Modulhandbuch BaET2012_Konstruktionselemente der Optik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Gartz

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 KEO

Organisation

Bezeichnung Lang BaET2012_Konstruktionselemente der Optik MID BaET2012_KEO MPID

Zuordnung Studiengang BaET2012 Studienrichtung O Wissensgebiete O_AKOS

Einordnung ins Curriculum Fachsemester 5-6 Pflicht O Wahl

Version erstellt 2011-12-08 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Zeugnistext

de

Konstruktionselemente der Optik

en

Constructional Elements for Optics

Unterrichtssprache

Deutsch oder Englisch

Modulprüfung

Form der Modulprüfung
sMP	Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
O_AKOS	5
Summe	5

Aufwand [h]: 150

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Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA	unbenotet

Spezifische Lernziele

Kenntnisse

• Grundfertigkeiten des Technischen Zeichnens kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.7, PFK. 11)
  • Aufbau der technische Zeichung
    • Zeichnungsformate
    • Schriftfeld und Stückliste
    • Anordnung der Ansichten
  • Linienarten und Strichstärken
  • Ansichten
  • Normung
  • Bemaßung
    • Normale Bemaßung
    • Koordinatenbemaßung
  • Schnittdarstellungen
  • Gewindedarstellung
  • Oberflächenangaben
  • Toleranzen
    • Passungen
    • Form- und Lage Toleranzen
  • Fertigungsgerechtes Gestalten und Bemaßen
• Dreidimensionale Konstruktion kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.7, PFK.11 )
  • Einführung in ein 3D CAD Programm
  • Skizzieren
    • Grundlagen
    • Skizzierwerkzeuge
    • Geometrien projezieren
  • Arbeitselemente
    • Arbeitspunkte
    • Arbeitsachsen
    • Arbeitsebenen
  • 3D-Elemente
    • Extrusion
    • Rotation
    • Bohrungen
    • Gewinde
    • Abrundungen
  • Baugruppen
    • Komponenten platzieren
    • Komponenten erstellen in Baugruppen
    • Komponenten ersetzen in Baugruppen
    • Abhängigkeiten erstellen
    • Bearbeiten der Komponenten in Baugruppen
  • Detailzeichnungen
    • Detailzeichung aus 3D Komponente ableiten
    • Ansichten erstellen
    • Bemaßung
• Konstruktionselemente insbesondere der optischen Feinmechanik kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.7, PFK.11)
  • verspannungsfrei Linsenhalter
  • Streuungsarme Bauteile
  • Strahlfallen
  • spektrale Remission der Oberflächen
• Material- und Werkstoffkunde kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.12)
  • Stahllegierungen
  • Nichteisenmetalle
  • Kunststoffe
  • Sondermaterialien
    • Gläser
    • Keramiken
  • Oberflächenveredelung
    • Lackieren
    • Eloxieren
    • Beschichten
    • Brünieren
• Fertigungsverfahren kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.12)
  • Drehen
  • Fräsen
  • Bohren
  • Schleifen
• Belastungs- und Festigkeitsanalyse kennen (PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11)
  • Grundlagen
  • Anwendungen

Fertigkeiten

• berechnen(PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11)
  • von Festigkeiten
  • von Rohmaterialverbrauch
  • von Materialkosten
• definieren(PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11)
  • Toleranzen
  • Maßen
• bestimmen(PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11)
  • von Strahlengängen
  • des Werkstoffs
  • des Fertigungsverfahrens
• beurteilen(PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11)
  • Oberflächenqualtität
  • Maßhaltigkeit
  • Realisierbarkeit der Konstruktion

Handlungskompetenz demonstrieren

• durchführen einer Konstruktion eines optischen Systems (PFK.8, PFK.9)
• simulieren eines Festigkeitsproblems mit Hilfe des Computers (PFK.6)
• Lernfähigkeit demonstrieren (PSK.4)
• Gesellschaftliche und ethische Grundwerte anwenden (PSK.3)
• Finden sinnvoller Systemgrenzen (PFK.1)
• Abstrahieren der wesentlichen Aspekte eines fachlichen Problems (PFK.2)

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Die Studierenden bauen Kenntnisse über Grundfertigkeiten des Technischen Zeichnens auf, wie
Linienarten und Strichstärken, Bemaßung, Normung, Schnittdarstellung, Toleranzen und
fertigungsgerechtes Gestalten der Konstruktion.

Die Studierenden erlernen grundlegegende Kenntnisse der 3D Konstruktion, wie Erzeugung von Arbeitslementen,
Skizzierwerkzeuge, 3D-Elemente, Erstellen von Baugruppen.

Durch die Kenntnisse der Materialkunde erhalten die Studierenden die Kompetenz Werkstoffe Problem angepaßt
auszuwählen.

Projekt

Form Kompetenznachweis
sMB	mündlicher Ergebnisbericht in Form von Vorträgen

Beitrag zum Modulergebnis
bPA	unbenotet

Spezifische Lernziele

Fertigkeiten

• technisches Zeichnen(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
• 3d CAD-Programm anwenden(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
• Konstruktion fertigungstechnisch überprüfen(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
• optional: optische Aufbauten justieren(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
• Festigkeitssimulation auf Plausibilität überprüfen(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
• Zusammenhänge erkennen und verstehen(PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)

Handlungskompetenz demonstrieren

• analysieren einer  konstruktiven Aufgabe im optischen Bereich (PFK.1, PFK.2, PFK.7)
  • Eigenständig erkannte konstruktive Aufgabe analysieren
  • Vorgegebene konstruktive Aufgabe analysieren
• konzipieren eines Lösungsansatzes für die konstruktive Aufgabe  (PFK.4, PFK.5, PFK.6, PFK.8, PFK.11, PFK.15 )
  • Berücksichtigung des verfügbaren Zeitkontingentes
  • Berücksichtigung der Konstruktionsmöglichkeiten / Resourcen
  • Berücksichtigung der Konstruktionsmöglichkeiten unter Betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten
• Präsentation einer Projektskizze (PFK.12, PFK.13, PSK.5, PSK.6)
  • Aufgabenstellung beschreiben
  • Lösungsansatz darlegen
• Milestone-Präsentation zur Überprüfung des Projektfortschrittes (PFK.12, PFK.13, PFK.14, PSK.5, PSK.6)
  • Aufgabenstellung beschreiben
  • Lösungsansatz darlegen
  • Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
  • Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
• Abschluss-Präsentation mit Darlegung der realisierten Konstruktion (PFK.12, PFK.13, PFK.14, PSK.5, PSK.6)
  • Aufgabenstellung beschreiben
  • Lösungsansatz darlegen
  • Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
  • Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
• optional: grundlegende optische Aufbauten selber realisieren (PFK.9, PFK.14, PSK.1, PSK.5)
  • aufbauen
  • justieren
  • Funktionsprüfung durchführen
• Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten (PSK.1, PSK.3, PSK.4, PSK.5)
  • Organisieren in Teilaufgaben
  • Messergebnisse diskutieren
  • gegenseitig sinnvoll ergänzen

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Die Studierenden bearbeiten im Team von 2, maximal 3, Personen eine Projektaufgabe aus dem Bereich der Konstruktion in der technischen Optik.
Bei qualifizierter Fragestellung können auch Vorschläge der Studenten/innen als Projektaufgabe bearbeitet werden.

Beispiele solcher Projektaufgaben sind: Konstruktion eines Michelson Interferometers;
Konstruktion eines Objektivfassung eines 2 oder Mehrlinsers;
Zu Beginn des Themas stellt das Team in einer Präsentation einen selbst erstellten Zeitplan und eine Projektskizze vor.
Nach Ablauf der halben Zeit, erfolgt die Milestone Präsentation, bei der kritisch die erreichten Teilziele und Konstruktionen
bewertet werden. Ebenfalls werden die Lösungsvorschläge hinterfragt und  Verbesserungsmöglichkeiten diskutiert.

In der Abschlusspräsentation wird die Konstruktion vorgestellt und diskutiert.