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MASCHINEN TECHNIK

BACHELOR 2020/2021Â


Mit Kreativität, Fachkompetenz und modernen Software-Tools innovative Produkte entwickeln.

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Produktentwicklung im interdisziplinären Studierenden-Team.


Selektives Laserschmelzen von Metallpulver (3D-Druck) im Rahmen einer Bachelor-Thesis.

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Praxisbezogene Projektarbeit im Labor fĂźr Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik.


Bei der Bachelor-Thesis kommen die im Studium erworbenen Fach-, Methoden- und Sozialkompetenzen zum Einsatz.

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Studiengangkonzept

Bachelor in Maschinentechnik – das Studium für Ihre Zukunft! Der Studiengang Bachelor of Science in Maschinentechnik an der Hochschule Luzern – Technik & Archi­tektur fokussiert sich auf die technologische Digitalisierung der Zukunft sowie auf die Herausfor­derungen von Industrie, Umwelt und Gesellschaft. Das Institut für Maschinen- und Energietechnik ist mit Industrie, Forschung und Fachgremien sehr gut vernetzt. Dadurch eignen Sie sich im Studium Wissen an, das in der Praxis wichtig ist. Das Modulangebot unseres Curriculums orientiert sich am neuesten Stand von Wissenschaft und Technik. Dadurch ist sichergestellt, dass Sie am Ende Ihres Studiums über die wirklich wichtigen Fach- und Methodenkompetenzen verfügen. Ein Studium, das Sie auf den Beruf vorbereitet Natürlich erwerben Sie bei uns theoretisches Wissen – aber Sie wenden die Theorie ­zugleich auch an: In unseren Labor- und Projektmodulen erlangen Sie wichtige ­praktische Kenntnisse. Nebst Fachwissen und methodischer Kompetenz vermitteln wir auch berufsrelevante Sozialkompetenzen. Wenn Sie Ihr Studium bei uns beendet haben, wissen Sie, wie interdisziplinäre Projekte im Berufsalltag erfolgreich ablaufen. Möchten Sie im Ausland studieren? Ein Auslandssemester lohnt sich, wenn Sie eine internationale Karriere starten wollen, ist aber auch für viele Schweizer Arbeitgeber ein Pluspunkt im Bewerbungsgespräch. Wir haben Partnerschaften mit 80 Hochschulen auf der ganzen Welt. So können Sie ein «International Profile» erlangen, das Ihre überdurchschnittliche Sprachkompetenz bestätigt.

«Das Maschinentechnik-Studium bereitet Sie auf die digitale Zukunft vor.» Haben Sie Fragen? Prof. Volker Janssen Studiengangleiter Maschinentechnik T: +41 41 349 32 19 E-Mail: volker.janssen@hslu.ch

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Studiengangkonzept

Packen Sie Herausforderungen an Bei uns lernen Sie, wie die Digitalisierung die Welt verändert – von der Technik über Arbeitsmethoden und Wirtschaftlichkeit bis hin zu Betriebsführung und sozialen Entwicklungen. Hört sich das spannend an für Sie? Als Maschineningenieurin oder Maschineningenieur sind Sie nicht nur technisch qualifiziert, sondern beeinflussen die Innovation und den Erfolg Ihres zukünftigen Arbeitgebers. Sie gestalten die Zukunft. Leute wie Sie sind derzeit sehr gefragt auf dem Arbeitsmarkt. Sie denken ökonomisch, gleichzeitig sind Sie kreativ und suchen gern neue Lösungsansätze? Dann ist dieses Studium das Richtige für Sie. Nach dem Studium können Sie: • Produkte, Prozesse und Systeme nach mechanischen, thermodynamischen und ­strömungstechnischen Kriterien analysieren, berechnen, bewerten und konzipieren. • mit modernen digitalen Konstruktions-, Berechnungs- und Simulationswerkzeugen (z. B. CAD, MATLAB/Simulink, FEM, CFD) Komponenten und Produkte virtuell entwickeln und virtuelle Prozesse analysieren und optimieren. • mechatronische Systeme im interdisziplinären Team konzipieren, realisieren und in Betrieb nehmen. • unterschiedliche Industrieroboter bezüglich Aufgaben, Tools, Genauigkeit und ­Geschwindigkeit richtig einsetzen. Die Position und Orientierung von Objekten in ­verschiedenen Koordinatensystemen bestimmen und die Bewegungen eines ­Roboters programmieren. • Montage- und Produktionsverfahren sowie deren Abläufe für Komponenten und Systeme planen, konzipieren und realisieren. Dazu gehören auch modernste Technologien wie das «Additive Manufacturing». • Projekte systematisch planen, leiten oder daran mitarbeiten und die Projekt­ ergebnisse eindeutig und verständlich dokumentieren und sicher kommunizieren. Master-Ausbildung Bilden Sie sich nach dem Bachelor-Abschluss bei uns zum Master of Science in Engineering weiter. Sie erhalten Unterstützung von unseren Advisoren und bearbeiten spannende Forschungsprojekte.

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Vertiefungen/Zulassung/Zeitmodelle

Wählen Sie eine Vertiefungsrichtung Während Ihres Studiums können Sie sich in die Richtungen «Energien, Fluide und Prozesse» oder «Produktentwicklung und Mechatronik» vertiefen und sich weiter spezialisieren. Beide Themen haben grosses Zukunftspotenzial, gleichzeitig verfügen wir über Dozierende, die intensiv in diesen Bereichen forschen. Haben Sie Grosses vor? Dann können Sie sich gleich in beiden Richtungen vertiefen und einen «Double Degree» erlangen. Ein weiterer Pluspunkt für Ihre Berufskarriere. Voraussetzungen Sie benötigen einen der folgenden Abschlüsse: • einen einschlägigen Berufsabschluss mit technischer Berufsmatura • die Fachhochschulreife, wenn Sie aus Deutschland stammen • eine gymnasiale Matura mit einem absolvierten Praktikum (wir helfen Ihnen gerne bei der Suche nach einem Praktikumsplatz) • ein Zulassungsstudium Vollzeit, Teilzeit oder berufsbegleitend? Unsere Zeitmodelle sind so individuell wie Sie. Sie können zwischen den Modellen «Vollzeit», «Teilzeit» und «berufsbegleitend» wählen und sogar während des Studiums in ein anderes Modell wechseln. Zudem bieten wir den Studienbeginn im Herbst und im Frühling an.

