive effect, mSMA, magnetorheological fluids, ferrofluids

Energy harvesting and sensing: Energy harvesting with EAP and piezoelectric materials, transducers as sensors: Piezo, resistive,...
SkriptLecture notes (manuscript and handouts) will be provided
151-0573-00LSystem Modeling Information W4 KP2V + 1UL. Guzzella
KurzbeschreibungEinführung in die Systemmodellierung für die Steuerung. Generische Modellierungsansätze auf der Grundlage erster Prinzipien, Lagrangealer Formalismus, Energieansätze und experimentelle Daten. Modellparametrierung und Parametrierung. Grundlegende Analyse von linearen und nichtlinearen Systemen.
LernzielErfahren Sie, wie man mathematisch ein physisches System oder einen Prozess in Form eines Modells beschreibt, das für Analyse- und Kontrollzwecke verwendbar ist.
InhaltDiese Klasse führt generische Systemmodellierungsansätze für steuerungsorientierte Modelle ein, die auf ersten Prinzipien und experimentellen Daten basieren. Die Klasse umfasst zahlreiche Beispiele für mechatronische, thermodynamische, chemische, flüssigkeitsdynamische, energie- und verfahrenstechnische Systeme. Modellskalierung, Linearisierung, Auftragsreduktion und Ausgleich. Parameterschätzung mit Methoden der kleinsten Quadrate. Verschiedene Fallstudien: Lautsprecher, Turbinen, Wasser angetriebene Rakete, geostationäre Satelliten usw. Die Übungen behandeln praktische Beispiele.
SkriptDas Skript in englischer Sprache wird in der ersten Lektion verkauft.
LiteraturEine Literaturliste ist im Skript enthalten.
151-0655-00LSkills for Creativity and Innovation Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP3GI. Goller, C. Kobe
KurzbeschreibungThis lecture aims to enhance the knowledge and competency of students regarding their innovation capability. An overview on prerequisites of and different skills for creativity and innovation in individual & team settings is given. The focus of this lecture is clearly on building competencies - not just acquiring knowledge.
Lernziel- Basic knowledge about creativity and skills
- Knowledge about individual prerequisites for creativity
- Development of individual skills for creativity
- Knowledge about teams
- Development of team-oriented skills for creativity
- Knowledge and know-how about transfer to idea generation teams
InhaltBasic knowledge about creativity and skills:
- Introduction into creativity & innovation: definitions and models

Knowledge about individual prerequisites for creativity:
- Personality, motivation, intelligence

Development of individual skills for creativity:
- Focus on creativity as problem analysis & solving
- Individual skills in theoretical models
- Individual competencies: exercises and reflection

Knowledge about teams:
- Definitions and models
- Roles in innovation processes

Development of team-oriented skills for creativity:
- Idea generation and development in teams
- Cooperation & communication in innovation teams

Knowledge and know-how about transfer to idea generation teams:
- Self-reflection & development planning
- Methods of knowledge transfer
SkriptSlides, script and other documents will be distributed via
(access only for students registered to this course)
LiteraturGoller, I. & Bessant, J. (2017). Creativity for Innovation Management. Routledge. (ISBN-13: 978-1138641327)
As well as material handed out in the lecture
151-0703-00LBetriebliche Simulation von Produktionsanlagen Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP2V + 1UP. Acél
KurzbeschreibungDer Studierende lernt den Umgang mit ereignisorientierter Simulation zur Auslegung und betrieblichen Optimierung von Produktionsanlagen anhand von Praxisbeispielen.
LernzielDer Studierende lernt die richtige Anwendung (Wo? Wann? Wie?) der ereignisorientierten und computerbasierten Simulation in der Abbildung von Betriebsabläufen und Produktionsanlagen.
Anhand von Praxisbeispielen wird betriebliche Simulation in Produktion, Logistik und Planung aufgezeigt.
Der Studierende soll erste eigene Erfahrungen in der Anwendung machen.
Inhalt- Anwendung und Einsatzgebiete der ereignisorientierten Simulation
- 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 vorlesungsbegleitend ausgegeben (+ PDF)
Voraussetzungen / BesonderesEmpfohlen für alle Bachelor-Studierenden im 5. Semester und Master-Studierenden im 7. Semester.
151-0705-00LFertigungstechnik IW4 KP2V + 2UK. Wegener, M. Boccadoro
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.
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.
151-0717-00LMechanische Produktion: Montieren, Fügen, BeschichtenW4 KP2V + 1UK. Wegener, V. H. Derflinger, F. Durand, 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.
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
- Messdatenerfassung / Digitale Signalanalyse
- 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.
151-0721-00LProduction Machines IIW4 KP2V + 1UK. Wegener, S. Weikert
KurzbeschreibungSteuerungstechnik, Positionsregelung, Geometriedatenverarbeitung, Hauptantriebe, Lärm, Flexibilität, Rationalisierung und Automatisierung, Moderne Maschinenkonzepte, thermisches, dynamisches Verhalten
LernzielVertiefte Kompetenz zur Beurteilung und Entwicklung von Produktionsmaschinen, Sensibilisierung für unkonventionelle Kinematiken mit ihren Vor- und Nachteilen
InhaltSteuerungstechnik (SPS und NC), Positionsregelung, Geometriedatenverarbeitung, Hauptantriebe, Lärmbekämpfung, Flexibilität, Rationalisierung und Automatisierung, moderne Maschinenkonzepte wie Hochgeschwindigkeitsmaschinen, alternative Kinematiken, Ultrapräzisionsmaschinen, thermisches und dynamisches Verhalten von Werkzeugmaschinen, Flexibilität, Rationalisierung und Automatisierung, praktische Fallstudien
Voraussetzungen / BesonderesHilfen für englischsprachige Studierenden werden angeboten.Teile der Vorlesung werden in englisch gegeben
151-0723-00LManufacturing of Electronic Devices Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP3GA. Kunz, A. Guber, 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. Unkostenbeitrag CHF 20.-
Voraussetzungen / BesonderesDie Vorlesung wird gestaltet und vorgetragen von Fachleuten aus der Industrie.

Eine Exkursion zu einem Fertigungsbetrieb soll die Kenntnisse praxisorientiert untermauern.
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