Das Ringwalzen ist ein Verfahren zur Herstellung hochbelasteter Bauteile in Anwendungsgebieten wie der Energietechnik, der Luftfahrt oder dem Off-Shore Bereich. Ringgewalzte Bauteile können in sehr kleinen Dimensionen von wenigen Millimetern hergestellt werden aber auch Größen von bis zu 16 Metern einnehmen.
Aufgrund der sicherheitskritischen und oft schwer zugänglichen Anwendungsgebiete der ringgewalzten Bauteile ist ein Ausfall in der Anwendung mitunter sehr gefährlich und / oder sehr kostspielig. Um diesem vorzubeugen werden höchste Anforderungen an die gewalzten Ringe gestellt und diese nach dem Prozess umfangreichen Prüfungen unterzogen. So wird üblicherweise die Oberfläche von gewalzten Ringen über Verfahren wie die Farbeindringprüfung auf Risse untersucht sowie das Innere des Querschnitts mit Hilfe der Ultraschallprüfung auf Fehler geprüft. Weiterhin kann stichprobenartig die Mikrostruktur, die über wichtige Kenngrößen des Bauteils entscheidet, untersucht werden. Da diese allerdings nicht zerstörungsfrei geprüft werden kann ist eine Prüfung der Mikrostruktur immer mit besonderem Aufwand verbunden.
In der industriellen Praxis wird immer wieder vom unregelmäßigen Ausfall einzelner gewalzter Ringe einer Charge in der dem Prozess anschließenden Prüfung berichtet. Ausfallgründe sind in diesen Fällen insbesondere Risse, im Ultraschall entdeckte Fehler sowie eine zu grobe oder ungleichmäßig verteilte Mikrostruktur.
Die Finite-Elemente (FE)-Simulation des Ringwalzprozesses ist mit online gekoppelten Subroutinen zur Vorgabe der Werkzeugbewegungen heute gut dazu in der Lage den komplexen geregelten Prozess, in Bezug auf die Werkstückgeometrie und das Anlagenverhalten, abzubilden. Auch die Simulation der Mikrostruktur ist heutiger Stand der Technik. So lassen sich bei der Wahl geeigneter Parametersätze auch quantitativ gute Übereinstimmungen zwischen simulierten und real ermittelten Korngrößen erreichen. Die Schädigungsmodellierung in der Warmmassivumformung hingegen ist ein Bereich, der in den vergangenen Jahren deutlich an Aufmerksamkeit in der Forschungslandschaft gewonnen hat. Allerdings ist es immer noch nicht reproduzierbar möglich, auch für komplexe Prozesse, quantitativ kongruente Aussagen zu erzielen. Dies liegt zum einen an den vorliegenden Modellen, die oft Vereinfachungen der komplexen Prozessbedingungen, wie z.B. der Vernachlässigung der Rekristallisation, vor-nehmen. Zum anderen wird dies durch sehr lange Simulationsdauern bei der Anwendung komplexer gekoppelter Modelle, insbesondere bei langen inkrementellen Prozessen wie dem Ringwalzprozess, bedingt. Weiterhin liegen Schwierigkeiten bei der realen Charakterisierung der Schädigung vor. So ist zwar eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von Bauteilen möglich, allerdings ist diese in der Vorbereitung sehr aufwändig und kann erst nach dem Prozess durchgeführt werden, was eine Bestimmung des genauen Zeitpunktes der Schädigung während des Prozesses nicht erlaubt. Gleichzeitig können insbesondere sehr kleine Schädigungen über die Ultraschallprüfung nicht entdeckt werden. Zerstörende Prüfverfahren sind hier in der Auflösung wesentlich genauer, verursachen allerdings einen immensen Aufwand bzw. Ausschuss und lassen nur bei ausreichend großen Stichproben repräsentative Aussagen zu.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Das Ringwalzen ist ein Verfahren zur Herstellung hochbelasteter Bauteile in Anwendungsgebieten wie der Energietechnik, der Luftfahrt oder dem Off-Shore Bereich. Ringgewalzte Bauteile können in sehr kleinen Dimensionen von wenigen Millimetern hergestellt werden aber auch Größen von bis zu 16 Metern einnehmen.
Aufgrund der sicherheitskritischen und oft schwer zugänglichen Anwendungsgebiete der ringgewalzten Bauteile ist ein Ausfall in der Anwendung mitunter sehr gefährlich und / oder sehr kostspielig. Um diesem vorzubeugen werden höchste Anforderungen an die gewalzten Ringe gestellt und diese nach dem Prozess umfangreichen Prüfungen unterzogen. So wird üblicherweise die Oberfläche von gewalzten Ringen über Verfahren wie die Farbeindringprüfung auf Risse untersucht sowie das Innere des Querschnitts mit Hilfe der Ultraschallprüfung auf Fehler geprüft. Weiterhin kann stichprobenartig die Mikrostruktur, die über wichtige Kenngrößen des Bauteils entscheidet, untersucht werden. Da diese allerdings nicht zerstörungsfrei geprüft werden kann ist eine Prüfung der Mikrostruktur immer mit besonderem Aufwand verbunden.
