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Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

NEWS NEWSProf.<br />

Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg<br />

Das Bayerische Technologiezentrum für elektrische Antriebstechnik<br />

E|Drive-Center bezieht den neuen Standort „Auf AEG“<br />

Nach Fertigstellung der Umbauarbeiten in<br />

der neuen Laborhalle kann das mit 9 Mio. €<br />

vom Freistaat Bayern geförderte E|Drive-<br />

Center seine Forschungsarbeit auf insgesamt<br />

2.400 qm Fläche, verteilt auf 2 Stockwerke,<br />

aufnehmen. Im Erdgeschoss ist<br />

Das E|Drive-Center ist in den ehemaligen Produktionshallen derAEG in Nürnberg untergebracht<br />

nach viermonatiger Umbauzeit eine Laborumgebung<br />

neuesten Standards entstanden.<br />

Die großzügige und offene Gestaltung<br />

der Laborhalle gewährt Freiraum für spannende<br />

Forschungsarbeiten entlang der Prozesskette<br />

des Elektromaschinenbaus, die in<br />

den kommenden Monaten sukzessive aufgebaut<br />

wird. Im 1. OG bieten die Räumlichkeiten<br />

der ehemaligen Electrolux-<strong>Ent</strong>wicklungsabteilung<br />

hervorragende Voraussetzungen<br />

für die Forschungsarbeiten des<br />

E|Drive-Centers. Eine umfangreich ausgestattete<br />

Werkstatt mit Maschinen für Zerspanung,<br />

thermisches Fügen und Blechbearbeitung<br />

ermöglicht die Fertigung von Mustern,<br />

Vorrichtungen und Versuchsaufbauten.<br />

Ein Geräusch-Prüfraum mit einer<br />

Grundfläche von 4 x 4 m und einer Höhe<br />

von 3 m wird für schalltechnische Untersu-<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

chungen rund um die elektrische Antriebstechnik<br />

eingesetzt werden. Für den Aufbau<br />

eines Mess- und Prüfraums sowie einer<br />

Metallografie (siehe Bericht im Innenteil)<br />

steht ein klimatisierter Raum mit einer<br />

2<br />

Grundfläche von rund 120 qm zur Verfü-<br />

gung. Auch für die Lehre und die Durchführung<br />

von Seminaren bieten die neuen<br />

Räumlichkeiten des E|Drive-Centers „Auf<br />

AEG“ hervorragende Voraussetzungen. Mit<br />

den beiden vollklimatisierten Seminarräumen<br />

„Rotor“ (30 Sitzplätze) und „Stator“<br />

(60 Sitzplätze) sowie einen Computer-<br />

Raum mit 25 Arbeitsplätzen ist das E|Drive-<br />

Center hervorragend auf die steigenden Studierendenzahlen<br />

vorbereitet und leistet<br />

einen entscheidenden Beitrag zur Deckung<br />

der Nachfrage nach hochqualifizierten Fachkräften<br />

im Bereich Elektromaschinenbau.<br />

Weiterhin entwickelt die Georg-Simon-Ohm<br />

Hochschule fortschrittliche Antriebskonzepte<br />

als Untermieter im E|Drive<br />

Center<br />

florian.risch@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9065<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

<strong>Ent</strong>wärmung leistungselektronischer<br />

Baugruppen<br />

Im Rahmen des von der Bayerischen Forschungsstiftung<br />

geförderten Vorhabens<br />

NEKO (<strong>Ent</strong>wicklung und Prozessierung<br />

eines nichtmetallischen halogenfreien <strong>Ent</strong>wärmungskonzeptes<br />

auf Basis neuartiger<br />

Pastensysteme), Laufzeit: 1.10.2008 bis<br />

30.09.2011, wurde von den Firmen KERA-<br />

FOL, KEW, KOENEN und LOEWE sowie<br />

dem Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> gemeinschaftlich ein<br />

innovatives <strong>Ent</strong>wärmungskonzept er-<br />

Projektkonsortium<br />

forscht. Dieses sieht vor, die an einzelnen<br />

elektronischen Bauelementen entstehende<br />

Verlustleistungswärme über ein polysiloxanbasiertes<br />

Pastensystem an ein Schirmungs-<br />

und Kühlblech eines Flachbildfernsehers<br />

abzuführen. Durch die entwickelte<br />

<strong>Ent</strong>wärmungslösung können einerseits Fertigungs-<br />

und Montagekosten in der Herstellung<br />

der elektronischen Signalbaugruppe<br />

reduziert werden. Andererseits wird durch<br />

die Absenkung des Temperaturniveaus auf<br />

der Baugruppe auch die Lebensdauer temperatursensibler<br />

Bauelemente erhöht, was<br />

sich positiv auf die Zuverlässigkeit der<br />

Gesamtbaugruppe auswirkt.<br />

gerald.gion@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-25<br />

Lehrstuhl für<br />

Fertigungsautomatisierung und<br />

Produktionssystematik<br />

Egerlandstraße 7-9, D-91058 Erlangen<br />

Tel.: 09131/85-28972<br />

Fax: 09131/302528<br />

www.faps.uni-erlangen.de<br />

maria.kreiss@faps.uni-erlangen.de<br />

Administrative Fragen rund um den Newsletter,<br />

u.a. auch den Ein-/Austrag aus der Verteilerliste,<br />

beantwortet Ihnen gerne Frau Maria Kreiss.<br />

1


IMAK und <strong>FAPS</strong> zeigen das Universal Contacting Modul<br />

auf der Productronica 2011<br />

CAD-Modell der UCM-Roboterzelle<br />

Der <strong>FAPS</strong>-Kooperationspartner IMAK im<br />

ZIM-Projekt „ Universal Contacting Modul“<br />

startete das dritte Projektjahr mit der<br />

Demonstration eines Anlagenprototypen<br />

auf der Productronica in München (15.-18.<br />

November). Die dort gezeigte automatisierte<br />

Prüfzelle für elektromechanische<br />

Baugruppen beinhaltet we-<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

FORSCHUNG Prof.<br />

sentliche Ergebnisse aus der zurückliegenden<br />

Projektlaufzeit. Auf Grundlage<br />

der durch Simulationsstudien gewonnenen<br />

Erkenntnisse wurde die Roboterzelle<br />

für den geplanten Messeauftritt<br />

konstruiert und mit UCM-Prüfgeräten<br />

ausgestattet. Hinsichtlich des automatisierten<br />

Betriebs der Prüfzelle durch einen<br />

Industrieroboter konnten mit Hilfe der<br />

Ablaufsimulation die Auslegung optimiert<br />

und dadurch Randbedingungen zur<br />

Integration des UCM in automatisierte<br />

Produktionsumgebungen definiert werden.<br />

Im laufenden Projekt unterstützt der<br />

Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> den Projektpartner insbesondere<br />

bei der Auswahl steuerungstechnischer<br />

Komponenten für die Zellensteuerung<br />

sowie bei der Integration der<br />

UCM, weiterer Prüfgeräte sowie des<br />

Roboters in die Prototypenanlage. Die<br />

Umsetzung einer flexiblen Steuerungsarchitektur<br />

sowie die Programmierung<br />

beispielhafter Prüfabläufe der Zelle sind<br />

von Seiten des Lehrstuhls <strong>FAPS</strong> als<br />

weitere Schritte vorgesehen. Im Anschluss<br />

an den Messeauftritt wird die<br />

UCM-Zelle am Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> aufgebaut<br />

und steht dort für die Implementierung der<br />

flexiblen Steuerungskomponenten und<br />

Hochstapeln in der Elektronikproduktion:<br />

3D-Integration von ICs mittels Stacked-Die-BGA<br />

Der zunehmende Zwang zur Miniaturisierung<br />

macht den Einsatz von Bauelementen<br />

mit immer höherer Funktionsdichte<br />

notwendig, beispielsweise in<br />

Elektronikmodulen für aktive medizinische<br />

Implantate. Eine hinsichtlich der Gesamtheit<br />

der Eigenschaften optimale<br />

Lösung hierfür sind TFBGA (Thin Fine<br />

Pitch Ball Grid Array) mit dreidimensionaler<br />

Integration mehrerer ICs bzw.<br />

Dies, sogenannte Stacked Die Ball Grid<br />

Array (SDBGA). In Zusammenarbeit mit<br />

der Micro Systems Engineering GmbH<br />

(MSE) in Berg/Ofr. ist zum 01.07.2011 ein<br />

im Technologieförderprogramm „Mikrosystemtechnik<br />

in Bayern“ bewilligtes<br />

Projekt mit einer Laufzeit von 18 Monaten<br />

angelaufen. Die SDBGA-Technologie wird<br />

heute im Wesentlichen für hochvolumige<br />

Anwendungen der Consumer-Elektronik<br />

eingesetzt. Das Packaging erfolgt in der<br />

Regel überwiegend durch Dienstleister in<br />

Typische Aufbauvariante von Stacked Die BGA:<br />

„Reverse Pyramid“<br />

Asien, deren Linien und Prozesse auf<br />

hohen Durchsatz bei geringer Flexibilität<br />

ausgelegt sind. Aus der Übertragung der<br />

Großserienprozesse in eine Produktion<br />

für kleinere und mittlere Stückzahlen<br />

ergeben sich eine Reihe technologischer<br />

und logistischer Probleme, für die aktuell<br />

keine Standardlösungen verfügbar sind<br />

und die daher im Rahmen des geplanten<br />

Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Versuchsdurchführungen zur Ablaufoptimierung<br />

bis Ende der Projektlaufzeit<br />

im Dezember 2012 zur Verfügung.<br />

Umsetzung für den Messeauftritt des CAD-Modells der<br />

UCM-Roboterzelle<br />

matthias.brossog@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 09131/85-27991<br />

jochen.merhof@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 09131/85-27241<br />

Förderprojekts innovativ gelöst werden<br />

sollen. Herausforderungen innerhalb des<br />

Projektes liegen dabei insbesondere in<br />

der Qualitätssicherung aller eingesetzten<br />

Komponenten bei voller Traceability sowie<br />

der Qualifizierung der beteiligten Prozessschritte<br />

beim Aufbau von SDBGA. Neben<br />

Einzelprozessen, wie beispielsweise dem<br />

Bumping oder dem Drahtbonden, bearbeitet<br />

der Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> insbesondere<br />

Arbeitspakete mit Analysen und Qualifikation<br />

der Materialien bis hin zu Zuverlässigkeitsuntersuchungen<br />

in Umwelt- und<br />

Belastungstests von gefertigten SDBGA-<br />

Prototypen. Ziel des Förderprojektes ist<br />

das Erarbeiten von Expertenwissen, um<br />

eine flexible Fertigung von SDBGA auf<br />

kleinere bis mittlere Stückzahlen<br />

übertragen zu können.<br />

stefan.haerter@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/58058-23<br />

2


Der Lehrstuhl für <strong>FAPS</strong> verfügt seit Oktober<br />

2011 über ein eigenes Labor für<br />

Metallografie. Durch stetiges Anwachsen<br />

des Bedarfs von Schliffbildanalysen und<br />

der Verfügbarkeit neuer, größerer Räumlichkeiten<br />

am künftigen EP-Laborstandort<br />

„Auf AEG“ kann dieser technologische<br />

Ausbau realisiert werden. Vorrangig in der<br />

Aufbau- und Verbindungstechnik im<br />

Rahmen der Elektronikproduktion ist die<br />

Materialografie eine wichtige Säule der<br />

Qualitätssicherung und immens wichtig<br />

bei Einführung und Qualifizierung neuer<br />

Verfahren, Komponenten und Werkstoffe.<br />

Durch den Einsatz vielfältiger Werkstoffkombinationen,<br />

nicht zuletzt auch der<br />

3D-MID Technologie, und geprägt durch<br />

weiter voranschreitende Miniaturisierung<br />

entstand neben der klassischen "Metallografie"<br />

ein spezieller Zweig dieser Analysemethode,<br />

ausgerichtet auf die speziellen<br />

Bedürfnisse der modernen Elektronikproduktion.<br />

Der Mix aus harten<br />

Komponenten wie Keramikbauteilen oder<br />

Siliziumchips und andererseits der<br />

Einsatz neuer Lotlegierungen, Substrate<br />

aus fasergefüllten Kunststoffen oder im<br />

Aerosolverfahren generierter Schal-<br />

Schliffbildaufnahme eines Au-Stud-Bumps mit Ag-<br />

Leitkleber auf einem MID-Bauteil<br />

Erweiterung des Lehrangebotes durch<br />

Roboter-Kinematiksimulation „Robotstudio“<br />

Simulation eines Punktschweißvorganges<br />

Programme zur Simulation von Roboter-<br />

Kinematiken sind im Anlagen- und<br />

Roboterbereich ein unabdingbares<br />

Ausgabe 8 Dezember 2011<br />

FORSCHUNG Prof.<br />

<strong>FAPS</strong> investiert in eigenes Metallografielabor Neue CT-Röntgenanlage<br />

für die Elektronik-Prüfung<br />

tungsträger erfordert spezielle, neue<br />

Vorgehens- und Betrachtungsweisen. Die<br />

Verhinderung von Wärmeentwicklung<br />

beim Einbetten in Epoxidharze stellt<br />

zudem eine neue Herausforderung dar.<br />

<strong>Ent</strong>sprechende Materialien wurden<br />

bereits getestet. Die Ausstattung des<br />

Labors umfasst u.a. ein modernes Schleifund<br />

Poliersystem der Fa. Struers, eine<br />

Präzisionstrennmaschine mit wassergekühltem<br />

Diamantsägeblatt und ein<br />

Vakuum-Imprägniergerät für spaltfreies<br />

Einbetten.<br />

leonhard.maussner@faps.unierlangen.de,<br />

Tel.: 0911/ 58058-23<br />

Werkzeug zur Überprüfung der Durchführbarkeit<br />

von Montage- und Prozessaufgaben,<br />

der Layoutplanung sowie der<br />

Offline-Programmierung von Roboter. Um<br />

den Studenten die wesentlichen Funktionalitäten<br />

dieser Simulationsprogramme<br />

zu vermitteln, bietet der Lehrstuhl ab dem<br />

Sommersemester 2012 einen neuen<br />

Praktikumsversuch im Bereich der<br />

Roboter-Kinematiksimulation an. In<br />

mehreren Übungsblöcken erstellen die<br />

Studenten selbstständig mehrere<br />

einfache Roboterzellen zur Simulation<br />

charakteristischer Einsatzbereiche von<br />

Robotern. Untersucht werden hierbei<br />

Handhabungs-, Punktschweiß- und<br />

Bahnschweißprozesse. Durch die<br />

Bereitstellung von Lizenzen für das<br />

Programm „Robotstudio“ wird der Lehrstuhl<br />

<strong>FAPS</strong> durch die Firma ABB Automation<br />

GmbH; Friedberg unterstützt.<br />

arnd.buschhaus@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 09131/85-27822<br />

Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung<br />

mit der Firma Nordson Dage<br />

Deutschland GmbH hat der Lehrstuhl<br />

<strong>FAPS</strong> sein Anlagenspektrum um eine<br />

neue Röntgenanlage erweitert. Es handelt<br />

sich dabei um das Model XD7600 NT<br />

Diamond FP von Nordson Dage. Die<br />

wartungsfreie geschlossene Röntgenröhre<br />

mit Transmissionstarget bietet<br />

0.1μm Detailerkennung und bis zu 10 W<br />

Leistung. Mit der Röntgenanlage können<br />

bis zu 2.500fache optische Vergrößerungen<br />

realisiert werden. Schrägansichten<br />

sind bis 70° ohne Verlust der<br />

Vergrößerung möglich. Dabei können die<br />

zu untersuchenden Boards eine Größe<br />

von bis zu 736 x 580 mm aufweisen.<br />

Aufnahmen sind mit dem Long Lifetime<br />

Röntgeninspektionssystem XD7600NT Diamond FP<br />

(Bild: Nordson Dage)<br />

CMOS Digitaldetektor bis zu einer<br />

Bildgröße von 3 Megapixeln (1940 x 1530<br />

Pixel) möglich. Dabei erfolgt die<br />

Bildbearbeitung in Echtzeit mit 25 Bildern<br />

pro Sekunde bei voller Auflösung. Neben<br />

der herkömmlichen Röntgenaufnahmetechnik<br />

verfügt die XD7600 NT<br />

Diamond FP auch über die X-Plane<br />

Analysis Technologie. Damit können von<br />

großen Boards einzelne 2D-Schichtbilder<br />

angefertigt und separat betrachtet<br />

werden, ohne die Boards zersägen zu<br />

müssen. Darüber hinaus ist in dem<br />

System auch ein μCT integriert mit den<br />

bekannten Einschränkungen hinsichtlich<br />

der Objektgröße.<br />

denis.kozic@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/ 58058-24<br />

3


Flexible Automatisierungslösungen für die Fertigung<br />

wickeltechnischer Produkte<br />

Die Dissertationsschrift von Andreas<br />

Dobroschke greift zwei wesentliche Technologiefelder<br />

aus dem Bereich der Wickeltechnik<br />

auf: Zum Einen die Fertigung lagegenauer<br />

Wicklungen, die durch ihren hohen<br />

Füllfaktor technologische und wirtschaftliche<br />

Vorteile gegenüber konventionellen<br />

wildgewickelten Spulen bieten, und zum<br />

Anderen den Einsatz von Industrierobotern<br />

in der Wickeltechnik für den Aufbau<br />

schlanker und gleichzeitig flexibler Prozessketten.<br />

Auf Grundlage einer detaillierten<br />

Prozessanalyse wird in der Arbeit der<br />

Nachlaufwinkel als entscheidender Prozessparameter<br />

für die Fertigung lagegenauer<br />

Wicklungen identifiziert. Hierauf aufbauend<br />

wird ein Konzept für einen prozessintegrierten<br />

Regelkreis zur automatisierten<br />

Fertigung lagegenauer Wicklungen entworfen<br />

sowie die für die Umsetzung des<br />

Regelkreiskonzepts in ein Prototypensystem<br />

erforderlichen Schritte abgeleitet. Als<br />

wesentlicher Bestandteil des Nachlaufwinkel-Regelkreises<br />

werden hierzu drei<br />

alternative Sensorsysteme für die prozessbegleitende<br />

Erfassung des Nachlaufwinkels<br />

entwickelt, prototypisch realisiert und<br />

getestet. Durch die Überführung der<br />

Die Dissertationsschrift von Michael Rösch<br />

hat die Optimierung des Schablonendruckprozesses<br />

von Lotpaste in der Elektronikproduktion<br />

zum Ziel, da dieser Prozessschritt<br />

für einen Großteil der Fertigungsfehler<br />

in der Oberflächenmontagetechnik<br />

verantwortlich gemacht wird und damit ein<br />

enormes Optimierungspotenzial aufweist.<br />

Im Rahmen der Arbeit werden verschiedene<br />

Potenziale und Strategien behandelt, die<br />

einen Beitrag zur Reduzierung der<br />

Prozessfehlerraten ermöglichen. Ausgehend<br />

von der Einordnung des Druckprozesses<br />

in die Oberflächenmontagetechnik, in<br />

der neben der Darstellung der einzelnen<br />

Teilprozesse des Druckprozesses auch alle<br />

wesentlichen Einflussgrößen, Qualitätsmerkmale<br />

und Fehlerbilder dargestellt<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

gewonnenen Ergebnisse in ein prototypisches<br />

Wickelsystem mit Nachlaufwinkel-<br />

Regelkreis sowie die Fertigung von<br />

Versuchsspulen im Rahmen der durchgeführten<br />

Wickelversuche, wird im Weiteren<br />

die Funktionsfähigkeit der entwickelten<br />

Konzepte sowie des aufgebauten Systems<br />

nachgewiesen. Die Kennwerte der gefertigten<br />

Versuchsspulen bestätigten durchweg<br />

die Erwartungen hinsichtlich der<br />

Einhaltung enger elektrischer Toleranzen<br />

aufgrund des lagegenauen Wicklungsaufbaus.<br />

Einen weiteren Schwerpunkt der<br />

Arbeit bildet die <strong>Ent</strong>wicklung und Realisierung<br />

eines robotergestützten Wickelsys-<br />

tems auf Basis eines parallelkinematischen<br />

Industrieroboters, das gegenüber den<br />

kostenintensiven maschinenbaulichen Sonderlösungen<br />

der Wickeltechnik zahlreiche<br />

Vorteile, insbesondere in Hinblick auf<br />

Prozessgestaltung und Anwendungsflexibilität,<br />

bietet. Neben der Bestimmung der<br />

technologischen Kennwerte des Versuchssystems<br />

wird der Nachweis der Funktionsfähigkeit<br />

sowie die Überprüfung der prinzipiellen<br />

Eignung des verwendeten Roboters<br />

für die Fertigung von Wickelprodukten<br />

anhand eines Beispielprodukts durchgeführt.<br />

Abschließend werden alternative<br />

Ansätze zur Programmierung des robotergestützten<br />

Wickelsystems entwickelt, mit<br />

denen eine aufwandsarme Wickelprogrammerstellung<br />

ermöglicht wird.<br />

Dobroschke, A.: Flexible Automatisierungslösungen<br />

für die Fertigung wickeltechnischer<br />

Produkte. Dissertation,<br />

Friedrich-Alexander-<br />

Universität Erlangen-<br />

Nürnberg, 2011, Meisenbach<br />

Verlag, ISBN 978-3-<br />

87525-317-7, Bezug über<br />

Verlag oder Lehrstuhl <strong>FAPS</strong><br />

Potenziale und Strategien zur Optimierung des Schablonendruckprozesses<br />

in der Elektronikproduktion<br />

Schablonendruck<br />

FORSCHUNG Prof.<br />

Prozessbegleitende Erfassung des Nachlaufwinkels<br />

mittels Bilderkennung<br />

werden, erfolgt zunächst eine Analyse von<br />

Qualitätsdaten aus einer realen Serienfertigung.<br />

Die hierbei identifizierten Ausschussraten<br />

für den Schablonendruck, die<br />

bei 1 % bis 8 % liegen, belegen das enorme<br />

Optimierungspotenzial. Ein wesentlicher<br />

Schwerpunkt der Arbeit stellen die<br />

Untersuchungen zu den Eigenschaften und<br />

Potenzialen innovativer Druckschablonentechnologien<br />

dar. Einerseits werden hierbei<br />

Gestaltungsrichtlinien und Prozessempfehlungen<br />

für den Einsatz von Stufenschablonen<br />

erarbeitet. Andererseits werden auch<br />

die Eigenschaften und Potenziale nanobeschichteter<br />

Druckschablonen vorgestellt<br />

und bewertet. Durch den Einsatz einer<br />

nanobeschichteten Druckschablone im<br />

Druckprozess können beispielsweise die<br />

Flächenverhältnisse auf Werte von bis zu<br />

0,36 reduziert werden, woraus sich ein<br />

erhebliches Miniaturisierungspotenzial für<br />

das Schablonendesign ergibt. Zudem weist<br />

eine nanobeschichtete Druckschablone<br />

eine wesentlich geringere Verschmutzungsneigung<br />

auf der Unterseite auf, so<br />

dass die Häufigkeit der druckerintegrierten<br />

Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Schablonenunterseitenreinigung signifikant<br />

reduziert werden kann. Weitere Schwerpunkte<br />

der Arbeit stellen Untersuchungen<br />

zur Quantifizierung der Auswirkungen<br />

wesentlicher Einflussgrößen auf die<br />

Fertigungsqualität, die Erarbeitung eines<br />

Ansatzes zur Bestimmung von Designrichtlinien<br />

für Druckschablonen sowie die<br />

experimentelle Ermittlung bauelementspezifischer<br />

Prozessfenster für das Lotpastenvolumen<br />

dar. Abschließend wird ein<br />

Konzept zur Beurteilung der Prozessfähigkeit<br />

des Schablonendrucks vorgestellt, mit<br />

dem die Qualitätsleistung eines Druckprozesses<br />

bewertet werden kann.<br />

Rösch, M.: Potenziale und Strategien zur<br />

Optimierung des Schablonendruckprozesses<br />

in der Elektronikproduktion.<br />

Dissertation,<br />

Friedrich-Alexander-<br />

Universität Erlangen-Nürnberg,<br />

2011, Meisenbach<br />

Verlag, ISBN 978-3-87525-<br />

319-1, Bezug über Verlag<br />

oder Lehrstuhl <strong>FAPS</strong>.<br />

4


Audi Production Award an <strong>FAPS</strong>-Team vergeben<br />

Was haben eine direkt angetriebene X-<br />

Schweißzange, Sicherheitsformholz und<br />

eine modulare Weltfabrik gemeinsam?<br />

Sie alle gehören zu den insgesamt 68<br />

eingereichten Konzepten für den<br />

internationalen Audi Production Award<br />

2011. Dieser steht in diesem Jahr unter<br />

dem Motto „Ressourceneffizienz in der<br />

Produktion“. Nach einer Jury-Vorauswahl<br />

trafen die acht besten Teams am 16. und<br />

17. November beim Finalworkshop in<br />

Ingolstadt aufeinander. Bei der abschließenden<br />

Siegerehrung konnte sich<br />

das studentische Team des Lehrstuhls<br />

<strong>FAPS</strong> der Universität Erlangen-Nürnberg<br />

unter der Betreuung von Herrn Sven<br />

Kreitlein für ihr Projekt zur „Evaluierung<br />

der Ressourceneffizienz von Produktionsstätten“<br />

freuen. „Mit Ressourcen<br />

effizient umzugehen, ist ein grundlegendes<br />

Thema in unserem Unternehmen<br />

und fest im Audi Produktionssystem<br />

verankert“, betonte Frank Dreves,<br />

Vorstand Produktion der AUDI AG. „Aber<br />

auch hier schadet der Blick über den<br />

Tellerrand nicht. In den vorgestellten<br />

Konzepten des diesjährigen Audi<br />

Production Award stecken viele neue<br />

Denkansätze und kreative Ideen.“<br />

Elektromotoren recyceln: Neue Quelle für Rohstoffe<br />

Ein Konsortium aus Industrie und<br />

Forschung entwickelt unter der Leitung<br />

von Siemens Recyclinglösungen für<br />

Elektromotoren. Schwerpunkt sind dabei<br />

die Permanentmagnete mit ihrem hohen<br />

Anteil an Metallen der Seltenen Erden, die<br />

für Elektro- und Hybridfahrzeuge benötigt<br />

werden. Die Partner im Projekt MORE<br />

(Motor-Recycling) betrachten die gesamte<br />

Breite der Wertschöpfungskette von der<br />

Auslegung und Fertigung der Motoren<br />

über die Retrologistik bis zum Wiedereinsatz<br />

im Fahrzeug, um eine industriell<br />

einsetzbare Lösung zu entwickeln. Das<br />

Projekt wird vom Bundesforschungsministerium<br />

(BMBF) gefördert. Für<br />

kompakte und leichte Synchronmotoren<br />

werden Permanentmagnete mit einem<br />

Anteil von etwa 30 Prozent an Seltenerdmetallen<br />

benötigt. Der Bedarf an<br />

Seltenen Erden wird in den nächsten<br />

Jahren stark ansteigen – unter anderem<br />

auch aufgrund der Verbreitung von<br />

Elektro- und Hybridfahrzeugen. Da<br />

andererseits bei der Lieferung der<br />

Seltenen Erden im Moment ein chinesisches<br />

Monopol besteht, sind Versorgungsengpässe<br />

zu erwarten. Daher<br />

Ausgabe 8 |Dezember 2011<br />

Gewinnerteam des <strong>FAPS</strong> (von links nach rechts):<br />

Susanne Vernim, Hermann Pausch, André Dorndörfer,<br />

Michael Drechsel, Sven Kreitlein<br />

Dr. Bernd Griesbach, Sprecher des<br />

Vorentwicklungs- und Innovationsteams<br />

der Produktion, zeigte sich bei der<br />

Überreichung des Awards zufrieden: „Die<br />

acht Finalisten haben viel Zeit und Wissen<br />

in ihre Konzepte investiert. Das beweist<br />

die hohe Qualität aller Einreichungen.“ Dr.<br />

Griesbach unterstrich, dass der Wettbewerb<br />

einen internationalen Know-howtransfer<br />

zwischen Wissenschaft und<br />

Industrie ermögliche. Insgesamt 68<br />

Konzepte aus mehr als zehn Ländern<br />

waren 2011 im Award-Rennen vertreten.<br />

In zwei Vorrunden wählte eine Fachjury<br />

fördert das BMBF im Rahmen der<br />

Bekanntmachung „Schlüsseltechnologien<br />

(Bild Siemens AG) Ausrangierte Elektromotoren stellen<br />

eine hervorragende Quelle für wertvolle Materialien dar<br />

für die Elektromobilität“ (STROM) unter<br />

anderem die <strong>Ent</strong>wicklung Ressourcen<br />

schonender Technologien für Elektrofahrzeuge.<br />

Die Forscher verfolgen mit<br />

dem Projekt MORE verschiedeneAnsätze<br />

für das Recycling von Elektromotoren:<br />

Den Ausbau der insgesamt etwa ein Kilogramm<br />

schweren Magnete aus Alt-<br />

Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

um Dr. Griesbach die acht besten Projekte<br />

aus und lud die Teams zum Experten-<br />

Workshop ins Audi-Werk nach Ingolstadt<br />

ein. Die Forscher präsentierten im<br />

direkten Vergleich ihre Ideen und Ansätze,<br />

diskutierten sie mit den Audi-Fachleuten<br />

und spannen die Ideen gemeinsam weiter.<br />

Zahlreiche Fachvorträge zu Themen wie<br />

„Audi balanced mobility“, „Ressourceneffizienz<br />

in der Produktion“ oder „Strategie<br />

in der Audi Produktion“ rundeten den<br />

Workshop ab. Der Audi Production Award<br />

wird seit 2010 jährlich durch eine Fachjury<br />

vergeben. Neben dem Projekt der<br />

University of California und University of<br />

British Columbia wurden dieses Jahr das<br />

Team der Wittenstein AG für das Konzept<br />

mit der besten Umsetzungschance<br />

(„Direkt angetriebene X-Schweißzange“)<br />

sowie das Team der TU Dresden für das<br />

visionärste Konzept („Sicherheitsformholz“)<br />

ausgezeichnet. Der Audi<br />

Production Award bietet Wissenschaftlern<br />

aus der gesamten Welt eine Plattform zum<br />

Wissensaustausch und fördert innovative<br />

Konzeptideen.<br />

sven.kreitlein@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911-5302-9069<br />

motoren, die Reparatur und die anschließende<br />

Wiederverwendung des<br />

Elektromotors oder seiner Komponenten<br />

genauso wie die werk- und rohstoffliche<br />

Wiederverwertung der Magnetmaterialien<br />

und der Seltenerdmetalle durch Wiedergewinnung<br />

aus vorsortiertem und geschreddertem<br />

Material. Außerdem sollen<br />

Konzepte für ein recyclinggerechtes<br />

Motordesign erstellt, sowie Ökoeffizienzanalysen<br />

und Modelle für Stoffkreisläufe<br />

ausgearbeitet werden. Bis 2014 sollen die<br />

Ergebnisse des Förderprojekts vorliegen.<br />

Beteiligt sind Experten von Siemens,<br />

Daimler, Umicore und Vacuumschmelze,<br />

der Universität Erlangen, der Technischen<br />

Universität Clausthal, des Öko-Instituts<br />

Darmstadt und des Fraunhofer-Instituts<br />

für System- und Innovationsforschung.<br />

Die im Projekt entwickelten Technologien<br />

können in Zukunft auch Anwendungen in<br />

anderen Bereichen zugute kommen, in<br />

denen Seltene Erden eine Schlüsselrolle<br />

spielen, wie zum Beispiel in Windkraftanlagen.<br />

tobias.klier@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9062<br />

5


Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

MITTEILUNGEN Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

MITTEILUNGENProf.<br />

3D-Werkstückträger zur automatisierten Montage von räumlichen<br />

Schaltungsträgern mit Standard-SMT-Produktionsanlagen<br />

Die automatisierte Montage von Bauelementen<br />

auf dreidimensionale spritzgegossene<br />

Schaltungsträger (MID) stellt<br />

nach wie vor eine große Herausforderung<br />

dar. Ein automatisierter Werkstückträger<br />

stellt einen Ansatz dar, räumliche<br />

Schaltungsträger entlang der gesamten<br />

SMT-Prozesskette zu verarbeiten. Im<br />

Rahmen eines Forschungsprojektes<br />

werden unterschiedliche Aufbaukonzepte<br />

des Werkstückträgers hinsichtlich der sich<br />

ergebenden Montageaufgabe (Medienauftrag,<br />

Bestücken und Löten bzw.<br />

Aushärten) entwickelt und bewertet. Auf<br />

Grund der geneigten Prozessflächen<br />

kann es zum Abrutschen der bereits auf<br />

Lotpaste oder Leitkleber bestückten<br />

Bauelemente kommen. Die Analyse der<br />

zugrundeliegenden Mechanismen für das<br />

Verrutschen der Bauelemente ist ein<br />

wesentliches Ziel des Forschungsvorhabens,<br />

um Vorhersagen über die<br />

Notwendigkeit einer Fixierung der Bauelemente<br />

während des Fertigungsprozesses<br />

treffen zu können. Unter<br />

Berücksichtigung der Verarbeitbarkeit in<br />

Standard-Produktionsanlagen sollen<br />

geeignete Fixiersysteme basierend auf<br />

schnell härtenden Klebstoffen und<br />

Leitklebstoffen identifiziert werden. Mit<br />

dem Forschungsvorhaben sollen mögliche<br />

Verfahren für die Montage von<br />

Bauelementen auf dreidimensionalen<br />

MID mit geneigten Flächen in Standard-<br />

Produktionsanlagen in einem Leitfaden<br />

CAD-Toolkette für die Konstruktion von 3D-MID<br />

Die professionelle Konstruktion von 3D-<br />

MID (Molded Interconnect Devices) erfolgt<br />

am Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> seit Kurzem mit<br />

kommerziell verfügbaren CAD-Systemen<br />

von Mentor Graphics und Mecadtron. Für<br />

die Erstellung und Pflege einer <strong>FAPS</strong>eigenen<br />

Bauteilbibliothek wird der Library<br />

Manager von Mentor Graphics und zur<br />

Erzeugung von Schaltplänen das<br />

Programm DxDesigner genutzt. Mit dem<br />

angegliederten EDA (Electronic Design<br />

Automation) System Expedition wird das<br />

temporäre 2D-Layout des Schaltungsträgers<br />

aus den Daten des DxDesigners<br />

generiert. Der Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> hat im<br />

Rahmen des Hochschul-Programms<br />

EUROPRACTICE Software Service, an<br />

dem auch die Universität Erlangen-<br />

Nürnberg beteiligt ist, Zugriff auf diese<br />

umfangreichen Softwarepakete.Das<br />

Werkstückträger für die 3D-Bestückung von MID<br />

bereitgestellt werden. Zudem dient der<br />

Leitfaden als Grundlage für Design-<br />

Richtlinien bei der geometrischen Auslegung<br />

dreidimensionaler Schaltungsträger<br />

für die Verarbeitung in SMT-<br />

Produktionsanlagen. Das AiF-Projekt<br />

„Automatisierte Montage von räumlichen<br />

Schaltungsträgern mit Standard-SMT<br />

Produktionsanlagen“ wird von den Forschungsstellen<br />

Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> und dem<br />

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik<br />

Interaktives 3D-Modell des MID-Demonstrators<br />

in NEXTRA (hier klicken)<br />

Layout der räumlichen elektronischen<br />

Baugruppen wird mit dem 3D-ECAD<br />

(electronic computer-aided-design)<br />

System NEXTRA® der Mecadtron GmbH<br />

und Angewandte Materialforschung<br />

(IFAM) bearbeitet. Das Projekt startete im<br />

August 2011 mit einer Laufzeit von 24<br />

Monaten. Insgesamt 16 Unternehmen<br />

unterstützen das Projekt im projektbegleitenden<br />

Ausschuss und unterstreichen<br />

damit das große Interesse der<br />

Industrie an der Themenstellung.<br />

michael.pfeffer@faps.uni-erlangen.de Tel.: 0911/58058-20<br />

gestaltet. Durch eine direkte Datenintegration<br />

von Expedition in NEXTRA®<br />

wird das vorläufige 2D-Layout in die 3D-<br />

<strong>Ent</strong>wicklungsumgebung übernommen.<br />

Die Platzierung der elektronischen<br />

Bauelemente auf der räumlich strukturierten<br />

Oberfläche sowie das Routing<br />

der elektrischen Verbindungen erfolgt<br />

durch intuitiv zu bedienende Funktionen.<br />

Im Bild ist der Demonstrator des<br />

Lehrstuhls <strong>FAPS</strong> zu sehen: ein PKWähnlicher<br />

Schaltungsträger mit einem<br />

Temperatursensor, einem Mikrocontroller<br />

als Verarbeitungseinheit und einer binären<br />

Anzeige der aktuellen Temperatur.<br />

christian.fischer@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 09131/85-27177<br />

michael.purkott@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 09131/85-27859<br />

6


MITTEILUNGEN Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

MITTEILUNGENProf.<br />

Charakterisierung der Hochfrequenz-<br />

Eigenschaften von LDS-MID<br />

Im August 2011 startete das neue AiF-<br />

Forschungsprojekt „Charakterisierung der<br />

Hochfrequenz-Eigenschaften von LDS-<br />

MID“ in der Forschungsvereinigung 3-D<br />

MID. Das Projekt wird aus öffentlichen Mitteln<br />

des Bundesministeriums für Wirtschaft<br />

und Technologie (BMWi) finanziert. Die<br />

ausführende Forschungsstelle ist das<br />

Institut für Hochfrequenztechnik und Funksysteme<br />

der Leibniz Universität Hannover,<br />

das durch den projektbegleitenden Ausschuss,<br />

bestehend aus den Unternehmen<br />

Antennentechnik ABB Bad Blankenburg<br />

AG, BMW AG, Evonik Degussa GmbH,<br />

HARTING AG, Laser Micronics GmbH,<br />

LPKF Laser & Electronics AG, MID Solutions<br />

GmbH, RFmondial GmbH, Ticona<br />

GmbH, fachlich unterstützt wird. Das Forschungsziel<br />

dieses Vorhabens ist die Charakterisierung<br />

der für Hochfrequenz-<br />

Applikationen relevanten Eigenschaften<br />

der LDS-MID Technologie. Hierbei liegen<br />

die Schwerpunkte auf der Untersuchung<br />

der dielektrischen Eigenschaften der<br />

Spritzgusskunststoffe und des prozessabhängigen<br />

Dämpfungsbelags von Streifenleitungen<br />

über einen Frequenzbereich von<br />

0,1 GHz bis 80 GHz. Im Detail werden die<br />

richtungsabhängige relative Permittivität<br />

und der dielektrische Verlustfaktor ausgewählter<br />

LDS-Substrate charakterisiert. Im<br />

darauf folgenden Schritt wird der Dämpfungsbelag<br />

von typischen HF-Leitungen,<br />

wie beispielsweise der Streifenleitung, für<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

Bestimmung der Permittivität des LDS-Substrats und der<br />

Leitungsdämpfung<br />

verschiedene Lasereinstellungen und<br />

Metallisierungen gemessen. Letztendlich<br />

sollen aus den Untersuchungen optimale<br />

Einstellungen der Prozessparameter für<br />

minimale Dämpfungsbeläge abgeleitet<br />

werden. Die Ergebnisse werden anschließend<br />

für den <strong>Ent</strong>wurf ausgewählter Antennensysteme<br />

verwendet, um durch Vergleich<br />

der Simulations- und Messergebnisse<br />

die Qualität der ermittelten Materialparameter<br />

zu verifizieren. Die Erkenntnisse<br />

dienen als Grundlage für eine optimierte<br />

Werkstoffauswahl und Prozesseinstellung<br />

und werden in einer Datenbank zusammengefasst.<br />

mueller@3dmid.de<br />

Tel.: 0911/58058-17<br />

Familienfreundliches Arbeitsumfeld am <strong>FAPS</strong><br />

Dem zunehmenden Fachkräftemangel<br />

auf dem Arbeitsmarkt sowie dem Bedarf<br />

an hochqualifizierten Nachwuchswissenschaftlern<br />

begegnet der Lehrstuhl <strong>FAPS</strong><br />

mit einer durchwegs familienfreundlichen<br />

Gestaltung des universitären Arbeitsumfelds.<br />

Hierzu trägt die Ausstattung eines<br />

jeden Wissenschaftlers mit einem<br />

eigenen Laptop ebenso bei wie die<br />

Möglichkeit der flexiblen Arbeitszeitgestaltung,<br />

so dass bei Bedarf auch Lehrstuhltätigkeiten<br />

von zu Hause aus durchgeführt<br />

werden können. Des Weiteren<br />

wird am <strong>FAPS</strong> ausdrücklich die Inanspruchnahme<br />

von Elternzeit unterstützt,<br />

die bei Interesse des Wissenschaftlers<br />

auch mit einer flexibel gestalteten<br />

Teilzeittätigkeit kombiniert werden kann.<br />

In allen Fällen steht den Lehrstuhlmitarbeitern<br />

ebenso ein vielfältiges<br />

Angebot an Kinderbetreuungsmaßnahmen<br />

und Unterstützungsmöglich-<br />

keiten der Friedrich-Alexander-Universität<br />

Erlangen-Nürnberg zur Verfügung, um die<br />

Vereinbarkeit von Familie und Beruf am<br />

Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> nachhaltig zu sichern.<br />

christian.goth@faps.uni-erlangen.de Tel.:<br />

0911/58058-18<br />

franziska.schaefer@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.:09131/85-27709<br />

3-D MID e.V. beim Intern.<br />

Forum Mechatronik 2011<br />

Mechatronik als interdisziplinäre <strong>Ent</strong>wicklungsmethodik<br />

hat sich weltweit erfolgreich<br />

in der Industrie etabliert. Die synergetische<br />

räumliche und funktionale Integration von<br />

mechanischen, elektrischen und informationstechnischen<br />

Bausteinen zu mechatronischen<br />

Modulen und Systemen birgt Innovationspotenziale<br />

nicht nur im Produkt, sondern<br />

auch in betrieblichen Strukturen und<br />

Abläufen des Produktentstehungsprozesses.<br />

Ziele des siebten Internationalen<br />

Forum Mechatronik 2011 (21.-22. September<br />

in Cham) waren der Technologietransfer<br />

und die Vernetzung von Akteuren aus<br />

Industrie, Dienstleistung, anwendungsorientierter<br />

Forschung und Hochschule. In<br />

der von Prof. Dr.-Ing. Klaus Feldmann<br />

moderierten 3-D MID-Session wurden aktuelle<br />

Themenfelder und Beispiele der MID-<br />

Technologie vorgestellt. In diesem Zusammenhang<br />

berichtete Herr Uwe Remer (2E<br />

mechatronic GmbH & Co. KG) über einen<br />

innovativen, miniaturisierten Strömungssensor,<br />

Herr Karl Görmiller (MID-TRONIC<br />

Wiesauplast GmbH) zeigte Konzepte zur<br />

Bestückung elektronischer Bauteile auf<br />

dreidimensionalen MID-Strukturen auf und<br />

Herr Martin Müller (Lehrstuhl <strong>FAPS</strong>, Universität<br />

Erlangen-Nürnberg) referierte über<br />

die aktuelle Markt- und Technologieanalyse<br />

für MID. Vortragsbegleitend gab es eine<br />

Ausstellung verschiedener Unternehmen<br />

und Organisationen. Dabei präsentierte<br />

sich die Forschungsvereinigung 3-D MID<br />

mit ihrem Netzwerk aus über 80 Unternehmen<br />

und Instituten und informierte über die<br />

Attraktivität und Vorzüge einer Mitgliedschaft.<br />

martin.mueller@faps.uni-erlangen.de Tel.: 0911/58058-17<br />

Termine 3D-MID e.V.<br />

23. Mitgliederversammlung der<br />

Forschungsvereinigung 3D-MID e.V.<br />

am 14.03.2012,<br />

LPKF Laser & Electronics AG, Garbsen<br />

www.3dmid.de<br />

10. Internationaler Kongress<br />

Molded Interconnect Devices<br />

am 19.-20.09.2012<br />

im Kongresszentrum Fürth<br />

www.3dmid.de<br />

7


<strong>FAPS</strong>-Kulturtag durchs Nürnberger Land<br />

Der alljährliche Betriebsausflug führte alle<br />

Mitarbeiter des Lehrstuhls <strong>FAPS</strong> dieses<br />

Jahr nach Schnaittach und Lauf a.d.<br />

Pegnitz. Nach einer Besichtigung der<br />

Festung Rothenberg, verbunden mit einer<br />

geschichtlichen Führung durch die<br />

Burgruinen und in die Katakomben,<br />

erlebte die Gruppe einen erstaunlichen<br />

Ausblick vom Rothenberg über das<br />

Besichtigung im Industriemuseum Lauf<br />

INTERN<br />

Nürnberger Land. Nach dem kräftezehrenden<br />

Aufstieg zur Festung und dem<br />

anschließenden Abstieg nach der<br />

Führung kehrte die Gruppe hungrig zum<br />

Mittagessen am Rothenberg ein. Frisch<br />

gestärkt machte sich der Lehrstuhl auf<br />

nach Lauf. Dort wartete schon das<br />

nächste kulturelle Ereignis, eine Zeitreise<br />

in die frühzeitige Industriegeschichte von<br />

Lauf. Eine interessante und detailierte<br />

Erste englischsprachige <strong>FAPS</strong>-Vorlesung<br />

„Integrated Production Systems“ gestartet<br />

Zum Start des Wintersemesters 2011/-<br />

2012 startete der Lehrstuhl seine erste<br />

englischsprachige Vorlesung „Integrated<br />

Production Systems“ im Rahmen des<br />

neuen Studiengangs „Integrated Production<br />

Engineering and Management“. Im<br />

Bereich schlanker Produktionsmethoden<br />

mit internationalem Fokus existieren<br />

bisher nur wenige Ausbildungskonzepte<br />

für Studenten. Diese sind allerdings<br />

essenziell, um Jungingenieuren in einer<br />

globalisierten Wirtschaftswelt die<br />

notwendigen Vorkenntnisse auf dem Weg<br />

ins Berufsleben zu vermitteln, die für eine<br />

erfolgreiche Einführung effizienter<br />

Produktionsprozesse notwendig sind.<br />

Inhalte der Vorlesung sind die Ziele,<br />

Prinzipien, Methoden und Werkzeuge<br />

ganzheitlicher Produktionssysteme.<br />

Diese Ansätze werden für den Bereich der<br />

Produktion und Logistik, aber auch für<br />

indirekte Bereiche wie beispielsweise<br />

Prozesse in der Administration und<br />

Führung in der Festung Rothenberg<br />

Führung durch das Industriemuseum gab<br />

allen <strong>FAPS</strong>´lern einen Einblick in dieArbeit<br />

und das Leben im 19. Jahrhundert.<br />

Abgerundet wurde der Kulturtag durch<br />

einen Einblick in das Leben der 70er Jahre<br />

mit all seinen fast schon vergessenen<br />

Vorzügen. Zum Abschluss wurde der<br />

Ausflug mit gut fränkischer Küche des<br />

Gasthofes „Zur Post“ gekürt.<br />

rene.schramm@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-14<br />

matthaeus.brela@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 09131/85-28871<br />

<strong>Ent</strong>wicklung aufgezeigt. In den Übungen<br />

werden praxisorientiert an Montagezellen<br />

Themen wie Wertstromanalyse und<br />

Wertstromdesign, Arbeitsplatzoptimierung,<br />

OEE-Analyse und SMED<br />

adressiert. Durch die fachliche Synthese<br />

von theoretischen Grundlagen, Praxisübungen<br />

und Inhalten aus der industriellen<br />

Praxis erhalten die Studenten einen<br />

Überblick zum Thema „Ganzheitliche<br />

Produktionssysteme“. Dabei soll durch die<br />

praxisorientierte Darstellung schlanker<br />

Organisationsprinzipien, Abläufe und<br />

Prozesse in einem Produktionsbetrieb<br />

und die praktische Umsetzung im<br />

Rahmen von Planspielen eine Orientierung<br />

und Vorbereitung auf den<br />

Berufseinstieg erreicht werden.<br />

florian.risch@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/5302-9065<br />

sven.kreitlein@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/5302-9069<br />

Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Automatisierung in der<br />

Medizintechnik<br />

Am 3. November fand am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung<br />

und Produktionssytematik<br />

an der Universität Erlangen-<br />

Nürnberg ein neu entwickeltes Seminar<br />

zur Medizintechnik statt. Mitveranstalter<br />

waren der Cluster Mechatronik &Automation<br />

und das Automation Valley Nordbayern.<br />

„Was kann sich die Medizin aus der Automatisierungstechnik<br />

abschauen? Organisationsprinzipien,<br />

Workflowanalysen und<br />

-opptimierung, Materialflussstrukturen, Logistiklösungen,<br />

Einsatz von Robotik, Kooperation<br />

Mensch-Maschine. All das ist<br />

hier bei uns geboten“, so der Hausherr der<br />

Seminarreihe, Prof. Dr. Jörg Franke vom<br />

Lehrstuhl <strong>FAPS</strong>. Einer der spannenden<br />

Fachvorträge zum Thema Organisationsprinzipien<br />

kam von Dr. Möhlmann, McKinsey<br />

& Co: „Lassen Sie uns auf die Fakten<br />

sehen: Im internationalen Vergleich sind<br />

die Kosten pro Patient, Behandlung und<br />

Jahr in Deutschland mit unter 3.000 Euro<br />

sehr niedrig. Die USA liegt weit über 100%<br />

darüber. So gesehen optimieren wir auf<br />

einem guten Niveau. Wir müssen aber<br />

trotzdem in Deutschland noch effektiver<br />

und kostengünstiger werden, denn uns laufen<br />

die Kosten sonst davon“, so Dr. Möhlmann.<br />

„Dabei ist die Materialausstattung<br />

der höchste Kostenfehler, nicht das Personal.“<br />

Prof. Dr. med. Jürgen Schüttler, der<br />

Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität<br />

Erlangen bestätigte diese Aussage:<br />

„Wenn wir über Einsparungen reden,<br />

dann müssen wir auch über die Strukturen<br />

oder die Arzneimitteltherapie reden und<br />

nicht nur über die Prozesse.“Anschließend<br />

zeigten die weiteren Referenten, wo man<br />

bei weiterer Effizienzsteigerung im medizinischen<br />

Sektor erfolgreich ansetzt. Christian<br />

Ziegler vom Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> referierte<br />

über effiziente und sichere klinische Workflows<br />

am Beispiel der Strahlentherapie.<br />

Sein Fazit:Ablaufsimulation eignet sich insbesondere<br />

in der Großgerätemedizin zur<br />

quantifizierten Bewertung alternativer<br />

Workflows. Und neue Sensortechnologien<br />

bieten ein hohes Potential zur Realisierung<br />

eines sicheren und effizienten Workflows.<br />

Es folgten spannende Beispiele von Automatisierungstechnik<br />

über den Einsatz<br />

unterschiedlicher Medizinroboter, 3D-<br />

Bildgebungs- und Sensorsystemen sowie<br />

eine Laborpräsentation am Lehrstuhl.<br />

Dabei bestätigte sich übergreifend das Motto:<br />

„Innovationen entstehen an den<br />

Schnittstellen“.<br />

christian.ziegler@faps.uni-erlangen.de<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011 8


INTERN<br />

Das Department MB konnte 2011 rund 1300<br />

Erstsemester begrüßen<br />

<strong>Ent</strong>wicklung der Erst-Semester-Zahlen am Department Maschinenbau<br />

Intern. Production Engineering & Management<br />

Mechatronik<br />

Wirtschaftsingenieurwesen<br />

Maschinenbau<br />

66<br />

101<br />

30<br />

66 71<br />

WS<br />

99/00<br />

WS<br />

00/01<br />

242<br />

81<br />

54 51<br />

107 108<br />

WS<br />

01/02<br />

296<br />

137<br />

WS<br />

02/03<br />

Der doppelte Abiturjahrgang hat erfreuliche<br />

Auswirkungen auf die Studienanfängerzahlen<br />

2011 in den Ingenieurwissenschaften<br />

am Department Maschinenbau.<br />

Um dem Nachwuchs trotz<br />

des Ansturms den Start ins Studium zu<br />

erleichtern, war dazu in diesem Jahr bei<br />

vielen Studiengängen auch ein Beginn<br />

zum Sommersemester möglich. Als<br />

Ergebnis konnte insbesondere der Maschinenbau<br />

das Interesse angehender<br />

Ingenieurinnen und Ingenieure wecken.<br />

Im Sommer- und im Wintersemester<br />

haben sich je rund 300 Studierende für<br />

Elektrofahrzeuge sind ein Wachstumsmarkt,<br />

dessen <strong>Ent</strong>wicklung stark von<br />

der Leistungsfähigkeit der Batterien und<br />

nicht zuletzt der zugrunde liegenden<br />

Aufladetechnologie abhängt. Die Variante<br />

des konduktiven Ladens, also dem<br />

traditionellen Laden via Kabel und<br />

Steckdose, ist nur eine Option. Eine<br />

weitere Technologie mit Potenzial ist die<br />

Möglichkeit der kontaktlosen Energieübertragung.<br />

Zusammen mit der Puls<br />

Marktforschung wurde eine Studie zu den<br />

Marktpotenzialen der induktiven Energieübertragung<br />

in Elektrofahrzeuge<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

393<br />

174<br />

61<br />

64<br />

158 128<br />

WS<br />

03/04<br />

329<br />

137<br />

WS<br />

04/05<br />

das Studium an der Technischen Fakultät<br />

entschieden. Auch die Anfängerzahl des<br />

im WS 10/11 neu eingeführten Studiengangs<br />

„International Production<br />

Engineering and Management“ legte noch<br />

einmal kräftig zu und hat sogar die 400er<br />

Marke überschritten. Bei den vom<br />

Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> mitgestalteten Studienrichtungen<br />

sind damit insgesamt über<br />

3400 Studierende mit dem angestrebten<br />

Abschluss Master bzw. Bachelor<br />

eingeschrieben.<br />

johannes.hoerber@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-15<br />

Studie „Marktpotenziale zur induktiven<br />

Energieübertragung in Elektrofahrzeuge“<br />

435<br />

155<br />

85<br />

195<br />

WS<br />

05/06<br />

445<br />

358<br />

136<br />

49<br />

69 70<br />

240 239<br />

WS<br />

06/07<br />

WS<br />

07/08<br />

500<br />

69<br />

144<br />

185<br />

WS<br />

08/09<br />

332<br />

160<br />

121<br />

175<br />

182<br />

erstellt. Darin werden mögliche Vor- und<br />

Nachteile, Risiken sowie erforderliche<br />

technische Neuerungen, die eine<br />

Etablierung von induktivem Laden<br />

beschleunigen können, erörtert und die<br />

möglichen Anwendungsbereiche PKW,<br />

öffentlicher Personennahverkehr, Taxi,<br />

Carsharing und Hafenlogistik genauer<br />

betrachtet. Dazu wurden 14 Experteninterviews<br />

durchgeführt und 1.001<br />

Autofahrer befragt.<br />

florian.risch@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9065<br />

51<br />

WS<br />

09/10<br />

594<br />

180<br />

57<br />

WS<br />

10/11<br />

555<br />

202<br />

49<br />

719<br />

194<br />

34<br />

205<br />

304 286<br />

SS 11 WS<br />

11/12<br />

Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Neu am <strong>FAPS</strong><br />

Benjamin Bickel (Dipl.-Ing.)<br />

Seit September wird das<br />

Team des E|Drive-Centers<br />

durch Benjamin Bickel unterstützt.<br />

Mit seiner Diplomarbeit<br />

zum Thema „Konzeption<br />

und Realisierung einer Montagevorrichtung<br />

zur Fertigung<br />

des Stators einer Synchronmaschine<br />

für Hybridfahrzeuge“ hat er das Mechatronik-Studium<br />

an der Universität Erlangen<br />

erfolgreich abgeschlossen. Auch zukünftig<br />

wird er sich mit den Fertigungsverfahren<br />

von elektrischen Antrieben befassen, insbesondere<br />

flexible Produktionssysteme<br />

zur automatisierten Bewicklung von Traktionsantrieben<br />

zählen zu seinem Arbeitsgebiet.<br />

benjamin.bickel@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9068<br />

Sebastian Reitelshöfer (Dipl.-Ing.)<br />

Sebastian Reitelshöfer<br />

arbeitet seit dem 01.10.2011<br />

am <strong>FAPS</strong> als neues Teammitglied<br />

der Forschungsgruppe<br />

Handhabungs- und<br />

Montagetechnik. Er schloss<br />

sein Mechatronikstudium an<br />

der Universität Erlangen-Nürnberg mit seiner<br />

Diplomarbeit zu dem Thema „<strong>Ent</strong>wicklung<br />

eines Stereokamerasystems zur<br />

Posemessung an einem Strahlentherapiegerät<br />

mit sechs Freiheitsgraden“ ab.<br />

Zukünftig wird er sich vor allem mit Bahnplanungsverfahren<br />

für unterschiedliche<br />

Kinematiken und neuen Interaktionsmöglichkeiten<br />

mit Robotern in medizinischen<br />

Anwendungsszenarien befassen.<br />

sebastian.reitelshoefer@faps.unierlangen.de,<br />

Tel.: 09131/85-27709<br />

Xu Zhang (M.Sc.)<br />

Seit dem 01.09.2011 arbeitet<br />

Xu Zhang am Lehrstuhl<br />

<strong>FAPS</strong> in der Gruppe Handhabungs-<br />

und Montagetechnik.<br />

Er schloss 2011 sein<br />

Maschinenbaustudium an<br />

der Xi'an Jiaotong Universität<br />

(China) mit seiner Masterarbeit zum<br />

Thema „Design und Implementierung<br />

eines intelligenten Video-Überwachungssystems<br />

für große Innenräume“ ab.<br />

Herr Zhang wird sich zukünftig insbesondere<br />

mit Themen aus dem Bereich „Fahrerlose<br />

Transportsysteme“ befassen.<br />

xu.zhang@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 09131/85-28871<br />

9


Ausgewählte neue Veröffentlichungen am <strong>FAPS</strong><br />

Franke, J.; Merhof, J.; Lebrecht, H.; Michl, M.;<br />

Koitzsch, M.<br />

Using DES for ROI Calculations within Semiconductor<br />

Manufacturing<br />

Proceedings: AEC/APC Symposium Asia, Tokio, 2011<br />

Franke, J.; Lütteke, F.<br />

Kostengünstige Transportfahrzeuge in der Produktion,<br />

Kleinskalig, vielseitig, autonom<br />

Hebezeuge Fördermittel, 2011, H. 9, S.476-479<br />

Franke, J.; Michl, M.; Fischer, C.; Merhof, J.;<br />

Comprehensive Support of Technical Diagnosis by<br />

Means of Web Technologies<br />

Proceedings:7th International Conference on Digital<br />

<strong>Ent</strong>erprise Technology, Athen, 2011<br />

Franke, J.; Michl, M.; Rösch, M.<br />

Optimierung des Schablonendruckprozesses unter<br />

Verwendung innovativer Inspektionsverfahren und wissensbasierter<br />

Diagnosesysteme<br />

In Tagungsband: Internationales Forum Mechatronik,<br />

Cham, 2011<br />

Franke, J.; Merhof, J.; Lebrecht, H.; Michl, M.<br />

DES within Semiconductor Manufacturing<br />

Abstracts Proceedings "New Trends in<br />

<strong>FAPS</strong> drives mechatronic!<br />

Das diesjährige Alumnitreffen des <strong>FAPS</strong> am<br />

07.10.2011 stand ganz im Zeichen des<br />

Aufbaus der neuen Forschungsgruppe<br />

E|Drive. Unter dem Leitmotiv „<strong>FAPS</strong> drives<br />

mechatronic!“ fand die Veranstaltung in den<br />

neuen Räumlichkeiten des Bayerischen<br />

Technologiezentrums für elektrische<br />

Antriebstechnik E|Drive-Center auf dem<br />

ehemaligen AEG Gelände im Herzen<br />

Nürnbergs statt. Die Gäste hatten die<br />

Gelegenheit, die neue Forschungsstätte zu<br />

Ausgabe 8 | Dezember 2011<br />

INTERN<br />

Micro/Nanotechnology", Slovakei, 2011, S. 176-177,<br />

Proceedings: ISMI Manufacturing Week, Austin, 2011<br />

Franke, J.; Rösch, M.; Läntzsch, C.; Kleemann, G.<br />

Eigenschaften und Potentiale nanobeschichteter<br />

Druckschablonen zur Optimierung des Schablonendruckprozesses<br />

PLUS, Produktion von Leiterplatten und Systemen,<br />

Jg. 109, 2011, H.05, S. 1095-1104<br />

„Best Paper of Session“ IMAPS 2011:<br />

Dohle, R.; Härter, S.; Goßler, J.; Franke, J.,<br />

Accelerated Life Tests of Flip-Chips with Solder<br />

Bumps Down to 30 μm Diameter,<br />

Proceedings of the 44th International Symposium on<br />

Microelectronics (IMAPS 2011), Long Beach, 2011.<br />

Best Student Paper Award:<br />

Reinhardt, A.; Franke, J.; Goth, C.<br />

Reliability of Micromechatronic Systems with Chip on<br />

Molded Interconnected Devices and Flexible<br />

Substrates,<br />

In Tagungsband: Electronics Packaging Technology<br />

Conference (EPTC 2010) in Singapur<br />

erleben. Im Rahmen einer Vortragsreihe,<br />

gestützt durch Forschung und Industrie,<br />

wurden aktuelle Themen zur <strong>Ent</strong>wicklung<br />

des Lehrstuhls <strong>FAPS</strong> in den Bereichen<br />

Medizin und Mechatronik diskutiert.<br />

Darüber hinaus boten Themen wie<br />

Rüstoptimierung im Bereich der spangebenden<br />

Fertigung sowie Beiträge zum<br />

Thema Patent- und Markenwesen dem<br />

interessierten Fachpublikum die Gelegenheit,<br />

sich über Ihren Erfahrungsschatz<br />

hinaus auszutauschen. Neben dem<br />

anschließenden Get Together, nutzten die<br />

Gäste die Chance, die neuen technologischen<br />

Einrichtungen und <strong>Ent</strong>wicklungen<br />

des E|Drive-Centers wie z.B. das induktiv<br />

geladene E-Kart oder das Segway im<br />

Betrieb zu testen und regelrecht am<br />

eigenen Leib zu erfahren.<br />

sven.kreitlein@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9069<br />

CALL FOR PAPERS<br />

2nd International Electric Drives<br />

Production Conference<br />

October 16th-17th, 2012, Nuremberg,<br />

Germany<br />

www.edpc.eu<br />

alexander.kuehl@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/5302-9066<br />

TERMINE<br />

Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke<br />

Der Lehrstuhl <strong>FAPS</strong> veranstaltet<br />

folgende Seminare:<br />

● Rechnergestützte <strong>Ent</strong>wicklung<br />

mechatronischer Produkte<br />

am 07.03.2012 in Erlangen<br />

christian.fischer@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 09131/85-27177<br />

● Fachseminar zur MID-Technik<br />

am 20.06.2012 in Erlangen,<br />

martin.mueller@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-17<br />

● Mensch-Maschine-Interaktion<br />

am 18.04.2012 in Erlangen<br />

christina.ramer@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 09131/85-27711<br />

MID-Workshop zu zukünftigen<br />

Forschungsthemen<br />

am 09.02.2012 bei der BMW AG<br />

München<br />

martin.mueller@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-17<br />

<strong>FAPS</strong>-Spring School 2012; Engineering<br />

komplexer technischer Systeme<br />

am 15.-17.03.2012 in Behringersmühle,<br />

Sigrun Holzinger, 0911/58058-55<br />

info@faps-tt.de<br />

<strong>FAPS</strong> Spring Summit 2012<br />

am 21.03-25.03.2012 im Hotel „BlueBay<br />

Galatzó“ in Calvià auf Mallorca<br />

benjamin.bickel@faps.uni-erlangen.de,<br />

Tel.: 0911/5302-9068<br />

SMT 2012<br />

am 08.-10.05.2012 in Nürnberg,<br />

Messezentrum<br />

martin.mueller@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/58058-17<br />

<strong>FAPS</strong> -Summer School 2012; Soft Skills<br />

am 26.-28.07.2012 in Behringsmühle,<br />

Sigrun Holzinger, 0911/58058-55<br />

info@faps-tt.de<br />

2nd International Conference and<br />

Exhibition ELECTRIC DRIVES<br />

PRODUCTION<br />

16.10. - 17.10.2012 in Nürnberg<br />

alexander.kuehl@faps.uni-erlangen.de<br />

Tel.: 0911/5302-9066<br />

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