Prof. sc. nat. K.-P. Möllmann Dr. rer. nat. F. Pinno Prof. Dr.-Ing. F-H. Schröder

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1 Studiengang: Modulbezeichnung: ggf. Kürzel Mikrosystemtechnik und Optische Technologien (B.Eng.) Ingenieurtechnische Grundlagen Basics in Technical Engineering ggf. Untertitel ggf. Lehrveranstaltungen: Studiensemester: Angebotsturnus: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: V/L Werkstoffkunde1 (V: 1 SWS, L:1 SWS) V/Ü Konstruktionslehre (V: 1 SWS, Ü: 1 SWS) V Ringvorlesung MIOPT ( 2 SWS) (je 1 SWS im 1. u. 2. Semester) 1. und 2. Semester Jährlich Prof. Dr. E. Endruschat (Studiendekan) Prof. sc. nat. K.-P. Möllmann Dr. rer. nat. F. Pinno Prof. Dr.-Ing. F-H. Schröder Deutsch Zuordnung zum Curriculum Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 5 Voraussetzungen nach Prüfungsordnung Empfohlene Voraussetzungen: Vorpraktikum MIOPT (B.Eng.), 1. und 2. Semester, Pflichtmodul Vorlesung WK1 und WK2, Konstruktionslehre: 4 SWS, Gruppengröße: 105 Studierende Vorlesung Fertigungstechnik: 2 SWS, Gruppengröße: 35 Studierende Übung: 1 SWS, Gruppengröße: 35 Studierende Labor: 1 SWS, Gruppengröße: 17,5 Studierende 150 h, davon 90 h Präsenz- und 60 h Eigenstudium incl. Prüfung Werkstoffprüflabor ist Prüfungsvorleistung für die Abschlussklausur Angestrebte Lernergebnisse: - Werkstoffkunde 1 Die Studierenden sollen die wesentlichen Zusammenhänge zwischen dem grundlegenden mikroskopischen Aufbau und der Struktur sowie den Eigenschaften der Werkstoffe kennen und anwenden können. Basiswissen zur Werkstoffherstellung und zur Eigenschaftsvariation durch Temperaturbehandlung soll vorliegen. Sie sollen wesentliche mechanische und thermische Eigenschaften sowie elektrische Eigenschaften von Werkstoffen kennen lernen, Zusammenhänge zwischen diesen erkennen und anwenden können. - Ringvorlesung Einführung in die Mikosystemtechnik u. Optischen Technologien Die Studierenden hören Übersichtsvorträge über

2 Inhalt: praktische Anwendungen der Mikrosystemtechnik und der optischen Technologien. Ihnen werden die Zusammenhänge zwischen den Inhalten der Grundlagenvorlesungen Experimentalphysik, Mathematik, Ingenieurinformatik und Messtechnik und den grundlegenden Wirkprinzipien der Mikrosystemtechnik und optischen Technologien nahe gebracht. Durch die experimentellen Vorführungen und Exkursionen lernen die Studenten interessante Anwendungsbeispiele und Einsatzgebiete dieser Technologien kennen. Bei der Durchführung kleinerer Projekte lernen die Studenten typische Techniken des Studienfaches kennen. - Konstruktionslehre Fähigkeit, technische Einzelteil- und Baugruppen- Zeichnungen lesen und sich die dargestellten Objekte bzw. Systeme räumlich vorstellen zu können; Fähigkeit, Einzelteile, kleinere Baugruppen oder Versuchsanordnungen als Handskizze darstellen zu können; Erkenntnis, dass der Konstruktions- und Fertigungsprozess ein ganzheitliches Denken erfordert; Wissen über eine methodische Vorgehensweise beim Konstruieren; Verständnis für das Normungswesen Fähigkeit, einfache Berechnungen zu Toleranzen und Passungen durchführen zu können. Werkstoffkunde 1 - Experimentelle Einführung, historische Entwicklung, grundlegende Experimente - Grundlagen der Werkstoffkunde, Aufbau der Atome und Periodensystem, chemische Bindungen, Kristalle, Struktur und Kristallbaufehler, Gefüge - Werkstoffherstellung, Kristallisation, Herstellung von Legierungen, Phasenumwandlungen, Phasendiagramme, Lote, - Temperaturbehandlung von Werkstoffen, Härten, Erholung, Rekristallisation - Mechanische Eigenschaften von Werkstoffen, konstruktive Eigenschaften, Verformung, Spannungs- Dehnungsdiagramm, Härte, Leichmetalllegierungen, Verbundwerkstoffe - Thermische Eigenschaften von Werkstoffen, Temperaturbehandlung, Wärmekapazität, Wärmeausdehnung, Wärmeleitfähigkeit - Leiterwerkstoffe, elektrische Werkstoffeigenschaften, elektrische Eigenschaften, Transportmechanismen, elektrische Leiter, Kontaktwerkstoffe Werkstoffkunde 2 Vorlesung - Halbleiterwerkstoffe, Arten, Herstellung, Dotierung, Reinheit, Leitungsmechanismus, pn-übergang, Technologie

