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Technische Universität Dresden
Institut für Feinwerktechnik und
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Themen für Diplomarbeiten

 

Beachten Sie bitte auch die aktuellen Angebote vor dem Raum BAR II/26 oder fragen Sie die Arbeitsgruppenleiter nach möglichen Themen!

 

 


Arbeitsgruppe Entwurfsautomatisierung
 

 

Elektronik- bzw. Sensor-Entwurf

In Zusammenarbeit mit der Dresdner Firma InfraTec GmbH werden folgende Themen angeboten:

(1) Konstruktion und Aufbau von Demonstratoren für Fabry-Pérot-(FP)-Mikrospektrometer: Es soll ein Messedemonstrator für einen ausgesuchten Anwendungsfall konstruiert, aufgebaut und getestet werden, beispielsweise für:

  • Messungen sehr geringer Konzentrationen von VOCs bzw. Kohlenwasserstoffgasen im ppm-Bereich. Dazu sind eine Langwegzelle (Multireflexionszelle) und ein hochempfindlicher Halbleiterdetektor zu nutzen.

  • Analyse von Flüssigkeiten mittels abgeschwächter Totalreflexion (ATR). Dazu sind ggf. zwei FP-Detektoren parallel zu betreiben.

(2) Methoden und Algorithmen für die Multimodenauswertung mit Fabry-Pérot-(FP)-Mikrospektrometer: FP-Mikrospektrometer arbeiten bisher als durchstimmbare schmalbandige Filter, indem eine einzelne Interferenzordnung isoliert wird. In der Arbeit sollen Ansätze erarbeitet und untersucht werden, mit denen es möglich ist, mehrere Interferenzordnungen des FPI gleichzeitig zu nutzen und damit den erfassbaren Spektralbereich zu erweitern:

  • Entwicklung, Untersuchung und Bewertung von Lösungsansätzen

  • Erarbeitung der dazu benötigten mathematischen Grundlagen

  • Experimentelle Untersuchungen und Erprobung an beispielhaften Anwendungsfällen

(3) Charakterisierung von MIR-LED-Strahlern und Optimierung der Betriebsparameter: Als Strahlungsquelle für IR-Gassensoren zeigen sich LEDs zunehmend als eine interessante Alternative zu thermischen Emittern. Aktuell gibt es einige Neuentwicklungen verschiedener Hersteller, die im Rahmen dieser Arbeit charakterisiert werden sollen.

  • Vergleichende Untersuchung von LEDs verschiedener Hersteller hinsichtlich maximaler Abstrahlung durch optimierte Betriebsbedingungen, Einfluss der Temperatur sowie passiver Kühlkörper zur Wärmeabfuhr, geometrische Abstrahlcharakteristik, spektraler Verteilung sowie Ansprechzeiten

  • Verbesserung eines vorhandenen Messplatzes hinsichtlich des Aufbaus sowie Implementierung der Software für eine automatisierte Ansteuerung und Datenerfassung

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Lienig
BAR II/20D, Tel. 463 34742
Jens.Lienigtu-dresden.de

 

 

Bestimmung von Reibparametern

Verschleißvorgänge in mechatronischen Systemen werden unter anderem durch Reibung hervorgerufen. Deshalb ist die genaue Charakterisierung von Parametern für Reibvorgänge erforderlich. Häufig sind die auftretenden Reibkräfte abhängig von Geschwindigkeit, Normalkraft und Oberflächenbeschaffenheit. Um den Reibprozess zu modellieren, sind deshalb Messungen erforderlich. Diese Messungen sind an einem geeignet anzupassenden Versuchsaufbau durchzuführen.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Zuverlässigkeitsmodellierung elektronischer Baugruppen

Elektronische Baugruppen bestehen trotz fortschreitender Funktionsintegration aus einer Vielzahl von Komponenten, die unter gleichen Umgebungsbedingungen stark unterschiedliche Ausfallverhalten und -wahrscheinlichkeiten aufweisen. Um in frühen Entwurfsphasen Aussagen zur Zuverlässigkeit zu generieren und rechtzeitig Entscheidungen zur Verbesserung der Lebensdauer treffen zu können, ist die geeignete Modellierung von Ausfällen notwendig. Entsprechende Modelle für Einzelkomponenten sollen zusammengetragen und zu einem Modell zur Berechnung der Ausfallverteilung eines Systems verknüpft werden.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Modellierung von Prozessen bei der Elektromigration

Elektromigration ist ein bedeutender Schadensprozess in den Leiterbahnen integrierter Schaltkreise. Simulationen von Stromdichten und mechanischen Beanspruchungen, die diesen Prozess beeinflussen, z.B. mit der Finiten-Elemente-Methode, sind Stand der Technik beim Entwurf hochintegrierter Schaltkreise. Zum besseren Verständnis der Vorgänge und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Schäden durch Elektromigration sind jedoch die stattfindenden Prozesse selbst zu modellieren. Dazu sollen effiziente Simulationsmethoden gefunden und implementiert werden.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Untersuchung des Einflusses von Elektro-, Thermo- und Stressmigration

Durch die fortschreitende Strukturverkleinerung in der Mikroelektronik (14nm, 10nm, 7nm, ..., usw.) treten vermehrt Chipfehler auf. Ursache dafür sind oft ausgefallene Leiterbahnen aufgrund von Materialtransport. Der Materialtransport kann durch zu hohe Ströme, Temperaturen oder Stress verursacht sein. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, welchen Einfluss Elektro-, Thermo- und Stressmigration in verschiedenen Einsatzgebieten haben. Dazu steht eine Simulationsumgebung am Institut zur Verfügung.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Finite-Elemente-Rechnung für Elektromigrationsuntersuchungen

Die Vorhersage der Lebensdauer von Leitbahnen, welche durch Elektromigration begrenzt ist, ist eine wichtige Voraussetzung für den Entwurf moderner integrierter Schaltkreise. Da für diese Vorhersage wichtige Parameter nicht exakt gemessen werden können, sind Simulationen erforderlich. Ziel der Arbeit ist es, mit Hilfe von freien Software-Paketen eine Methodik zur Berechnung Elektromigrations-relevanter Parameter zu entwickeln.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Transformation von Randbedingungen

Beim Entwurf analoger integrierter Schaltungen müssen eine Vielzahl von Randbedingungen berücksichtigt werden. Oftmals hängt der Zustand dieser Randbedingungen von Designparametern ab, die je nach Entwurfsschritt und verwendetem (Software-)Werkzeug nicht direkt manipuliert werden können. Sie müssen zuerst umgewandelt bzw. transformiert werden, um berücksichtigt werden zu können. Dazu werden innerhalb einer Zelle alle Randbedingungen und alle aktuellen Werte der Designparameter als mathematische Formeln betrachtet, um daraus neue Randbedingungen abzuleiten. Zu diesem Zweck kann z. B. ein Computer-Algebra-System verwendet werden. Dafür soll ein Verfahren entwickelt und implementiert werden.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de

 

 

Weiterentwicklung eines Verdrahtungswerkzeuges

Integrierte Schaltungen können aus mehreren tausenden bis hunderttausenden Standardzellen bestehen, die nach der Platzierung verdrahtet werden müssen. Um diesen Prozess anhand von Teststrukturen bzw. Schaltungen besser am Institut untersuchen zu können, wurde ein eigenes Verdrahtungswerkzeug entwickelt. Ziel dieser Aufgabe ist es, die aktuelle Implementierung in C/C++ weiterzuentwickeln. Dabei soll sowohl Laufzeit und Verdrahtbarkeit verbessert werden als auch die Berücksichtigung von Randbedingungen.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de


Überprüfung von Entwurfsregeln auf Package-Ebene

Der Layoutentwurf integrierter Schaltungen (ICs) überführt eine Netzliste in geometrische Maskendaten - die Grundlage zur Herstellung der Nacktchips (Dies) in einer Halbleiterfabrik. Eine wichtige Teilaufgabe ist dabei die Verifikation dieser Layoutdaten, z.B. in Form von DRC (engl. design rule check) und LVS (engl. layout versus schematic). Anschließend findet das Packaging einzelner oder mehrerer Dies statt, also das Verpacken in einem Gehäuse. Im Vergleich mit dem IC-Entwurf sind Geometrien auf dieser Package-Ebene weniger komplex, dennoch werden auch hier vergleichbare Werkzeuge für die Verifikation benötigt

Kleinere Firmen können sich Werkzeuge für den IC- und Package-Entwurf (z.B. von Cadence, Mentor oder Synopsys) oftmals nicht leisten, würden aber von Entwurfswerkzeugen auf Package-Ebene profitieren. Ein Ansatz ist daher die Verwendung freier Werkzeuge für die Verifikation beim Einsatz moderner Packaging-Technologien, wie z.B. des Mikro-Transfer-Drucks der Firma X-FAB. In dieser Arbeit soll daher das freie Layoutprogramm KLayout um ein DRC-Werkzeug für den Package-Entwurf erweitert werden. Als Skriptsprachen sind dabei vom Programm Ruby oder Python vorgesehen, wobei Python bereits in früheren Arbeiten zur Erweiterung von KLayout eingesetzt wurde.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Erarbeitung eines Konzepts für eine einfache Sprache zur Abbildung von Entwurfsregeln,

  • Implementation eines Parsers zum Einlesen dieser Sprache,

  • Erweiterung von KLayout zur Verifikation der so beschriebenen Entwurfsregeln,

  • Validierung des Konzepts durch Vergleich mit einem kommerziellen Verifikationswerkzeug,

  • Untersuchung des Laufzeitverhaltens in Hinblick auf die Skalierbarkeit.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de

 


Entwicklung eines Floorplanning-Werkzeugs

Der Layoutentwurf integrierter Schaltungen (ICs) überführt eine Netzliste in geometrische Maskendaten, die als Grundlage für die spätere Herstellung in einer Halbleiterfabrik dienen. Auf dem Weg zum Layout erfolgen zunächst eine (optionale) Partitionierung der Schaltung sowie das Floorplanning. Dabei findet eine Abschätzung der erforderlichen Chipgröße statt. Außerdem werden in diesem Schritt die Positionen und Abmessungen aller Makrozellen und Partitionen festgelegt.

Das Ziel dieser Aufgabe ist die Entwicklung eines Floorplanners, also eines Werkzeugs zur automatischen Übersetzung einer Verilog-Netzliste in einen Floorplan in Form einer DEF-Datei. Das Werkzeug soll sich dabei in den IFTE-Flow integrieren, als Bindeglied zwischen den existierenden Programmen zur digitalen Schaltungssynthese und zur Platzierung.

Programmierkenntnisse sind für diese Aufgabe von Vorteil. In der Arbeitsgruppe sind verschiedene Tutorials zur Programmierung und umfangreiche Hilfestellungen zur Verwendung vieler Software-Bibliotheken vorhanden, welche eine Einarbeitung erleichtern.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de

 


Entwicklung eines Werkzeugs zur Verdrahtung von Taktnetzen

Als Teil des am Institut entwickelten Softwarepakets für den Entwurf digitaler integrierter Schaltungen ist in früheren Arbeiten das in C++ geschriebene Verdrahtungswerkzeug Semper entstanden, das auch Schaltungen mit einer sehr großen Zahl von Netzen effizient verdrahten kann. Dieses Werkzeug soll im Rahmen dieser Arbeit um die Möglichkeit zur Verdrahtung von Taktnetzen (engl. clock tree synthesis) erweitert werden. Im Vergleich zur großen Zahl von normalen Signalnetzen existieren oft nur einzelne oder sehr wenige Taktnetze in einer typischen Schaltung. Bei ihrer Verdrahtung ist sicherzustellen, dass die Taktsignale von einer einzelnen Quelle möglichst zeitgleich an allen Senken (z.B. Takteingänge von Flip-Flops) ankommen. Dazu werden speziell konstruierte Baum-Topologien eingesetzt. Zur letztendlichen Verdrahtung dieser Topologien sind die bewährten Methoden von Semper zu verwenden.

Programmierkenntnisse sind für diese Aufgabe von Vorteil. Im besten Fall sollten Erfahrungen mit C++ vorhanden sein, diese können jedoch auch durch in der Arbeitsgruppe vorhandene Tutorials und umfangreiche Hilfestellungen zur Verwendung vieler Software-Bibliotheken zügig erworben werden.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de

 


Maschinelle Lernverfahren in der Entwurfsautomatisierung

Ohne automatisierte Methoden wäre der Layoutentwurf hochkomplexer elektronischer Schaltkreise nicht möglich. Neue Herstellungstechnologien bringen jedoch immer mehr Randbedingungen mit sich, welche beim Bewerten einzelner Lösungsvarianten zu beachten sind. Dadurch steigt der Rechenaufwand innerhalb der Optimierungsalgorithmen drastisch an. Neben dem aufwendigen manuellen Erstellen reduzierter (und damit ausreichend schneller) Kostenmodelle, bieten statistische Lernverfahren die Möglichkeit kostenaufwendige Bewertungen zu "erlernen" und deren Berechnung damit wesentlich zu beschleunigen. Die Arbeit soll untersuchen, inwieweit entsprechende Ansätze in der Entwurfsautomatisierung bereits Anwendung finden. Weiterhin ist ein maschinelles Lernverfahren beispielhaft auf ein ausgewähltes Entwurfsproblem (z.B. Floorplanning) anzuwenden und einem etablierten Ansatz gegenüberzustellen.

  • Recherche über maschinelle Lernverfahren in der Entwurfsautomatisierung

  • Erarbeiten eines geeigneten Beispielproblems (z.B. Platzierung, Kostenbewertung)

  • Lösung des Beispielproblems mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 


Optimierung von Package-Layouts für den Mikro-Transferdruck

Moderne Anwendungsfelder wie das Internet der Dinge oder autonomes Fahren treiben die wachsende Integration unterschiedlicher Komponenten in kompakte elektronische Baugruppen immer weiter voran. Die enge Integration von Sensoren, Aktoren, analogen und digitalen Schaltkreisen benötigt geeignete Fertigungstechnologien. Eine solche neue Fertigungstechnologie ist das Micro-Transfer-Printing (µTP). µTP ermöglicht die kostengünstige Herstellung heterogener Packages (z.B. Hall-Sensor auf CMOS-Schaltkreis). Neben vielen Vorteilen stellt das µTP den Layoutentwurf jedoch vor neue Herausforderungen. So müssen beispielsweise die Layouts der Einzelbestandteile aufeinander abgestimmt sein, aber auch die Randbedingungen der Fertigungstechnologie sind zu berücksichtigen. Die Aufgabe ist die Entwicklung bzw. Implementierung von Algorithmen zum fertigungsoptimierten Layoutentwurf.

  • Einarbeitung in die Fertigungstechnologie

  • Beispielhafter Entwurf eines integrierten Sensors

  • Recherche von (fertigungsorientierten) Co-Design Algorithmen

  • Entwicklung eines auf µTP zugeschnittenen algorithmischen Ansatzes

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 


Nutzung von Datenflussgraphen zur Beschreibung von Entwurfsabläufen

Die Entwicklung integrierter Schaltkreise basiert auf dem Zusammenwirken vieler Einzelschritte und dem Austausch von Entwurfsdaten zwischen ihnen. Fertiger bieten den Designern eine Hilfestellung, indem sie Abläufe für die verbreitetsten Entwurfswerkzeuge in Form von Skriptsammlungen zur Verfügung stellen. Diese "Flows" können dann an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Mit zunehmender Komplexität der Technologien und der Verfügbarkeit alternativer Entwurfswerkzeuge für die einzelnen Entwurfsschritte nimmt der Umfang dieser Skripte immer weiter zu und deren Handhabbarkeit immer weiter ab. In der Arbeit ist zu untersuchen, inwieweit Entwurfsabläufe grafisch dargestellt und ausführbar gemacht werden können. Eine solche grafische Beschreibung des Flows hätte viele Vorteile, beispielsweise eine einfachere Zugänglichkeit der Parameter auch für nicht-programmierende Designer sowie die Möglichkeit einzelne Schritte auszutauschen und neu zu verknüpfen.

  • Recherche von geeigneten Datenflussbibliotheken

  • Erarbeiten eines beispielhaften Entwurfsablaufs (z.B. digitale Layoutsynthese)

  • Entwicklung einer Software zur grafischen Bearbeitung von Entwurfsabläufen

  • Umsetzen des Beispielablaufs

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 

 


Arbeitsgruppe Entwurf elektronischer Systeme
 


Aufbau eines Versuchsstandes zum Charakterisieren von Wegmesssensoren

Zielsetzung: Ausgehend von einer Plattform zum linearen Positionieren soll ein Versuchsstand zum Charakterisieren von Wegmesssensoren aufgebaut werden. Damit von unterschiedlichen analogen und digitalen Verfahren (kapazitiv, induktiv, resistiv, optisch) gleichermaßen Kenngrößen wie die ein- und zweiseitige Wiederholpräzision, die absolute Messgenauigkeit und die Statistik von Schaltpunkten bestimmt werden können, sind zunächst die Messaufgaben zu formalisieren. Im Anschluss sind Messabläufe abzuleiten und exemplarisch umzusetzen. Dies beinhaltet den konstruktiven Entwurf einer einheit-lichen Sensorschnittstelle, gegebenenfalls die Anpassung der vorhandenen Hardware-plattform sowie das Erstellen einer Bediensoftware für einen PC.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Einarbeiten in den Arbeitsstand,

  • Recherche zu den Sensoren,

  • Vereinheitlichen der Messaufgabe,

  • Konstruktion einer einheitlichen Hardwareschnittstelle,

  • Implementieren einer Bediensoftware für den PC,

  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Treiberelektronik für einen mehrphasigen Lineardirektantrieb

Zielsetzung: Lineardirektantriebe gestatten das genaue und hochdynamische Positio-nieren. In konventionellen Lineardirektantrieben werden dabei mehrere Wicklungen des Antriebs gemeinsam von Strom durchflossen. Es ist zu erwarten, dass der Wirkungsgrad des Antriebs erhöht werden kann, wenn ausschließlich die für die Bewegung notwendigen Wicklungen angesteuert werden. Dies erhöht jedoch den schaltungstechnischen Aufwand der Ansteuerung, da jede Phase getrennt versorgt werden muss. In der Arbeit ist für diese Anwendung eine Ansteuerelektronik zu entwickeln, die Grundlage für weiterführende Arbeiten ist. Hierzu sind die elektrischen und zeitlichen Anforderungen zu ermitteln. Anschließend ist daraus eine Schaltung zur zeitlich synchronisierten Ansteuerung mehrerer Wicklungen abzuleiten, aufzubauen und zu charakterisieren.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu Lineardirektantrieben und deren Ansteuerungsarten,
  • Ableiten von Anforderungen an die Elektronik,
  • Schaltungsentwurf,
  • Fertigung und Aufbau einer Platine,
  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Entwicklung einer kompakten Baugruppe zum Messen von Positionen

Zielsetzung: Durch Kombination eines linearen inkrementellen Sensors mit einem Interpolator lassen sich lineare Positionssensoren aufbauen, die eine Auflösung von einem Mikrometer bis zu 100 Nanometern haben. Üblich sind hierbei optische und magnetische Messprinzipe. Ausgehend von einer Marktrecherche zu den Messverfahren, den verfüg-baren Bauelementen des Sensors und Interpolators und den erhältlichen Maßver-körperungen sind Anforderungen an einen kompakten Positionssensor festzulegen. Nach-folgend ist die Elektronik und Mechanik der Sensorbaugruppe zu entwerfen, aufzubauen und zu charakterisieren.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche und Bewertung von Messprinzipen, Sensoren, Interpolator-ICs und Maßverkörperungen,
  • Festlegen von Zielanforderungen,
  • Entwurf der Elektronik und Mechanik,
  • Fertigung und Aufbau der Baugruppe,
  • Programmierung der Sensorauswertung und des Kommunikationsprotokolls in der Programmiersprache C,
  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Charakterisierung des Übertragungsverhaltens von Schrittmotoren im
Mikroschrittbetrieb

Zielsetzung: Durch das Ansteuern von Schrittmotoren im Mikroschrittbetrieb lässt sich die Winkelauflösung verbessern. Mechanische Toleranzen, Reibungseffekte und Unzu-länglichkeiten der elektronischen Ansteuerung begrenzen jedoch die Auflösungs-verbesserung bei zunehmender Zahl der Mikroschritte.
In der Arbeit soll ein Versuchsaufbau konstruiert und aufgebaut werden, mit dem sich das elektronisch-mechanische Übertragungsverhalten unterschiedlicher Schrittmotor-Treiber-Kombinationen qualifiziert ermitteln lässt. Anhand einer Anzahl ausgewählter Beispiele ist abschließend die Funktionsfähigkeit des Aufbaus nachzuweisen.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu Aufbauvarianten von Schrittmotoren,
  • Recherche aktuell verfügbarer Mikroschrittreiber,
  • Festlegen von Zielanforderungen,
  • Entwurf und Aufbau des Versuchsstandes,
  • experimentelles Bestimmen des Übertragungsverhaltens unterschiedlicher Schrittmotor-Treiber-Kombinationen,

  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Feinwerktechnische Konstruktionen und Systeme
 

Aufnahme viskoelastoplastischer Materialparameter für neuartige 3D-Druckverfahren

Zielsetzung: Während durch stetig neu entwickelte Verfahren die Menge an druckbaren Werkstoffen beständig wächst, so stellen Kunststoffe aufgrund der einfachen Verarbeitung bei vergleichsweise geringen Temperaturen wohl auch weiterhin den Großteil der 3D-gedruckten Materialien dar. Jedoch zeigen viele Polymerschmelzen ebenso wie unvernetzte Monomere ein Materialverhalten, welches nicht länger auf Basis vereinfachender Annahmen beschrieben werden kann. So muss für eine korrekte Simulation eines Druckvorgangs eine Kombination aus elastischen, viskosen und plastischen Eigenschaften berücksichtigt werden. Diese variieren je nach Material und Umgebungsbedingungen.
In dieser Arbeit soll eine Methode entwickelt werden, die es erlaubt, Materialkennwerte aufzunehmen um auf diesem Wege ein akkurates Modell des jeweiligen Werkstoffs zu erlangen.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu verschiedenen Modellierungsansätzen und bestehenden Lösungen zur Kennwertaufnahme,
  • Auswahl mehrerer geeigneter Werkstoffe,
  • Strukturiertes Erarbeiten eines optimalen Versuchsablaufs unter Berücksichtigung relevanter Randbedingungen,
  • Entwicklung, Aufbau und Inbetriebnahme einer geeigneten Vorrichtung, welche sowohl die Aufnahme der Kennwerte als auch eine anschließende Verifizierung ermöglicht,
  • Dokumentation und Interpretation der Ergebnisse.

 

 Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Johannes Herold

BAR II/34, Tel. 463 344 36

johannes.herold2Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Simulation und Optimierung
 


Zurzeit können hier keine weiteren Diplomthemen betreut werden.
 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Alfred Kamusella
BAR II/21, Tel. 463 32695
alfred.kamusellaBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de


 


Arbeitsgruppe Elektromechanischer Entwurf
 

Elektrodynamischer Kurzhubantrieb
Gegenwärtig werden am Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design elektro-dynamische Direktantriebe für automatisierungstechnische Anwendungen entwickelt. Ausgehend von einem gegebenen Magnetkreis , Führungs und Aufbaukonzept soll ein derartiger translatorischer Antrieb mit einem Hub von 15 mm entwickelt, aufgebaut und getestet werden. Dazu ist nach einer Einarbeitung der Magnetkreis mittels magnetischen Netzwerkmodells und FEM zu dimensionieren, die Läuferführung auszulegen, der Antrieb im Detail zu konstruieren sowie nach Fertigung und Inbetriebnahme zu testen.
Abhängig vom Arbeitsumfang (Studien bzw. Diplomarbeit) sowie den Vorkenntnissen und Neigungen des Bearbeiters ist ggf. eine Fokussierung auf ausgewählte Teilaufgaben möglich. Bei Interesse können ähnliche, bereits realisierte Antriebsmodule im Labor besichtigt werden
.

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Thomas Bödrich
BAR II/33, Tel. 463 35250
Thomas.Boedrich
Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

Dipl.-Ing. Johannes Ziske
BAR II/33, Tel. 463 35250
johannes.ziske
Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

 

 


Arbeitsgruppe Medizinische Gerätetechnik
 

Entwicklung eines Bio Sensorelements mit Feldeffekttransistoren
Das Interesse und die Forschung an FET-Biosensoren sind deren hohe Bio-Spezifität und Empfindlichkeit. In Zusammenarbeit mit dem Startup diafyt Medtech und weiteren Forschungseinrichtungen sollen für diabetische Erkrankungen geeignete Bioindikatoren ausgewählt und die Eignung von BioFETs untersucht werden. Das Ziel diese Arbeit ist es, ein Labormuster und einen Prototyp eines Sensorelements zu entwickeln. Dabei sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  1. Auswahl geeigneter Bioindikatoren für diabetische Erkrankungen, hier Typ 2 Diabetes in Zusammenarbeit mit einer medizinischen Forschungseinrichtung
  2. Labormuster eines BioFET für einen oder mehrere Bioindikatoren
  3. Untersuchung der Bio-Spezifität und Empfindlichkeit
  4. Entwicklung eines Funktionsmuster/Prototyp

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. René Richter
BAR II/35, Tel. 463 36329
rene
.richterBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

Messschaltung für kleine Ströme zur Erfassung des Stromverbrauchs Ultra-Low-Power Microcontroller
Elektronische Schaltungen mit MC im Ultra-Low-Power Anwendungsgebiet verbrauchen Ströme im 1µA Bereich. Eine Messanordnung soll den Stromverbrauch und die Batterielebensdauer von Ultra-Low-Power Schaltungen ermitteln. Eine Vorarbeit enthält die theoretischen Grundlagen, die Berechnung und das Schaltungsdesign. Eine geeignete Messschaltung ist zu entwickeln. Ein Microcontroller (zB. Arduino) übernimmt die Anzeige der Messergebnisse. Dabei sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  1. Aufbau eines Labormusters
  2. Überprüfung Meßergebnisse, Schaltungsreview und Optimierung
  3. Entwicklung eines Prototypen (Layout, Anzeige, Gehäuse)
  4. Veröffentlichung der Ergebnisse als Open Source in GitHUB

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. René Richter
BAR II/35, Tel. 463 36329
rene
.richterBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

iOS App Entwicklung unter Anforderungen einer Medizingerätezulassung
Unter Software als Medizinprodukt (Software as Medical Device SaMD) versteht man standalone (eigenständige) Software, die ein Medizinprodukt (MP) ist, aber nicht Teil eines solchen. Eine medizinische Android App soll als iOS App portiert werden. Um den Anforderungen der Entwicklung eines Medizingerätes zu entsprechen, ist eine Neuentwicklung unter den Anforderungen eines SaMD erforderlich. Dabei sind folgende Teilaufgaben zu lösen: 

  1. Entwicklung eines Funktionsmuster/Prototyp als ungefähre Kopie der Android-App in XCode
  2. Funktions.- und Usability Test, Review und Ermittlung der Anforderungen
  3. Erstellung der Systemarchitektur (= Zertifizierungsunterlagen) nach den Grundsätzen eines Medizinproduktes
  4. Entwicklung einer von Grund auf neuen iOS-App nach (neuer) Systemarchitektur und nach den Grundsätzen eines Medizinproduktes

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. René Richter
BAR II/35, Tel. 463 36329
rene
.richterBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de


 

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Themen für studentische Arbeiten

 

 

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Letzte Änderung: 23.02.2021