Praktikum Mikrotechnik
Mikrotechnik stellt bzgl. der angewandten Messmittel eine besondere Herausforderung dar. Die Dimensionen der Funktionsstrukturen liegen in den Größenordnungen der Toleranzen von Bauteilen des allgemeinen Maschinenbaus. Diese Anforderungen schlagen sich in den besonderen Aufbauten und Messmethoden mikrotechnischer Geräte nieder. Das Praktikum „Mikrotechnik“ soll den Stoff der Vorlesungen „Mikrotechnische Sensoren- und Aktoren“ und „Mechatronische Gerätetechnik“ veranschaulichen und vertiefen. Dabei ist der interdisziplinäre Ansatz von besonderer Bedeutung. Nur mit Hilfe der Kombination von Mikromechanik, Elektronik und den Konstruktionsprinzipien des Feingerätebaus können echte Mikrosysteme realisiert werden.
Ziel des Praktikums ist es dabei, den Studenten Fähigkeiten zu vermitteln, die sie direkt beim Aufbau mikrotechnischer Versuchsstände nutzen können. Die vermittelten Messmethoden sind grundlegend für den Umgang mit mikromechanischen Systemen (engl. MEMS). Das Praktikum hat dabei nicht zum Ziel eine mikromechanische Funktionsstruktur zu realisieren. Die Studenten lernen im Verlauf des Praktikums die Komponenten eines 3D-Wachsdruckgerätes kennen – eine ortsfester Eindüsendruckkopf mit variabler Bauplattform realsiert durch einen x-y-Tisch.
Der Druckkopf wird durch einen piezoelektrischen Aktor (Piezoaktor) angetrieben. Hier lernen die Studenten die Eigenschaften von Piezokeramiken kennen, die aufgrund ihrer Eigenschaften eine zentrale Rolle als Aktor in der Mikrotechnik spielen. Die Ansteuerung eines solchen Piezoaktors wird analysiert. Der Druckkopf kann geregelt beheizt werden, um die Viskosität der Flüssigkeit einzustellen und auch bei verschiedenen Umgebungsbedingungen definiert zu funktionieren. Die Studenten lernen eine einfache Möglichkeit hierfür kennen und ermitteln dabei die notwendigen Regelkreisparameter. Für die Auswahl von Motor- und Führungskonzepten werden Grundlagen vermittelt, die entscheidenden Einfluss auf die Konstruktion eines x-y-Tisches haben. Die Messwertaufnahme erfolgt mit Tastern für den µm-Bereich.
Durchführung und Voraussetzungen
Das Praktikum Mikrotechnik wird jedes Semester für Studenten des Maschinenwesens und Studenten der Fachrichtung Lehramt/Metall semesterbegleitend angeboten. Die Studenten führen in Kleingruppen verschiedene Versuche durch. Über die erfolgreiche Teilnahme wird ein Schein ausgestellt. Das Praktikum umfasst sechs Termine für Studenten des Maschinenwesens und fünf Termine für Studenten der Fachrichtung Lehramt/Metall. Das Praktikun findet am Lehrstuhl MiMed in den Räumen 1108 und 1109 statt. Für die Teilnahme werden keine speziellen Voraussetzungen erwartet. Der Inhalt der Vorlesungen „Mikrotechnische Sensoren- und Aktoren“ und „Mechatronische Gerätetechnik“ ist sehr hilfreich und empfehlenswert aber keine notwenige Bedingung für die Teilnahme.
Termine im SoSe 2024
Montag, 15.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Mittwoch, 17.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Freitag, 19.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Montag, 22.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Mittwoch, 24.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Freitag, 26.04.2024, 09:00 - 12:00, 13:00 - 16:00
Betreuung
- Dozent: Prof. Dr. T.C. Lüth
- Betreuer: Konstantin Strübig
- Sprechstunden: nach Vereinbarung
Skript zum Praktikum
Das Praktikumsskript ist hier zum Download erhältlich: