Studium Feinwerktechnik an der TU Dresden

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Das Studium Feinwerktechnik ist innerhalb des Elektrotechnik-Studiums möglich. Eine Besonderheit in Dresden ist der Abschluss "Diplomingenieur", der nach wie vor international höchste Anerkennung findet (Aktuelles).

Das Ziel dieser Ausbildung an der TU Dresden ist das Befähigen zur Produktentwicklung in der Gerätetechnik. Von großer Bedeutung in der Hochschulausbildung sind hierbei Schwerpunkte der mathematisch-physikalischen Grundausbildung, Kenntnisse der Elektrotechnik und Elektronik, anwendungsbereites konstruktives Wissen und das Beherrschen diverser Konstruktions- und Simulationswerkzeuge.

Für die Vertiefungsrichtung "Feinwerk- und Mikrotechnik" ist das Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design zuständig [1]. Die konstruktiv geprägten Lehrveranstaltungen bilden dabei die Schwerpunkte der Ausbildung. In diesen werden sehr viele Praktika angeboten, die den theoretischen Inhalt der jeweiligen Vorlesungen durch von den Studenten selbst durchgeführte Experimente weiter vertiefen. Dies geschieht in sehr kleinen Gruppen. Damit hat jeder Student die Chance, selbst zu experimentieren, getreu dem Motto "learning by doing". Warum Feinwerktechnik in Dresden studieren? Wir haben gute Gründe dafür zusammengestellt. 10 gute Gruende fuer ein Studium Feinwerktechnik
Nachfolgend sind einige Schwerpunkte dieser konstruktiv geprägten Ausbildung herausgegriffen:

Projekt im Beleg Konstruktionselemente: Bauteilhandling von 2011

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen der Konstruktion

Die Lehrveranstaltung [2] widmet sich den Grundlagen der Konstruktion in der Gerätetechnik und enthält neben der Vorlesung zahlreiche Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffes durch anwendungsnahe Problemstellungen und Anschauungsmaterial. Schwerpunkte sind der Umgang mit Toleranzen sowie die Berechnung von linearen und nichtlinearen Maß- und Toleranzketten, angewandte Festigkeitsrechnung und das Wählen und Dimensionieren von verschiedenen Konstruktionselementen (wie z.B. Federn, Lager usw).


Konstruktion 3D-CAD

Moderne CAD-Systeme gehören zum Handwerkszeug eines Ingenieurs. Die Ausbildung am Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design erfolgt mittels Autodesk Inventor Professional™ . Diese Lehrveranstaltung gehört zum WAhlpflichtmodul "Konstruktion". Mehr hierzu siehe: [3]

Baugruppenentwicklung

Dieser Komplexbeleg über ein Semester Dauer wird im 8. Semester innerhalb des Moduls "Entwicklung feinwerktechnischer Produkte" als Lehrveranstaltung "Baugruppenentwicklung" durchgeführt. In diesem Komplexbeleg sollen die Studenten nicht nur ein kleines Gerät oder Baugruppe entwickeln, sondern es auch noch aufbauen und ausprobieren. Dabei geht es in der Regel um eine antriebstechnische Baugruppe, die aus elektronischen, mechanischen und softwaretechnischen Anteilen besteht und entweder über den PC via USB-Schnittstelle oder als Stand-alone-Lösung (z.B. mit Mikrocontroller, auch als Arduino-Lösung sinnvoll) anzusteuern ist. Es müssen also Teilaufgaben auf den Gebieten der Konzeption, der Konstruktion, der Softwareentwicklung und der Hardware gelöst werden. Als Ergebnis liegt neben der funktionierenden Baugruppe ein sehr knapp gehaltener Bericht zur Variantenfindung und mit vollständiger Zeichnungssatz vor. Daher ist es notwendig, Kenntnisse der konstruktiven Ausbildung und im 3D-CAD zu besitzen. Eine breite Unterstützung wird durch einen Fundus an Bauteilen und Elektronik, die Nutzung der Werkstätten der Fakultät, die Nutzung eigener 3D-Drucker sowie eine intensive Betreuung geboten.

Wir bedanken uns für die Unterstützung des Beleges insbesondere bei den Firmen Johnson Electric GmbH und IGUS GmbH (die die Ergebnisse des Beleges in ihrer eigenem Web darstellen [IGUS-Web] )