«Die individuelle Zusammenstellung des Stundenplans ermöglicht mir ein flexibles Zeitmanagement zwischen Arbeit und Studium. In meinem berufs­ begleitenden Studium treffe ich bei meinem Arbeit­ geber oft auf Themen, welche im Studium behandelt werden. Das bestätigt den praxisbezogenen Aufbau des Studiums.» Andrea Bucher Sie studiert berufsbegleitend mit Studienbeginn im Frühlingssemester 9


Praktische Produktentwicklung in interdisziplinären Teams

Entwickeln Sie einen eigenen Roboter Im dritten und vierten Semester stehen die «PREN-Module» auf dem Stundenplan: Produktentwicklung und praktische Anwendung des erlernten Studieninhalts. In einem interdisziplinären Studierenden-Team planen, entwickeln und realisieren Sie in zwei Semestern ein mechatronisches System, z.B. einen Roboter, ein autonomes Gefährt, eine Ballwurfmaschine, ein Entsorgungsgerät oder einen Schnelltransporter. «Die diesjährige Aufgabe lautet, einen Hochgeschwindigkeitszug zu entwickeln, der möglichst schnell fährt, selbstständig Kurven und Signale erkennt, ein Frachtgut aufnehmen und bei Haltesignalen variabel anhalten kann. Dabei entstehen spannende und unglaublich kreative Gefährte», erklärt Prof. Dr. Carsten Haack, Dozent und Modulverantwortlicher der «PREN-Projektmodule». Vom Konzept zum Prototyp Zuerst erarbeiten Sie ein Konzept, erstellen einen Projektplan und ein Budget. Anschliessend setzen Sie Ihren Plan in einem interdisziplinären Team mit Studierenden der Studiengänge Elektrotechnik und Informationstechnologie sowie Informatik um. Am Ende von PREN kommt es zum öffentlichen Wettbewerb. 180 Studierende treten mit ihren Prototypen gegeneinander an – einer der Highlights des Moduls.

«Das interdisziplinäre Projektmodul PREN fördert die praktische und theoretische Arbeit in einem Team, wodurch Konzepte effizient und systematisch umgesetzt und zusätzlich wesentliche Erfahrungen gewonnen werden.» Maschinentechnik-Student Manuel Blank über die Teilnahme an den PREN-Modulen. Er studiert berufsbegleitend. 10


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Produktentwicklung im interdisziplinären PREN-Team.


Neugierig wie ein Industrieroboter funktioniert und aufgebaut ist?

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Aus dem Studierendenalltag. Eine praktische Belastungssimulation im Labor.


Aufbau des Bachelor-Studiums Maschinentechnik

Kernmodule

mindestens 90 ECTS-Credits

Advanced

Angewandte Thermo- und Fluiddynamik

Angewandte Industrielle Robotik

6 Simulation in der Thermo- und Fluiddynamik

Leichtbau­ strukturen und -werkstoffe

6 Mechatronische Systeme

Industrielle Automatisierungssysteme

6 Dynamik

Automatisierungstechnik

Inter­mediate

Produktionstechnik und -technologien

3

6

Erneuerbare Energien – Solarenergie

3

3

Energy Optimization with Pinch Analysis 3

Umwelttechnik

3

6

Erneuerbare Energien – Bioenergie

Verfahrenstechnik

3

6

Energie, Fluide & Prozessengineering

3

Risikobewertung und technische Dokumentation

3

Grundlagen elektrischer Antriebs­ systeme 3 Angewandte FEM in der Statik

6 Mathematik & Physik Technik 2

6 Lineare Systeme und Regelung

6

Basic

Mathematik & Physik Technik 1

3 Produktentwicklung Systeme

6

Produktentwicklung Mechanik

Thermo- und Fluiddynamik

6

Produktentwicklung Komponenten

6

CAD (Blockwoche)

Programmieren Grundlagen

3 Lineare Algebra

6 Mathematik Grundlagen

6 Produktentwicklung Grundlagen

6 Elektrotechnik mit Labor

3 Steuerungstechnik Grundlagen

6

6

3

6

Energien, Fluide & Prozesse Labor 2

3

3 Energien, Fluide & Prozesse Labor 1

3

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Projektmodule

Erweiterungsmodule Auswahl

mindestens 39 ECTS-Credits

Zusatzmodule

mindestens 15 ECTS-Credits

Bachelor-Thesis

Fluidische Antriebstechnik

Energy Storage Systems

3

min. 15 ECTS-Credits

Moderne ­Regelungstechnik

3

3

Die Inhalte reichen von Sprachen über Betriebswirtschaft für Ingenieure bis zu rechtlichen Grundlagen.

Entrepreneurship (Blockwoche)

12 Industrieprojekt Maschinentechnik

Praxis im Studium

3 Höhere Mathematik

3

Angewandte FEM in der Dynamik und Wärmeleitung 3

3

Siehe www.isa-campus.ch (je 3 ECTS-Credits)

6

Produktentwicklung 2

Praxismodul

Statistical Data Analysis 2

Technische Optik

3

3 / 6

6 Produkt­entwicklung 1

Werkstofflabor (Blockwoche)

3

Messtechnik und Sensorik

Regelungstechnik Labor (Blockwoche) 3

CAD Aufbau

Medizintechnik Einführung

Programmieren in C

Leadership (intensive week)

6

3

3

3

3

Chemie

Statistical Data Analysis 1

3

3

3 Digital Design Tools

3

3

Kontext 2

Medizintechnik DIY (Blockwoche)

3

Physiklabor

3

Design Grundlagen

3

Windpower and Ecotechnology (intensive week) 3

Kontext 1

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Umfassende Auswahl an Zusatzmodulen.

Modul ist Pflicht. Modul ist Wahl.

6 ECTS-Credit­angabe (hier 6)

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Welche Module gibt es?

Es gibt Pflicht- und Wahlmodule. Beide dauern in der Regel ein Semester. Der Unterricht findet während des Kontaktstudiums statt, siehe Jahresplan Seite 26/27. Eine Ausnahme bilden die sogenannten BlockwochenModule, die während einer Intensivwoche ganztags durchgeführt werden. Die Modulbeschriebe geben Auskunft über erforderliches Vorwissen, Inhalte und Ziele, Studienaufwand und Form des Kompetenznachweises. Sie sind in Kurzfassung auf den Seiten 17 bis 23 dieses Studienführers zu finden. Studierende können sich einzelne Module entsprechend ihren Vorkenntnissen und Interessen zu einem individuellen Stundenplan zusammenstellen.

Was sind ECTS-Credits? ECTS bedeutet European Credit Transfer System. ECTS-Credits sind eine Masseinheit für die Studienzeit. Jede Aus- und Weiterbildung ist mit einer bestimmten Anzahl ECTS-Credits dotiert, je nach zeitlichem Aufwand, der pro Modul benötigt wird. Ein ECTS-Credit entspricht 30 Arbeitsstunden. Der Bachelor-Studiengang ist in der Regel nach dem Erreichen von 180 ECTS-Credits abgeschlossen. Das ECTS ermöglicht die transparente Anerkennung von Studienleistungen.

Kernmodule Sie vermitteln die wesentlichen Fach- und Methodenkompetenzen. Mindestens 90 ECTS-Credits eines Studienprogramms entfallen auf Kernmodule, was der Hälfte des gesamten Studienaufwands entspricht. Projektmodule In diesen Modulen setzen sich die Studierenden mit anspruchsvollen Herausforderungen aus der Praxis auseinander. Neben Fachwissen erarbeiten sie sich vor allem Methodenkompetenzen. Erweiterungsmodule Sie ermöglichen den Studentinnen und Studenten, sich in Themen einzuarbeiten, die zum weiteren Umfeld des zukünftigen Berufes gehören. Damit können sie ein eigenständiges Profil entwickeln und sich spezifische Fachkompetenzen aneignen. Zusatzmodule Sie decken ausserfachliche Kompetenzen ab und befähigen die Studierenden, ihr Fachwissen und ihre Entscheidungen in gesellschaftliche, kulturelle, ethische oder wirtschaftliche Zusammenhänge einzuordnen. Das Angebot an Zusatzmodulen ist sehr breit und wird jedes Semester angepasst. Praxismodule Sie verbinden das Studium mit einer einschlägigen Berufstätigkeit und sind nur für berufsbegleitend Studierende wählbar. Kompetenzen aus der Berufs­ ausübung lassen sich so semesterweise anrechnen. 16


Modul-Kurzbeschriebe

Kernmodule Mathematik Grundlagen Pflicht DE/E Vermittlung der Grundlagen der Differential- und Integralrechnung (Stetigkeit, Grenzwerte, Konvergenz, Differentialquotient, Integration), Herleitung der Ableitungs- und Integrationsregeln (Produkt-, Quotientenund Kettenregel, partielle Integration, Partialbruchzerlegung), Auseinandersetzung mit Funktionsgraphen (Monotonie, Extremstellen, Nullstellen, Wendepunkte, Krümmung), Bearbeitung von Anwendungen (Optimierungsprobleme, Flächen- und Volumenberechnungen), Konzepte von Reihen. Mathematik & Physik Technik 1 Pflicht DE/E Vermittlung der Grundlagen der Mechanik und des dazugehörigen mathematischen Hintergrunds (Rechnen und Darstellen von komplexen Zahlen, Berechnung von Polynomen, Lösen von Differentialgleichungen). Dynamik des Massepunkts aufgrund der Newtonschen Gesetze, Arbeit, Energie, Impuls und deren Erhaltungssätze in linearen und rotierenden Systemen. Produktentwicklung Grundlagen Pflicht Werkstoffe: Vertiefung des Zusammenhangs zwischen chemischen Bausteinen und chemischer Bindung, chemische Stoffklassen und Grundreaktionen mit Gleichgewichtsbetrachtung, Aufbau und Eigenschaften der Werkstoffklassen, Einblick in die Metall- und Legierungskunde, Kenntnisse der Technologie von Stahl und Eisen, Laborversuche zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten, Grundlagen der Produktentwicklung: Einführung in die Konstruktionsmethodik und das spezifische Entwerfen und Gestalten. Überblick über die Formgebungsverfahren und deren Anwendung bei der Bauteilgestaltung. Produktentwicklung Mechanik Pflicht Mechanik und Festigkeit: Grundbausteine der Statik in der Ebene und im Raum, Schnittgrössen am Träger, Reibung. Werkstoffe: Kenntnisse der Nichteisenmetalle und Grundlagen und Verfahren der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe, Aufbau und Anwendung von Kunststoffen, Überblick über Ingenieurkeramik und die Verfahren der Oberflächentechnik.

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DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten

Steuerungstechnik Grundlagen Pflicht Grundlagen der Steuerungstechnik inkl. Digitaltechnik. Entwerfen und Realisieren von kombinatorischen Steuerungen und Ablaufsteuerungen auf SPS. Einführung in die Grundlagen der Informatik, inkl. Programmierübungen, Programmiersprache «Strukturierter Text». Umgang mit programmierbaren Steuerungen vom Konzept mit Feldgeräten bis zur Inbetriebsetzung im Labor. Elektrotechnik mit Labor Pflicht DE/E Einführung in die im Alltag auftauchenden Phänomene der Elektrotechnik. Einsatz von Übungsaufgaben und zugehörigen Laborübungen, um die Grundbausteine und Grundgesetze der Elektrotechnik anschaulich kennen zu lernen. Produktentwicklung Komponenten Pflicht Konstruktionslehre: Überblick über Federelemente. Vermittlung der Konstruktionsgrundlagen der Verbindungstechnik: Gestaltung und Berechnung von Klebe-, Schrauben-, und Schweissverbindungen, Überblick über Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen sowie Bewegungsschrauben. Mechanik und Festigkeit: Grundlagen der Festigkeitslehre, Beanspruchungs- und Belastungsarten, Überschlägiger Spannungsnachweis, Dimensionierung, Behandlung der vier Grundbean­ spruchungen Zug/Druck, Biegung, Querkraftschub und Torsion. Energien, Fluide & Prozesse Labor 1 Pflicht DE/E Einführung in die Grundlagen der Energietechnik. Bilanzierung von Systemen (Masse, Stoff und Energie), Zustandsgrössen und Fluideigenschaften (Gase und Flüssigkeiten), Energieformen und Energieumwandlungen, Grundlagen der Wärmeübertragung, Energieer­ haltung fluidmechanisch (Bernoulli-Gleichung) und thermodynamisch (1. Hauptsatz für geschlossene und offene Systeme). Praxisbezug durch Laborversuche mit Wärmeübertragern, Pumpen und Verdichtern. Energien, Fluide & Prozesse Labor 2 Pflicht DE/E Vertiefung der Grundlagen der Energietechnik. Behandlung von komplexeren Energieumwandlungsprozessen und -maschinen anhand von Laborversuchen (PeltonTurbine, Wärmepumpe, Verbrennungsprozess).


Modul-Kurzbeschriebe

Lineare Algebra Pflicht DE/E Grundlagen der linearen Algebra inklusive Matrizenrechnung und ihrer Anwendungen, insbesondere auf Differentialgleichungen; Modellierung und Diskussion von Anwendungsproblemen; Lösung von mathematischen Fragestellungen mit analytischen und numerischen Verfahren sowie ihre graphische Darstellung, insbesondere unter Verwendung von numerischer Software wie z. B. MATLAB. CAD (Blockwoche) Pflicht Grundlagen der 3D-CAD Technik in der Produktentwicklung; Modellieren von Einzelbauteilen und Baugruppen. Ableiten und Erstellen von Zeichnungen und Austauschen von Daten mit den gängigen Austauschformaten. Programmieren Grundlagen Wahl Einführung in das hardwarenahe Programmieren in C. Einsatz von Variablen, Datentypen, Operatoren, Kon­ trollstrukturen, Funktionen und Pointer. Vorgehen beim Software-Entwurf und Einsatz von Entwicklungswerkzeugen. Praktische Laborübungen mit Ziel-Hardware. Mathematik & Physik Technik 2 Pflicht DE/E Behandlung partieller Ableitungen und totaler Ableitung sowie Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der beschreibenden Statistik. Verständnis von Kenngrössen und Verteilungen. Vermittlung mikroskopisch-mechanischer Aspekte von Wärme und Temperatur. Studium von Schwingungen und Wellen. Produktionstechnik und -technologien Pflicht Überblick über moderne Fertigungsverfahren. Grund­ lagen der Zerspanungstechnik. Einführung in die taktile und optische Messtechnik. Reverse Engineering. Fertigungsgerechte Werkstoffwahl. Qualitätsmanagement, Grundlagen der Maschinen- und NC-Technik, Einführung in die Sintertechnologie. Ergänzend zum Unterricht 14 praktische Laborübungen in der Produktions-, Automatisierungs-, NC- und Messtechnik.

Lineare Systeme und Regelung Pflicht Überblick über die Systematik der Signale und Systeme, Einführung in das Übertragungsverhalten von linearen Systemen, Grundbegriffe der Regelungstechnik, mathematische Modellierung, Stabilität von linearen dynamischen Systemen, PID-Regelung, Zweipunkt­ regler, Simulationstechnik (MATLAB/Simulink). Energie, Fluide & Prozessengineering Pflicht DE/E Energie- und Prozesstechnik, Arbeitsprinzipien von hydraulischen und thermischen Maschinen und Anlagen (Pumpen, Turbinen, Wärmekraftmaschinen, Wärmepumpen, Kälteanlagen). Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung. Einführung in ausgewählte Felder der regenerativen Energietechnik sowie der Verfahrenstechnik und Fluiddynamik. Produktentwicklung Systeme Pflicht Konstruktion: Grundbausteine der Elemente drehender und geradliniger Bewegung, Getriebetechnik, verzahnte Räder- und Zugmittelgetriebe. Mechanik und Festigkeit: Knickung. Grundbausteine des ebenen Spannungs­ zustands, zusammengesetzte Beanspruchung, Festigkeitshypothesen, Festigkeitsnachweis, statisch unbestimmter Systeme. Thermo- und Fluiddynamik Pflicht DE/E Vertiefte Behandlung der Erhaltungsgrössen in Strömungsmechanik und Thermodynamik, Behandlung von Zustandsänderungen und Kompressibilität, Bedeutung von Reibung (Dissipation), Grenzschichten und Auswirkung in praktischen Anwendungen, Irreversibilitäten und 2. Hauptsatz der Thermodynamik, erweiterte Einführung in die Wärmeübertragung, Dimensions­ analyse, Ähnlichkeiten und Kennzahlen, rechts- und linkslaufende Kreisprozesse. Angewandte FEM in der Statik Wahl Einführung in die Finite Elementmethode; Behandlung von Elementtypen für Stab-, Flächen- und Volumen­ tragwerke; Idealisierung und Modellierung; Importieren von CAD-Modellen; Definition von Randbedingungen und Lasten; Anwendung von Lösungsverfahren; Auswertung und Interpretation der Berechnungsergebnisse; Verifikation und Validierung; Durchführung von Übungs­ beispielen mit dem Programm ANSYS Workbench.

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DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten

Grundlagen elektrischer Antriebssysteme Pflicht DE/E Behandlung von Funktionsprinzip, Verhalten, Ersatzschaltung und Berechnungsgrundlagen der wichtigsten elektrischen Maschinen sowie der gebräuchlichsten leistungselektronischen Schaltungen wie Gleichstromsteller, Gleich-, Wechsel- und Umrichter. Zusammen­ fügen dieser Komponenten zu effizienten Antriebs­ systemen, Diskussion der Vor- und Nachteile. Simulation in der Thermo- und Fluiddynamik Wahl E Numerical modeling and simulation with MATLAB and CFD (Computational Fluid Dynamics). Definition/choice of model and system-boundary, meshing, boundary conditions and solver parameters, post-processing. Angewandte Thermo- und Fluiddynamik Wahl Spezielle Themen der thermischen und verfahrens­ technischen Anlagen, Wärmeübertragungslehre, hydroelektrische Energieerzeugung, dreidimensionale Strömungsverhältnisse. Automatisierungstechnik Wahl Die steigenden Anforderungen nach höherer Flexibilität und Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen bedingen einen immer höheren Automatisierungsgrad von Produktionsanlagen. Durch moderne Produktionsund Automatisierungskonzepte können Produktions­ anlagen effizient ausgelegt und realisiert werden. Es werden die einschlägigen Methoden der Simulation, der Messtechnik, der Sensorik sowie der Greif- und Handhabungstechnik in Theorie und Labor vermittelt. Nach Abschluss des Moduls sind die Teilnehmenden in der Lage, Aufgaben der Automatisierungstechnik zu beschreiben, zu lösen und zu testen. Mechatronische Systeme Wahl Einführung in typische mechatronische Systeme. Klassifikation technischer Systeme nach Funktion und Struktur sowie Beschreibung technischer System­ eigenschaften. Grundlagen der Sensorik und Aktorik ­sowie der Steuerungs- und Regelungskomponenten ­mechatronischer Systeme. Beispiele aus den Bereichen der Robotik und der Automation mit Schwerpunkt auf Erfassen und Überwachen typischer mechanischer ­Grössen wie Lage, Geschwindigkeit und Beschleunigung.

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Angewandte Industrielle Robotik Wahl Einführung in die industrielle Robotik. Definition und Einsatz der verschiedenen Robotertypen (Knick-Arm, Scara, Delta) bezüglich Aufgaben, Tools, Genauigkeit und Geschwindigkeit. Position und Orientierung von Objekten in verschiedenen Koordinatensystemen bestimmen. Direkte und inverse Kinematik. Bewegungen eines Roboters (PTP, lineare, spline) programmieren. Praktische Pick & Place Übung. Dynamik Wahl Grundlagen der Schwingungsisolation und Lärmreduktion. Kennen von Starrkörperbewegungen, Schwingungen, Dämpfung und biegekritischen Drehzahlen. Leichtbaustrukturen und -werkstoffe Wahl Einführung in die Prinzipien und Strukturelemente des Leichtbaus; Idealisierung und Gestaltung; Behandlung der Biegung, Torsion und Querkraftschub von offenen und geschlossenen, einzelligen und mehrzelligen Querschnitten; Methoden zum Knicken langer und kurzer Profile sowie des Beulens von dünnen Blechen; Vertiefung in die metallischen Leichtbauwerkstoffe und zugehörige Verarbeitungstechnologie; Behandlung der Sandwichtechnologie; Kennenlernen von Materialien und Verfahren für faserverstärkte Kunststoffe; Durchführung einfacher Berechnungen von Laminaten und Sandwichstrukturen. Verfahrenstechnik Wahl Praxisbezogene Vermittlung der Grundprinzipien der Verfahrenstechnik: Auslegung und Optimierung von Verfahren, Anlagen und Apparaten für effiziente und ressourcenschonende Stoff-und Energiewandlungen. Vertiefung und Anwendung in den Bereichen Mehrstoff- und Mehrphasensysteme; Stoff- und Energie­ bilanzen; Mehrstoffthermodynamik; thermische Trennverfahren: Verdampfen, Destillation und Rektifikation; Wärmetransformation, Absorptions-Wärmepumpen; Energie-Regeneration; Auslegung, Planung und Projektierung von Anlagen.


Modul-Kurzbeschriebe

Umwelttechnik Wahl Auslegung und Optimierung von Umweltverfahren. Wissen über prozessintegrierte versus End-of-Pipe-Umwelttechnik, Stoff- und Energiebilanzen, Mehrstoffund Mehrphasensysteme, Ökobilanzen. Überblick über Verfahren für die Abluft- und Abwasserbehandlung wie Verdampfung, Partialkondensation, Absorption, Adsorption, Membrantrenntechnik und ausgewählte biologische Umweltverfahren. Einblick in die Auslegung, Planung und Projektierung von umwelttechnischen Anlagen. Industrielle Automatisierungssysteme Wahl Einführung in die industrielle Automatisierung. Dimensionierung und Programmierung von Automatisierungssystemen. Implementierung von zeitdiskreten Filtern und von Reglern nach IEC 61131-3. Analyse von zeitdiskreten Regelkreisen (Stabilität, Performanzen). Funktionale Sicherheit (CE, Normen, Massnahmen). Implementierung einfacher Sicherheitslösungen. Einführung in die elektrische Antriebstechnik.

Erneuerbare Energien – Solarenergie Wahl DE/E Vermittlung der physikalischen Grundlagen und Techniken zur Nutzung der Solarenergie. Behandlung von Solarwärme im Gebäude, Photovoltaik, konzentrierende Solarthermie für Prozesse und zur Stromerzeugung. Vermittlung von Auslegungsgrundlagen zur Planung. Anwendung kommerzieller Auslegungssoftware. Behandlung von Kosten und Wirtschaftlichkeit. Erneuerbare Energien – Bioenergie Wahl DE/E Behandlung von Techniken zur Nutzung von Biomasse als Energieträger wie die Verbrennung zur Wärme­ erzeugung, die Vergasung zur Stromerzeugung und die Vergärung zu Biogas. Überblick über die Prinzipien der Stromerzeugung und Wärme-Kraft-Kopplung. Labor­ besichtigung zu Massnahmen der Schadstoff­ minderung bei Feuerungsanlagen. Wirtschaftlichkeitsberechnungen zur Bestimmung der Wärme- und Stromgestehungskosten.

Risikobewertung und technische Dokumentation Wahl Einführung in die Methodik der Risikobeurteilung und in die Rechtslage der Produkthaftung im Kontext der Produktentwicklung. Überblick über die einschlägigen schweizerischen und europäischen Gesetze, Verordnungen, Richtlinien und Normen. Erstellung einer Risikoanalyse anhand eines technischen Produktes. Grund­ lagen und Methoden zur Erstellung EU-konformer technischer Dokumente zum Produkt anhand von Übungen und Fallbeispielen.

Projektmodule

Energy Optimization with Pinch Analysis Wahl E Refresher energy and process technology, fundamentals of Pinch Analysis and application of the engineering tool PinCH, representation of processes in com­ posite curves, investment and operating costs, energy and cost targets, supertargeting, design of heat exchanger networks, optimization of utility systems, integration of heat pumps, combined heat and power systems, etc., introduction to batch and multiple base case process analysis, case studies from industry.

Kontext 2 Pflicht DE/E Förderung der schriftlichen und mündlichen Sprachkompetenzen in Bezug auf das Studium und die Berufspraxis; Vermittlung und Anwendung von berufsrelevanten Textsorten, Rede- und Präsentationsmethoden sowie adressatenorientiertem Schreiben; Zielgruppen gerichtete Umsetzung verbaler, nonverbaler und paraverbaler Mittel in verschiedenen mündlichen Kommunikationssituationen.

Kontext 1 Pflicht DE/E Erarbeiten eines interdisziplinären Projekts mit Studierenden aus verschiedenen Studiengängen; Vermittlung von Fach- und Kommunikationswissen zur Erstellung einer wissenschaftlichen Arbeit und zum Halten einer wissenschaftlichen Präsentation; Förderung des projekt­orientierten und systematischen Denkens sowie der interdisziplinären Zusammenarbeit.

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DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten

Produktentwicklung 1 Pflicht Exemplarisches Engineering-Lernprojekt; Bearbeitung einer interdisziplinären Projektaufgabe in einem Team zusammen mit Studierenden der Studiengänge Elektrotechnik und Informationstechnologie, Informatik und Maschinentechnik. Erarbeitung von Produktanforderungen; Entwickeln und Bewerten von Lösungskonzepten unter Einbezug der gängigen Methoden der Ideen- und Lösungsfindung. Produktentwicklung 2 Pflicht Exemplarisches Engineering-Lernprojekt; Bearbeitung einer interdisziplinären Projektaufgabe in einem Team zusammen mit Studierenden der Studiengänge Elektrotechnik und Informationstechnologie, Informatik und Maschinentechnik; Realisieren und Testen von Funk­tionsmustern; Visualisierung von Lösungs- und Designkonzepten. Industrieprojekt Maschinentechnik Pflicht DE/E Der Gesamtprozess der Produktentwicklung und/oder Produktoptimierung wird in Form einer Projektarbeit an einem konkreten Fall durchgeführt. Dies in der Regel in Kooperation mit einem Industriepartner. Die Arbeit steht im Kontext der Vertiefungsrichtung. Praxismodul Wahl DE/E Erarbeitung und Anwendung von Studiums relevanten Fachkompetenzen im Rahmen eines Projekts im beruflichen Umfeld; Einreichung der Projektanträge bei der Studiengangleitung; nur berufsbegleitende Studierende zugelassen; Anrechnung der erworbenen Kompetenzen erfolgt semesterweise. Praxis im Studium Wahl DE/E Erwerb praktischer und/oder unternehmerischer Erfahrung im Umfeld der während des Studiums aufgebauten Kompetenzen; in der Regel Zusammenarbeit mit einem externen Unternehmen oder für den Aufbau eines eigenen Start-ups. Bachelor-Thesis Pflicht DE/E Individuelle, komplexe Projektarbeit, welche im Kontext der Vertiefungsrichtung steht. Die Arbeit hat einen direkten Praxisbezug und beinhaltet die zentralen Elemente der Bachelor-Ausbildung der Maschinentechnik.

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Erweiterungsmodule Windpower and Ecotechnology (intensive week) Wahl E Basics of wind energy engineering, starting with determination of wind power potentials, applied to different kinds of turbines and systems including selection of materials and components up-to the estimation of electrical power production. Based on actual installations, stakeholder analysis and environmental impact analyses are applied to assess the impact of emissions on humans and ecosystems. Chemie Wahl Einführung in die Grundlagen der Chemie. Überblick über die Fachterminologie. Kenntnisse über den Aufbau von Atomen und Molekülen. Formulieren von Reaktionsgleichungen. Verständnis der chemischen Prinzipien, die den zellbiologischen Abläufen als auch den Eigenschaften von Werkstoffen zugrunde liegen. Das Gelernte wird in Praktika vertieft. Statistical Data Analysis 1 Wahl Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der Statistik, Verständnis von Kenngrössen und Verteilungen, Analyse von Stichproben, Auseinandersetzung mit Schätz- und Testproblemen, Aufsetzen eines geeigneten Versuchsplans, analysieren und interpretieren von Zeitreihendaten. Design Grundlagen Wahl DE/E Das Modul vermittelt ein Verständnis für die Disziplin und den Prozess des Industriedesigns. Teilbereiche des Designprozesses wie z.B. Wahrnehmung, Ergonomie oder Kreativität werden mit praktischen Übungen erfahren. Die Fähigkeit des innovativen Denkens steht im Vordergrund und wird intensiv geschult.


Modul-Kurzbeschriebe

Leadership (intensive week) Wahl E Students shall understand the concept of leadership and its different aspects and success factors by looking at themselves, their teams and organizations. The training will be based on basic theoretical concepts but to make it more applicable in real life one of the key elements of the training is practicing with tools that leaders apply to be successful. One of the aims of the training is to prepare the students for their future roles as leaders: project leaders or product managers. Messtechnik und Sensorik Wahl Grundlagen der Metrologie, wichtige Messverfahren, Einfluss des statischen und dynamischen Übertragungsverhaltens von Sensoren und Messsystemen auf Messergebnis, Prinzipien von aktiven und passiven Sensoren, Messtechnische Untersuchung des Schwingungsverhaltens einer Struktur, Durchführung der Kalibration von Sensoren und Messgeräten, Ermittlung und Bewertung der Messunsicherheit. Physiklabor Wahl Durchführung verschiedener Experimente aus verschiedenen Bereichen der Physik; selbstständige studentische Einarbeitung in ein Thema, Erstellung, Auswertung und Diskussion von Messreihen (inkl. Bericht); Erforschung physikalischer Vorgänge in der Praxis mit dem Ziel, diese zu verstehen; erlernen des wissenschaftlichen Arbeitens. Statistical Data Analysis 2 Wahl Regressionsanalyse: Multiple lineare Regression mit ­Parameterschätzung, Graphische Validierung von ­Modellen, Variablentransformationen, Vorhersage- und Vertrauensintervalle für Zielvariablen, statistische Tests und Vertrauensintervalle für Parameter, Variablen­ selektion, Ridge-Regression, Lasso, Allgemeine additive Modelle (GAM). Klassifikation: Konzepte der Klassifikation, Logistische Regression, CART, Random Forests, Support Vector Machines (SVM) und Modellevaluierung durch Cross-Validierung. Zeitreihenanalyse: Deskriptive Zeitreihenanalyse, STL Zerlegung, Autokorrelation, AR und ARIMA Modell mit Parameterschätzung, GARCH, Vertrauens- und Vorhersagebänder und Modellselektion.

Medizintechnik Einführung Wahl Einführung in die rechtlichen, normativen und technischen Rahmenbedingungen für das Entwickeln und Inverkehrbringen von Medizinprodukten, Übersicht der branchenspezifischen Methoden und biologisch-medizinischen Hintergründe, Anwendung der behandelten Methoden am Beispiel eines existierenden Medizin­ produktes. Regelungstechnik Labor (Blockwoche) Wahl Analysieren und Ausarbeiten der Anforderungen an ein geregeltes System. Training der bekanntesten Methoden zum Reglerentwurf an praktischen Modellen. Programmierung eines kompletten und realen Regelkreises mit MATLAB/Simulink. Entwurf von Reglern mit empirischen und nichtempirischen Verfahren. Reglerentwurf mit dem MATLAB SISO-Tool. Anwenden und Testen der verschiedenen Verfahren in vier unterschiedlichen Laborversuchen. Werkstofflabor (Blockwoche) Wahl Vertiefen der Kenntnisse in der Wärmebehandlung von Stahl und Aluminium und in den Grundlagen der Werkstoffe. Durchführen von zerstörenden und zerstörungsfreien Werkstoffprüfungen. Gefüge- und Bruchanalyse. Schadensfallstudie. Technische Optik Wahl Diskussion optischer Effekte anhand von drei LichtModellen. Analytische Betrachtung der Strahlen- und Wellenoptik in Linsensystemen und in der optischen Kommunikation. Einführung in den Teilchencharakter von Licht (Photonen) und seinem statischen Verhalten bei abgestrahltem Licht an elektronischen Übergängen. Programmieren in C Wahl Einführung in die C-Programmierung: Entwicklungs­ umgebung, Linux-Shell, Übersetzungsprozess in C, Daten­typen, Operatoren, Kontrollstrukturen, Zeiger, ­C-Standardbibliothek, Input/Output, Ausblick – Threads, OO Programmierung in C++: Klassen, Methoden, ­Attribute, Vererbung.

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DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten

CAD Aufbau Wahl Vertiefung der 3D-CAD Technik in der Produktentwicklung; Entwickeln von Strategien des Modellierens und Erstellen von komplexen Volumenmodellen. Volumenkörper analysieren und Baugruppen parametrisch aufbauen. Bewegungssimulationen an mechanisch beweglichen Baugruppen durchführen. Digital Design Tools Wahl Anwendung von Adobe Illustrator, Photoshop und InDesign, Informationsgrafik (Piktogramme), drei­ dimensionale Visualisierung (Rendering), Fotografie, Zusammenführung in ganzheitliches System (Manual). Medizintechnik DIY (Blockwoche) Wahl Das Modul verbindet Anwendungen der Medizintechnik mit Do It Yourself (DIY) Ansätzen. Viel Freiheit zum Experimentieren und Ausprobieren. Arbeiten und Lernen in Skill-Share Sessions. Studierende entscheiden selbst an welchen kreativen Projekten sie in Teams arbeiten wollen. Dadurch wird das tiefere Verständnis von Medizintechnischen Geräten durch einen interdisziplinären und selbstgesteuerten Zugang gefördert. Einführung ins FabLab, Lasercutter, 3D-Druck und Elektronik. Basierend auf verschiedenen elektrophysiologischen Messmodulen (EMG, EKG, EOG, EEG) entwickeln die Studierenden im Team innovative Produktideen. Erste Prototypen werden mit den Mitteln der Digitalen Fabrikation hergestellt und getestet. Höhere Mathematik Wahl Grundlagen und Anwendungen der Linearen Algebra (Vektorräume, lineare Abbildungen, Eigenwerte und Eigenvektoren). Behandlung von Fourierreihen und Fouriertransformation mit Schwerpunkten gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen. Vertiefung der Mehrfachintegration mit Anwendungen aus der Mechanik. Grundlagen der Vektoranalysis (Operationen auf Skalar- und Vektorfeldern, Integralsätze). Fluidische Antriebstechnik Wahl Grundlagen Ölhydraulik und Pneumatik (physikalische Eigenschaften von ruhenden und strömenden Druckmedien, Leistungsübertragung und Getriebefunktion). Aufbau von Elementen der hydraulischen und pneumatischen Antriebstechnik (Pumpen, Motoren, Ventile und Speicher). Überblick über den Aufbau hydraulischer 23

Grundschaltungen (Druckversorgung, Hydrostatische Getriebe, Graetzschaltung und lastunabhängiger Geschwindigkeitssteuerung). Dimensionierung und Auslegung von Ventilen und Aktuatoren anhand von Einsatzbeispielen aus der Praxis. Angewandte FEM in der Dynamik und Wärmeleitung Wahl Einführung in die Analysemethoden der Dynamik; Bestimmung von Eigenfrequenzen und Eigenschwingformen; Durchführung von Modal-, Frequenzgang- und transienten Analysen unter Berücksichtigung von Vorspannungseffekten und Dämpfung; Behandlung stationärer und instationärer Temperaturfeldberechnungen; Einblick in die Kopplung thermischer und mechanischer Probleme; eigenständige Durchführung eines kleinen Berechnungsprojektes mit dem FEMProgramm ANSYS. Entrepreneurship (Blockwoche) Wahl Durchführung eines Planspiels zur Gründung eines Produktionsunternehmens, Auseinandersetzung mit unternehmerischem Denken und Handeln, Erarbeitung eines Businessplans zur Unternehmensgründung, Anwendung der erlernten betriebswirtschaftlichen Methoden. Energy Storage Systems Wahl E Principles of energy supply, with a focus on the renewable energies. Importance, application and overview of energy storage. Planning and use of modern energy storage. Storage of thermal energy: Fundamentals of thermodynamics, exergy analysis and interpretation, modeling and application, thermal energy networks. Storage of electrical energy: fundamentals of electrical storage, analysis and interpretation. Modeling and applications and electrical networks. Combined use of thermal and electrical energy storage in networks and interplay of forms of energy (Power to Gas, Power to Heat, electro-thermal energy storage). Accompanying laboratory exercises on current topics in energy storage technology. Moderne Regelungstechnik Wahl Systembeschreibung und Reglerentwurf im Zustandsraum, Entwurf des vollständigen Zustandsbeobachters, LQR-Reglerentwurf, Laborübungen.


Der Campus der Hochschule Luzern – Technik & Architektur liegt am Fuss des Pilatus unweit des Vierwaldstättersees.

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Internationales

Erweitern Sie Ihren Horizont Ein Auslandsemester ist persönlich, fachlich und sozial eine grosse Bereicherung. Bei uns können Sie bis zu zwei Semester des Studiums an einer der aufgeführten Partner­universitäten absolvieren. Um ein internationales Studium zu absolvieren, müssen Sie Luzern nicht einmal verlassen. Rund 30 Prozent aller Module bieten wir auch oder nur in Englisch an. Wenn Sie möchten, können Sie ausländische Gaststudierende betreuen sowie das «International Profile» erlangen. Eine sehr gute Möglichkeit, um sich auf eine Karriere in einem internationalen Umfeld vorzubereiten. Weitere Informationen finden Sie auf www.hslu.ch/ea-international

«Das Auslandsemester am TUD (Techno­ logical University of Dublin) gehört zu den schönsten Erfahrungen, die ich in meinem ­bisherigen Studienleben machen durfte. Dies sowohl in akademischer, kultureller und persönlicher Hinsicht.»

Kooperationen: Partnerhochschulen im Ausland 1 California Polytechnic State University CalPoly, USA 2 Coventry University, United Kingdom 3 Fachhochschule Technikum Wien, Austria 4 Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW), Germany 5 Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong 6 Indian Institute of Technology Roorkee, India 7 London South Bank University, United Kingdom 8 Mid-Sweden University, Sweden 9 National Taiwan University of Science and Technology (Taiwan Tech), Taiwan 10 Opole University of Technology, Poland 11 Purdue University, USA 12 Shanghai Jiao Tong University, China 13 SungKyunKwan University SKKU Seoul, South Korea 14 Technological University Dublin, Ireland 15 Universidad de Ingeniería & Technología UTEC, Peru 16 Universidad de Monterrey, Mexico 17 University of Southern Denmark Odense, Denmark 18 Wentworth Institute of Technology, USA

Janick Zehnder Austausch-Studierender Maschinentechnik

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Wissenswertes rund ums Studium

Anmeldung Sie können sich bis zum 30. April des jeweiligen Jahres anmelden. Falls noch freie Studienplätze verfügbar sind, nehmen wir auch spätere Anmeldungen entgegen. Melden Sie sich jetzt an: https://webanmeldung.hslu.ch

Wohnen Günstigen Wohnraum finden Sie auf www.stuwoluzern.ch

Militärdienst Ihr Ansprechpartner für alle Militärfragen ist Prof. Urs Grüter, urs.grueter@hslu.ch

Hochschulsport Bei uns profitieren Sie von einem umfassenden Sportangebot: www.unilu.ch/uni-leben/sport

Stipendienberatung Möglicherweise erhalten Sie Stipendien. Wenn Sie in Erstausbildung sind, wenden Sie sich bitte an den Wohnkanton Ihrer Eltern. Weitere Informationen finden Sie auf www.hslu.ch/stipendien

Leben & Lernen In unseren Projekträumen und Labors arbeiten Sie praxisnah und interdisziplinär. Besonders praktisch: Die Fachbibliothek mit ihren 30’000 Medien ist nur 10 Schritte von der Mensa entfernt.

Jahresplan 2020 / 2021 Herbst-/Frühlingssemester

Erster Tag: MO 14.9.2020

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Erster Tag: MO 15.2.2021

Weih­ nachten

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Kontaktstudium Einführungstage Blockwochen Prüfungszeit Bachelor-Thesis/Diplomfeier

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Die Hochschule Luzern – Technik & Architektur

Digitalisierung Die Digitalisierung verändert viele Berufe. Unsere Studiengänge berücksichtigen diesen Wandel und bereiten Sie optimal auf Ihre Zukunft vor.

Nachhaltigkeit Bei uns ist die Zukunft erneuerbar: Erneuerbare Energien und Nach­ haltigkeit sind Kernthemen unseres Departements und spielen eine zentrale Rolle in den Inhalten all unserer Studiengänge.

Flexibilität Bei uns studieren Sie nach Ihren Bedürfnissen: Sie wählen das Zeitmodell, welches Ihnen zusagt, schliessen gezielt Lücken in Ihrer Vorbildung und bestimmen wesentliche Teile des Studiums selbst.

Interdisziplinarität Wir lehren interdisziplinär. Sie arbeiten in Projektmodulen mit Studierenden anderer Richtungen intensiv zusammen. Über die Hälfte aller Module bieten wir für mehr als einen Studiengang an.

Praxisorientierung Wir machen Sie fit für die künftige berufliche Herausforderung. Die Zusammenarbeit mit Industrie und Wirtschaft beginnt schon früh im Studium und zieht sich bis zu den Abschlussarbeiten durch.

Campus Lust auf Berge und See? Oder pulsierendes Stadtleben? Wir bieten beides. Unser Campus ist zentral gelegen und gut erreichbar. www.hslu.ch/ta-standort

Ostern: 1.–7.4.

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Sommerferien

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Erster Tag: MO 13.9.2021

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Haben Sie noch Fragen? Das Sekretariat Bachelor & Master hilft Ihnen weiter: T: +41 41 349 32 07 bachelor.technik-architektur@hslu.ch Hochschule Luzern Technik & Architektur Sekretariat Bachelor & Master Technikumstrasse 21 CH-6048 Horw/Luzern www.hslu.ch/maschinentechnik 10-2019

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Studienführer Bachelor Maschinentechnik 2020/2021  

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