3 - Dielektrische Werkstoffe, Dielektrika, Isolatoren und Anwendungen - Magnetische Werkstoffe, Modelle, dia-, para-, ferromagnetische Werkstoffe, Magnetisierung, Weich-, Hartmagnetika - Moderne Werkstoffe und Entwicklungen, Keramiken, Polymere, metallische Gläser, Supraleiter, magnetische Flüssigkeiten, optische Werkstoffe - (Werkstoffprüfung, Härteprüfung, Rissprüfung, Zugversuch, Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung, Kerbschlagversuch, Biegeversuch, Härten, Gefügeuntersuchungen) Labor - Härteprüfung Mit Hilfe der drei statischen Prüfverfahren (Brinell, Vickers und Rockwell) ist die mittlere Härte von folgenden metallischen Werkstoffen zu ermitteln: Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Baustahl, Schienenstahl, Werkzeugstahl. - Ultraschallprüfung Mit dem Impuls-Echoverfahren sind Schallgeschwindigkeiten und Schalllaufzeiten zu ermitteln, Bauteilabmessungen zu bestimmen und Fehler zu orten. - Zugversuch Aus dem Zugversuch sind die konventionellen Kenngrößen wie Streckgrenze Re, Zugfestigkeit Rm, Bruchdehnung A und Brucheinschnürung Z zu ermitteln. - Wirbelstromprüfung mittels Defektoskop Mit Hilfe des Wirbelstromverfahrens ist mittels Tastspule die - Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit - Messung der Schichtdicke - Überprüfung der Härte durchzuführen. - Festigkeitsermittlung mit Dehnmesstechnik Am Dehnmessstreifen-Lehrsystem sind für die Beanspruchungsfälle Zug-Druck, Biegung und Torsion die Dehnungs-, Spannungswerte und Torsionsmomente zu ermitteln. Die im Versuch ermittelten Werte sind mit theoretisch berechneten Ergebnissen zu vergleichen. Konstruktionslehre - Einführung in den konstruktiven Gestaltungsprozess - Einführung in die Techniken des Handskizzierens - Übungen zum Handskizzieren - Vermittlung der Grundlagen zur techn. Darstellungslehre: räuml. und ebene Darstellungen, Mehrtafelprojektion - Übungen zur Ableitung orthogonaler Ansicht aus einer räumlichen Darstellung - Einführung in die Elemente einer technischen Einzelteilund Baugruppen-Zeichnung (Projektionsmethode, Ansichten und Schnitte, Bemaßungs- und Toleranzangaben, Oberflächenrauhigkeit, Kanten, Zeichnungskopf, Stückliste)

4 - Übungen zur Erstellung einer techn. Einzelteil- und Baugruppen-Zeichnung - Einführung in das Wesen der Maßtoleranzen und Passungen sowie der Form- und Lagetoleranzen; Übungen zur Berechnung von Toleranzen und Passungen. - unbestimmter Schneide. Ringvorlesung MIOPT Von den jeweiligen Dozenten werden Themengebiete der Mikrosystemtechnik und optische Technologien, auf die sie spezialisiert sind, so aufbereitet, dass sie von den Studierenden im 1. Semester auch verstanden werden. Diese Themengebiete sind u.a.: Grundkenntnisse der Geräte und Verfahren der Technologien der Mikrosystemtechnik Anwendungen von Erzeugnissen der Mikrosystemtechnik z. B. in der Sensortechnik Verfahren und Beispiele für die Lasermaterialbearbeitung Grundlagen der optischen Kommunikationstechnik Optische Naturphänomene interessante Anwendungen der modernen Messtechnik Übersicht über den Aufbau und die Anwendungen der Laser Studien- Prüfungsleistungen: Konstruktionslehre: begleitende Hausübungen (3) oder Abschlussklausur (Testierte Leistung) Ringvorlesung: Testierte Leistung Abschlussklausur in Werkstoffkunde nach dem 1. Sem. Benotung: Ja Medienformen: Literatur: Tafelarbeit, Anwendung eines CAD-Systems, Arbeitsblätter, begleitende Vorlesungsunterlagen (kein Skript), Veranstaltungsmitschrift eines Studenten Askeland, D. R.: Materialwissenschaften, Spektrum, Akad. Verlag., 1996, ISBN Seidel, W.: Werkstofftechnik, Carl Hanser Verlag München Wien, 2005, ISBN Bergmann, W.: Werkstofftechnik 1, Carl Hanser Verlag München Wien, 2003/2005, ISBN Frühauf, J.: Werkstoffe der Mikrotechnik, Carl Hanser Verlag München Wien, 2005, ISBN Viebahn: Technisches Freihandzeichnen, Springer, Berlin Hoischen: Technisches Zeichnen. Cornelsen, Berlin Böttcher/Forberg: Technisches Zeichnen, Teubner, Stuttgart Geupel: Konstruktionslehre. Springer, Berlin Klein: DIN-Normen. Teubner, Stuttgart Tabellenbuch Metall. Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten Falk, Krause, Tiedt: Metalltechnik Tabellen, Westermann, Braunschweig Fritz/Schulze, Fertigungstechnik

5 Moeller u.a., Grundlagen der Elektrotechnik Eine aktuelle Liste für vorwiegend populärwissenschaftliche Literatur über die Mikrosystemtechnik und über die optischen Technologien wird von den jeweiligen Dozenten ausgegeben.