Durch seine chemischen und physikalischen Vorteile hat sich Kohlendioxid in der Verfahrens- und Produktionstechnik in verschiedenen Anwendungen etabliert. Der reinigungstechnische Einsatz ist aktuell noch auf das Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen beschränkt. Bei der Imprägnierung und Färbung von Kunststoffen gehört es zum etablierten Stand der Technik. Die Anwendung der flüssigen Phase des Kohlendioxids für die Lösemittelreinigung hat sich in der industriellen Praxis noch nicht durchsetzen können. Vor diesem Hintergrund besteht ein besonderes Potential der Technologie für medizintechnische Produktionsprozesse zur rückstandsfreien Reinigung von Kunststoffen, ohne eine anschließende Trocknung. Die vorliegende Arbeit fokussiert sich auf die Erarbeitung von Erkenntnissen zum Einfluss der Reinigung mit flüssigem Kohlendioxid auf die konstruktions- und fertigungstechnischen Materialeigenschaften von medizintechnischen Kunststoffen. Dazu werden aus der Gruppe der Elastomere sowie der amorphen und teilkristallinen Thermoplaste Kunststoffe im Rahmen des entwickelten Versuchsprogramms zum Einfluss der Reinigungszeit sowie der Parametrisierung des Übergangs zwischen Prozess- und Umgebungsbedingungen untersucht. Dies erlaubt die Beschreibung signifikanter Eigenschaftsänderungen der Materialien hinsichtlich der Gravimetrie, Geometrie, Zugfestigkeit, Oberflächenhärte und Quellung. Die dadurch erlangten Erkenntnisse erweitern das Prozessverständnis zur reinigungstechnischen Anwendung von flüssigem Kohlendioxid und erlauben die Ableitung von grundsätzlichen Anwendungshinweisen für den angestrebten Einsatz in der Praxis.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Zur Minimierung der Simulationszeit werden bei der Werkzeugmaschinenentwicklung Modellordnungsreduktionsverfahren eingesetzt. Typischerweise geben diese Ersatzmodelle das Übertragungsverhalten beziehungsweise die Systemeigenschaften einiger ausgewählter Eingangspunkte zu einigen ausgewählten Ausgangspunkten wieder. Zur Berücksichtigung der Schlittenposition im Simulationsmodell wird allerdings eine größere Anzahl an Ein- und Ausgangsknoten benötigt. Durch die Erhöhung der Ein- und Ausgänge des Systems erhöht sich wiederum die Dimension des reduzierten Ersatzsystems massiv. Um dies zu vermeiden, wurden in transienten Simulationen bisher keine veränderten Schlittenpositionen berücksichtigt, wie sie in der Regel bei Werkzeugmaschinen auftreten. Das Ziel der Arbeit ist ein Verfahren zur zeiteffizienten Simulation von Werkzeugmaschinen unter Berücksichtigung der elastischen Eigenschaften bei Änderung der Steifigkeits- und Massenverteilung mittels einer Kombination von Modellordnungsreduktionsverfahren.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Dissertation wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Bewertung der Robustheit crashbelasteter Fahrzeugstrukturen unter Berücksichtigung von Streueinflüssen aus dem realen Unfallgeschehen und aus der Fahrzeugentwicklung definiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Beim CMP-Prozess in der Halbleiterfertigung ist das Erreichen globaler Planarität von herausragender Bedeutung. Die Planarisierungsleistung wird auch von den zu planarisierenden Strukturen selbst beeinflusst. Ihre Topographie innerhalb eines Chips führt zu langreichweitigen Wechselwirkungen. Die globale Planarität hängt somit vom Chiplayout ab. Zum besseren Verständnis dieser Abhängigkeiten gibt es CMP-Modelle auf der Chipskala, die bei der Prozessentwicklung und beim fertigungsgerechten Entwurf unterstützen. Der modellseitige Parameter der die Planarisierungsleistung kennzeichnet ist die Wechselwirkungslänge. Die neu entwickelten Modelle dieser Arbeit, das Global-Höhen- und das Rauheit-Höhen-Modell, zeigen ihre Verbesserungen in der besseren Beschreibung der langreichweitigen Wechselwirkungen. Sie berücksichtigen die nach der Abscheidung vorhandene und auch die sich durch den Prozessverlauf ändernde Topographie besser. Um Zusammenhänge zwischen globaler Planarität und Prozessbedingungen zu zeigen, wurden die Auswirkungen verschiedener CMP-Pads auf die Planarisierungsleistung untersucht. Als Ausblick wurde die Nutzbarmachung der Modelle für zum Druck nichtlineare Prozesse gezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Dissertation widmet sich dem Ansatz, den Betrieb Industrieller Produkt-Service Systeme (IPS²) zu automatisieren und auf diese Weise robust und wirtschaftlich zu gestalten. Hierzu wird ein auf Softwareagenten und Diensten basierendes Konzept erarbeitet und in einem Szenario der Mikroproduktionstechnik umgesetzt, welches die Automatisierung von Erbringungsprozessen Industrieller Produkt-Service Systeme ermöglicht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bedingt durch ihre mechanische Struktur erreichen Industrieroboter in Zerspanprozessen noch nicht die in vielen Anwendungsgebieten geforderte Genauigkeit. Deshalb stellt diese Arbeit drei neue Methoden zur Genauigkeitssteigerung von Industrierobotern in Zerspanprozessen vor. Durch Modellierung und Regelungstechnik kann die Genauigkeit auf den Bereich plusminus 0,1mm verbessert werden. Anhand eines repräsentativen Anwendungsszenarios wird die Leistungsfähigkeit der Methoden nachgewiesen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das geringe Formänderungsvermögen der Magnesiumlegierung AZ31 in konventionellen Blechumformprozessen bei Raumtemperatur limitiert den Einsatz im industriellen Einsatz. Das elektro-magnetische Blechumformen bezweckt eine Steigerung des Formänderungsvermögens bei Raumtemperatur. Inhalt dieser Arbeit ist eine systematische Untersuchung des Formänderungsvermögens der Magnesiumlegierung AZ31 bei elektro-magnetischer Blechumformung und Raumtemperatur.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Additive Fertigungsverfahren wie das Laserstrahlschmelzen können einen wichtigen Beitrag zur Herstellung von individualisierten Produkten aus Hochleistungswerkstoffen in der Produktion liefern. Allerdings besteht bezüglich der Integration Additiver Fertigungsverfahren in effiziente Prozessketten noch Forschungsbedarf. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Arbeit das Laserstrahlschmelzen in Kombination mit anschließenden Post-Prozessen untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der Maschinenbau ist maßgeblich am Erfolg der produzierenden Industrie beteiligt, daher ist ein effizienter Produktentstehungsprozess besonders wichtig. Der Forschungsansatz dieser Arbeit verdeutlicht das Potenzial der Prozessplanung unter der Berücksichtigung von Fehlerrisiken während der Inbetriebnahme. Damit wird in der Prozessplanung erstmals eine Risikoanalyse in die Berechnung der Durchlaufzeit integriert. Auf diese Weise ist es erstmals möglich, nicht nur die Durchlaufzeit eines Projektes zu betrachten, sondern gleichzeitig die wahrscheinlichste Durchlaufzeit und das resultierende Fehlerrisiko für den Kunden zu errechnen. In Fallbeispielen wird eine Prozessoptimierung beschrieben und die Durchlaufzeit um bis zu 40% reduziert.
Der Ansatz dieses Prozessplanungsmodells für eine Effizienzsteigerung in Inbetriebnahmeprozessen im Maschinenbau leistet damit einen entscheidenden Beitrag, eine Forschungslücke in der Inbetriebnahme zu schließen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die stetig steigenden Anforderungen an das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen erfordern die Erhöhung von Steifigkeit und Dämpfung durch aktive Systeme. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Modelle und Methoden erarbeitet und kombiniert sowie nachvollziehbar dargestellt, mithilfe derer ein robustes, sich selbst identifizierendes und optimierendes Mehrgrößensystem zur aktiven Schwingungskompensation in Werkzeugmaschinen entwickelt werden kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Seit Menschengedenken ist die Entwicklung differenzierter Werkzeuge sowohl Ausdruck als auch Bedingung des Fortschritts. Die effektive und ressourcenschonende Bearbeitung moderner Werkstoffe ist zukunftsweisend und bedarf geeigneter Werkzeuge und Materialsysteme, die es zu entwickeln gilt. Gehärteten Stahl oder Nickelbasislegierungen zu schneiden ist eine Extrembelastung für das Werkzeug. An der Schneidkante wirken hohe Kräfte in Kombination mit extremen Temperaturen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Verschleißschutzschichten für Zerspanwerkzeuge für Einsatztemperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius und darüber hinaus. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sind ein Beitrag für neue Werkzeugschichtsysteme und deren Applikation im industriellen Umfeld. Insbesondere die einzigartigen Materialeigenschaften von c-BN sind vielversprechend für innovative Entwicklungen. Mit den verbesserten, nanostrukturierten (Ti,Al,Cr,Si)N-Schichten steht ein gut skalierbarer Beschichtungsprozess zur Verfügung, der zu einer wirtschaftlichen Bearbeitung zukünftiger, schwer spanbarer Werkstoffe beitragen kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Implantation von Stents ist eine häufig angewandte Therapie von arteriosklerotischen Gefäßerkrankungen. Jedoch kommt es oft innerhalb einiger Monate nach der Intervention zu einem Wiederverschluss. Auch mit medikamentenfreisetzenden Stents wurde dieses Problem nicht gelöst. Einfache und zuverlässige Diagnosemethoden existieren bisher nicht. Ein Messsystem zur einfachen Detektion solcher Restenosen besitzt ein erhebliches Potenzial, die Situation vieler Patienten zu verbessern. Diese Arbeit befasst sich mit einem in einen Stent integrierten Sensorsystem zur Bestimmung der Geschwindigkeit der vom Herzen ausgehenden Pulswelle. Diese Pulswellengeschwindigkeit ändert sich mit dem offenen Querschnitt und der Steifigkeit der Gefäßwand und eignet sich als robuste Größe zur Evaluierung des Gefäßzustandes am Ort des Stents. Da es keine technische Lösung zur hermetischen Kapselung flexibler Implantate gibt, besitzt das erarbeitete System keine aktive Elektronik auf der Implantatseite und bleibt somit biostabil. Die geringe Komplexität des Implantats verspricht zudem eine wirtschaftliche Umsetzbarkeit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption, Entwicklung sowie Herstellung und Charakterisierung von neuartigen und bisher nicht verfügbaren robusten, vollkeramischen und piezoelektrischen Modulen. Die Innovation dieser Arbeit besteht in der Integration einer aktiven piezokeramischen Komponente (z. B. Bleizirkonattitanat, kurz: PZT) in eine passive Komponente (LTCC) und führt hierbei zu einer Lösung der oben genannten Herausforderungen. Des Weiteren entspricht dieser Ansatz der Adaptronik, also Bauteile die „intelligent“, leicht und leistungsfähig sind.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Um die Bewegung eines Fahrzeugs zu simulieren, muss die Interaktion des Reifens mit der Straße abgebildet werden. Zurzeit werden dazu Ersatzmodelle verwendet, die effizient sind, deren Parameter aber nur schwierig bestimmt werden können, aufgrund der starken Abstraktion des realen Objektes. In dieser Dissertation wird ein Schalenmodell entwickelt, dessen Parameter die Geometrie und die Materialdaten des realen Reifens sind und dennoch effizient rechnet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit erfolgt eine numerische Beschreibung einer Hybridverbindung (Kombination einer mechanischen Verbindung mit Klebstoff). Es wird der Einfluss von Klebstoff im Bereich der mechanischen Fügestelle auf das Verbindungsverhalten und die gegenseitige Beeinflussung von geklebter und mechanisch gefügter Verbindung untersucht. Darauf basierend werden Rückschlüsse für die Modellierung in Fahrzeug-Crashsimulationen abgeleitet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Dissertation verschafft einen Überblick über das Einsatzverhalten nanocomposite-beschichteter PcBN-Werkzeuge für die Bearbeitung gehärteter Stähle. Dabei wird speziell auf die Verschleiß- und Temperaturentwicklung im Hartdrehprozess eingegangen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Operationen mit dem Endoskop sind anspruchsvoll und verlangen von Chirurgen ein hohes Maß an Fingerfertigkeit. Endoskopische Instrumente mit hydraulischem Antrieb sollen Ärzte künftig bei minimalinvasiven Eingriffen unterstützen. Sie lassen sich besonders feinfühlig bedienen und vereinfachen das sichere Greifen von Gewebe. Die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für diese Entwicklung liefert diese Arbeit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Fertigungsverfahren Spaltprofilieren impliziert die Eigenschaften einer glatten Oberfläche, bei gleichzeitig hoher Härte bzw. Festigkeit, bereits aus dem Fertigungsprozess heraus. Basierend darauf wurde das Potenzial erkannt, spaltprofilierte Blechstrukturen als hochbeanspruchte Linearführungen in integraler Bauweise unter Nutzung der spaltprofilierten Oberfläche als Laufflächen für Wälzkörper zu verwenden. Eine derartige Anwendung spaltprofilierter Blechstrukturen setzt eine vorherige Bewertung dieser Beanspruchungsart mittels experimenteller und numerischer Untersuchungen voraus. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Bewertung des Wälzfestigkeits- und Wälzverschleißverhaltens von spaltprofilierten gradientenbehafteten Blechstrukturen aus dem Werkstoff ZStE340 unter schlupfbehafteten Kontaktbedingungen sowie unter zyklischer konstanter Hertzscher Pressung. Damit soll eine Aussage zur Anwendbarkeit der spaltprofilierten Oberflächen als wälzbeanspruchte Laufflächen ermöglicht werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Für die Herstellung energieeffizienter Transportmittel werden hauptsächlich Faserverbundkunststoffe (FVK) verwendet. FVK setzen sich aus Verstärkungsfasern sowie Matrixwerkstoffen zusammen. Bei der Anwendung unterliegen übliche Werkzeugkonzepte starkem Verschleiß. Um FVK effizient zu zerspanen, werden im Rahmen dieser Arbeit CVD-diamantbeschichtete Siliziumnitridwerkzeuge hinsichtlich Einsatzverhalten sowie erzeugbaren Bauteilqualitäten untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Lebensdauerbewertung unter mehrachsigen phasengleichen und phasenverschobenen Ermüdungsbeanspruchungen mit konstanten und variablen Amplituden vorgestellt. Die Methode ist spannungsbasiert und ist in der Lage beliebige Zeit-Beanspruchungs-Verläufe zu bewerten. Die Verifikation erfolgte durch Anwendung auf dünnwandige laserstrahlgeschweißte Verbindungen aus Magnesium.
Aktualisiert: 2023-06-01
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