Präzisionsgerätetechnik

Aufbauend auf den konstruktiven Grundlagen werden hier allgemeingültige Konstruktionsprinzipien und Gestaltungsrichtlinien behandelt. Hierbei spielen nicht nur Fragen der fertigungsgerechten Gestaltung, sondern auch solche zur anforderungs- und beanspruchungsgerechten sowie zur recyclinggerechten und geräuscharmen Gestaltung eine Rolle. In vielen Gestaltungsvarianten ist uns die Natur weit überlegen, deshalb werden eine Reihe von natürlichen Prinziplösungen als Anregung für visionäre Problemlösungen vorgestellt. Aufgrund der Bedeutung von Kunststoffbauteilen in der Gerätetechnik wird auf das spezifische Werkstoffverhalten und die Konsequenzen bei der konstruktiven Gestaltung von derartigen Bauteilen besonders eingegangen. Das Erkennen und Vermeiden von Fehlern bei der Entwicklung von Produkten muss bereits im Prozess der Produktentwicklung erfolgen, entsprechende Methoden werden vorgestellt. Das Aufstellen von Lösungsvarianten, das Bewerten derselben und das Finden der objektiv besten Lösung ist ebenso Gegenstand der Vorlesung. [4] Wer sich die Mühe acht, z.B. alte Geräte bezüglich der Funktionsweise, der eingestezten Werkstoffe und der besonderen konstruktiven Details (wie Z.B. Spielfreiheit) zu untersuchen, wird nicht nur Erkenntnisse gewinnen, sondern auch jede Menge Spaß haben. Übrigens, wer etwas Interessantes technsiches findet, sollte uns alle darüber aufklären. Ich stelle gern diese Seite "Wie funktioniert das?" zur Verfügung.

Produktentwicklung

In diesem Fach werden Fertigkeiten und Fähigkeiten zum Lösen komplexer konstruktiver Probleme im Rahmen der Entwicklung elektronischer und feinwerktechnischer Produkte erworben, welche zum Vorausdenken und Führen der Ingenieurarbeiten im interdisziplinären Produktentwicklungsteam befähigen. Dazu werden Kenntnisse zum Produkt in den Phasen seines Lebenszyklus, zu den durch den Produktentwickler zu bearbeitende Problemstellungen, zu Vorgehensweisen bei deren Lösung und zu den Arbeitsmethoden des Ingenieurs vermittelt. Weitere Infos siehe: [5]

Optimierung

Die Konstruktion feinwerktechnischer Baugruppen und Geräte ist heute ohne den Einsatz des Computers nicht mehr vorstellbar. Die Möglichkeiten der numerischen Simulation von Funktionalität und Belastung werden punktuell nur dort eingesetzt, wo man mit den klassischen Methoden materieller Versuchsmuster an die Grenzen des Bezahlbaren stößt. Das Rationalisierungspotential des "Virtuellen Prototyping" wird damit in der Breite nur unzureichend genutzt. In noch geringerem Maße finden zur Zeit die Möglichkeiten der numerischen Optimierung Anwendung in der industriellen Praxis. Dabei können gerade aus dem Finden optimaler Lösungen bedeutende ökonomische Effekte resultieren. Die Lehrveranstaltung soll grundlegende Sichtweisen und Fertigkeiten für die Einbeziehung von numerischer Simulation und Optimierung in den Konstruktionsprozess vermitteln. Mehr unter: [6]

Projekt GMT

Ziel dieses Lehrfaches ist das Vertiefen und Festigen der Kenntnisse und Fertigkeiten zu Methoden, Techniken und Verfahren für die konstruktive bzw. technologische Entwicklung von feinmechanischen und elektronischen Baugruppen und Geräten. Dafür erfolgt ein projektmäßiges Bearbeiten von komplexen Aufgaben aus aktuellen Forschungsthemen von Instituten der TU Dresden und der betrieblichen Praxis im Rahmen einer teamorientierten Arbeit von zwei bis drei Studenten. Mehr hierzu siehe: [7]

Aktorik für die Gerätetechnik

kleine Arbeitsgruppen in den Praktika - hier das Praktikum Aktorik

Diese Lehrveranstaltungen wird im jeweils 9. Semester für die Elektrotechniker im Modul "Gerätekonstruktion" bzw. im Modul "Gerätetechnik - Vertiefung" für Mechatroniker gehalten. Es werden moderne aktorische Lösungen und ihre Wirkungsweise für den Einsatz in Geräten vorgestellt. Hierzu sind neben der Vorlesung eine Vielzahl von Versuchen innerhalb eines Praktikums geplant, die in kleinen Gruppen zu je 2 Personen durchgeführt werden (Damit wird auch dem Namen "Praktikum" nach bestem Gewissen entsprochen!). Themen der Versuche sind:

  • Elektromotoren der Feinwerktechnik
  • Schrittmotoren
  • Sensorik zur Weg- und Winkelmessung
  • Miniaturpneumatik zum Teilehandling
  • Aktorsteuerung und Sensorüberwachung mittels Labview (am Beispiel der Mikropumpen)
  • Piezoantriebstechnik

Meinungsäußerungen

Mit Sorgfalt planen wir Lehrveranstaltungen und versuchen diese, durch praxisrelavante und anschauliche Übungen sowie Praktika attraktiv zu gestalten. Die Meinungen unserer Studenten sind uns wichtig, schreiben Sie uns Ihre Meinung. Hier die eingegangenen:

  • Markus Windisch schätzt das Studium wie folgt ein [8]
  • Sebastian Glöß schreibt über den Beleg Konstruktionselemente 2008 [9]
  • Maren Riester schreibt über den Beleg Konstruktionselemente 2007 [10]
  • Die Firma IGUS schreibt in ihren Internetseiten über unseren Beleg Konstruktionselemente: mehr hier
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