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Grundlagen, Anwendungen, neue Technologien
Beginn:
23.05.2023 - 08:45 Uhr
Ende:
24.05.2023 - 16:45 Uhr
Dauer:
2,0 Tage
Veranstaltungsnr:
32817.00.017
Leitung
CeramTec GmbH
Siemens AG
Alle Referent:innen
Präsenz oder Online
EUR 1.160,00
(MwSt.-frei)
in Zusammenarbeit mit:
Referent:in

Dr. Hans-Jürgen Schreiner

CeramTec GmbH, Lauf

Referent:in

Dr. Thorsten Steinkopff

Siemens AG, München

Beschreibung
Piezoelektrische Keramiken sind spezielle ferroelektrische Werkstoffe, die durch Polung nutzbare piezoelektrische Eigenschaften besitzen. Piezokeramiken auf der Basis des binären Systems von Bleizirkonat PbZrO3 und Bleititanat PbTiO3 (PZT) werden wegen ihrer exzellenten, auf die jeweiligen Anwendungen zugeschnittenen physikalischen Eigenschaften favorisiert. Die Fertigung der piezoelektrischen Keramiken erfolgt im Wesentlichen durch konventionelle Aufbereitung und thermische Reaktion von Pulverkomponenten nach der Mischoxidtechnik. Dank der großen Vielfalt der aus ihnen herstellbaren Bauteile kommen die piezoelektrischen Keramiken für elektromechanische Wandler in vielen technischen Bereichen zum Einsatz.

Ziel der Weiterbildung

In diesem Seminar werden die physikalischen Grundlagen und die wesentlichen Aspekte einer praktischen Anwendung in den Bereichen Aktorik, Sensorik und Ultraschalltechnik behandelt.
Inhalte
Dienstag, 23. Mai 2023
8:45 bis 12:00 und 13:30 bis 17:00 Uhr

1. Grundlagen – piezoelektrischer Effekt und elektromechanische Wandler (P. Pertsch)
- physikalische Eigenschaften
- Kristallstruktur und spontane Polarisation
- piezoelektrischer Effekt ferroelektrischer Keramiken
- Kenngrößen (dielektrische, elektromechanische und mechanische Eigenschaften)
- Schwingungsformen
- Richtungsabhängigkeit der dielektrischen und elektromechanischen Koeffizienten
- Großsignalverhalten
- Nichtlinearitäten

2. Piezoelektrische Leistungswandler (J. Twiefel)
- Aufbau und Wirkprinzip, Prozesstechnik, Designregeln
- Modellierung und Optimierung des Energieflusses, elektromechanische Ersatzmodelle
- experimentelle Charakterisierung des Übertragungsverhaltens
- regelungstechnische Konzepte

3. Messverfahren für elektromechanische Wandler aus piezokeramischen Werkstoffen (P. Pertsch)
- Bestimmung der Materialkennwerte piezoelektrischer Keramiken bei Klein- und Großsignalansteuerung
- anwendungsorientierte Charakterisierung von Sensoren, Aktoren und Ultraschallwandlern

4. Anwendungen von Ultraschall (J. Twiefel)
- Schweißen, Drahtbonden, Umformtechnik
- US-unterstützte Bearbeitung
- zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
- US-Levitation in Lagerungen
- Schwingungsantriebe und US-Motoren
- US in der Medizintechnik

5. Werkstoffe und Technologie (H.-J. Schreiner)
- Werkstoffkategorien
- Besonderheiten des PZT
- Modifikation der Zusammensetzung
- Spezifizierung der Eigenschaften für verschiedene Anwendungen
- Aufbereitung von Werkstoffen aus Pulvern („Mischoxidtechnik“)
- keramische Technologien (Formgebung, Sintern)
- Metallisierung
- Polung

Mittwoch, 24. Mai 2023
8:45 bis 12:00 und 13:30 bis 16:45 Uhr

6. Simulation piezoelektrischer Komponenten (T. Steinkopff)
- lineare und nichtlineare Beschreibung des Materialverhaltens
- Finite-Element-Methode: Grundlagen, Analysearten
- statische und dynamische Belastungsanalysen von Aktoren und Sensoren
- transiente Analyse von Komponenten in ihrer Systemumgebung

7. Piezoelektrische Aktoren und Sensoren (H.-J. Schreiner)
- Grundlagen und Klassifizierung von Sensoren
- Sensoren für mechanische Signale
- Ansteuerkonzepte für Aktoren, Wirkungsgrad
- statische und dynamische Anwendungskonzepte für Aktoren
- Einsatzbeispiel und Anwendungsgrenzen

8. Piezokeramische Biegewandler (U. Greiner)
- Aufbautechniken
- Piezokeramiken
- Designregeln
- Eigenschaften in Abhängigkeit von mechanischer Spannung und elektrischem Feld, thermische Effekte
- Zuverlässigkeit und Lebensdauer
- Aspekte der Anwendung (Fluidtechnik, Textilanwendung)

9. RoHS-Konformität und Potenzial bleifreier Materialsysteme (F. Schubert)
- EU-Richtlinie 2011-65-EU (ROHS II)
- kritische Rohstoffe und Konfliktmineralien (Life cycle assessment)
- Alternativen für PZT und technologische Herausforderungen
- BNT basierte Werkstoffe
- KNN basierte Werkstoffe
- Schlussfolgerungen
Teilnehmer:innenkreis
Dieses Seminar richtet sich an Entwickler und Konstrukteure in der Elektrotechnik, Medizintechnik, Kommunikationstechnik sowie im Maschinen- und Fahrzeugbau als auch an Absolventen der Fachrichtung Mechatronik.
Referent:innen

Dipl.-Ing. Ulrich Greiner

Johnson Matthey Piezo Products GmbH, Redwitz

Dr. Patrick Pertsch

PI Ceramic GmbH, Lederhose

Dr. Hans-Jürgen Schreiner

CeramTec GmbH, Lauf

Dr. Franz Schubert

PI Ceramic GmbH, Lederhose

Dr. Thorsten Steinkopff

Siemens AG, München

Dr.-Ing. Jens Twiefel

Leibniz Universität Hannover

Veranstaltungsort

Technische Akademie Esslingen

An der Akademie 5
73760 Ostfildern
Anfahrt

Die TAE befindet sich im Südwesten Deutschlands im Bundesland Baden-Württemberg – in unmittelbarer Nähe zur Landeshauptstadt Stuttgart. Unser Schulungszentrum verfügt über eine hervorragende Anbindung und ist mit allen Verkehrsmitteln gut und schnell zu erreichen.

Anfahrt und Parken: TAE - Technische Akademie Esslingen
Gebühren und Fördermöglichkeiten

Die Teilnahme beinhaltet Verpflegung (vor Ort) sowie ausführliche Unterlagen.

Preis:
Die Teilnahmegebühr beträgt:
1.160,00 € (MwSt.-frei) pro Teilnehmer vor Ort
1.160,00 € (MwSt.-frei) pro Teilnehmer live online

Fördermöglichkeiten:
Für den aktuellen Veranstaltungstermin steht Ihnen die ESF-Fachkursförderung mit bis zu 50 % Zuschuss zu Ihrer Teilnahmegebühr zur Verfügung.
Für alle weiteren Termine erkundigen Sie sich bitte vorab bei unserer Anmeldung .

Weitere Bundesland-spezifische Fördermöglichkeiten finden Sie hier .

Inhouse Durchführung:
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COVID-19 INFO

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Bitte beachten Sie die aktuellen Regeln für Präsenzveranstaltungen.

Termine und Preise für Piezoelektrische Keramiken

Datum
23.05.2023, 08:45 Uhr
Lernsetting & Ort
Flex: Ostfildern oder Online
Preis
EUR 1.160,00

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Ihr Ansprechpartner für die Veranstaltung

Dipl.-Ing. Roland Bach
Dipl.-Ing. Roland Bach
Telefon: +49 (0) 711 34008 – 14