In der industriellen Praxis wird immer wieder vom unregelmäßigen Ausfall einzelner gewalzter Ringe einer Charge in der dem Prozess anschließenden Prüfung berichtet. Ausfallgründe sind in diesen Fällen insbesondere Risse, im Ultraschall entdeckte Fehler sowie eine zu grobe oder ungleichmäßig verteilte Mikrostruktur.
Die Finite-Elemente (FE)-Simulation des Ringwalzprozesses ist mit online gekoppelten Subroutinen zur Vorgabe der Werkzeugbewegungen heute gut dazu in der Lage den komplexen geregelten Prozess, in Bezug auf die Werkstückgeometrie und das Anlagenverhalten, abzubilden. Auch die Simulation der Mikrostruktur ist heutiger Stand der Technik. So lassen sich bei der Wahl geeigneter Parametersätze auch quantitativ gute Übereinstimmungen zwischen simulierten und real ermittelten Korngrößen erreichen. Die Schädigungsmodellierung in der Warmmassivumformung hingegen ist ein Bereich, der in den vergangenen Jahren deutlich an Aufmerksamkeit in der Forschungslandschaft gewonnen hat. Allerdings ist es immer noch nicht reproduzierbar möglich, auch für komplexe Prozesse, quantitativ kongruente Aussagen zu erzielen. Dies liegt zum einen an den vorliegenden Modellen, die oft Vereinfachungen der komplexen Prozessbedingungen, wie z.B. der Vernachlässigung der Rekristallisation, vor-nehmen. Zum anderen wird dies durch sehr lange Simulationsdauern bei der Anwendung komplexer gekoppelter Modelle, insbesondere bei langen inkrementellen Prozessen wie dem Ringwalzprozess, bedingt. Weiterhin liegen Schwierigkeiten bei der realen Charakterisierung der Schädigung vor. So ist zwar eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von Bauteilen möglich, allerdings ist diese in der Vorbereitung sehr aufwändig und kann erst nach dem Prozess durchgeführt werden, was eine Bestimmung des genauen Zeitpunktes der Schädigung während des Prozesses nicht erlaubt. Gleichzeitig können insbesondere sehr kleine Schädigungen über die Ultraschallprüfung nicht entdeckt werden. Zerstörende Prüfverfahren sind hier in der Auflösung wesentlich genauer, verursachen allerdings einen immensen Aufwand bzw. Ausschuss und lassen nur bei ausreichend großen Stichproben repräsentative Aussagen zu.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Das Ringwalzen ist ein Verfahren zur Herstellung hochbelasteter Bauteile in Anwendungsgebieten wie der Energietechnik, der Luftfahrt oder dem Off-Shore Bereich. Ringgewalzte Bauteile können in sehr kleinen Dimensionen von wenigen Millimetern hergestellt werden aber auch Größen von bis zu 16 Metern einnehmen.
Aufgrund der sicherheitskritischen und oft schwer zugänglichen Anwendungsgebiete der ringgewalzten Bauteile ist ein Ausfall in der Anwendung mitunter sehr gefährlich und / oder sehr kostspielig. Um diesem vorzubeugen werden höchste Anforderungen an die gewalzten Ringe gestellt und diese nach dem Prozess umfangreichen Prüfungen unterzogen. So wird üblicherweise die Oberfläche von gewalzten Ringen über Verfahren wie die Farbeindringprüfung auf Risse untersucht sowie das Innere des Querschnitts mit Hilfe der Ultraschallprüfung auf Fehler geprüft. Weiterhin kann stichprobenartig die Mikrostruktur, die über wichtige Kenngrößen des Bauteils entscheidet, untersucht werden. Da diese allerdings nicht zerstörungsfrei geprüft werden kann ist eine Prüfung der Mikrostruktur immer mit besonderem Aufwand verbunden.
In der industriellen Praxis wird immer wieder vom unregelmäßigen Ausfall einzelner gewalzter Ringe einer Charge in der dem Prozess anschließenden Prüfung berichtet. Ausfallgründe sind in diesen Fällen insbesondere Risse, im Ultraschall entdeckte Fehler sowie eine zu grobe oder ungleichmäßig verteilte Mikrostruktur.
Die Finite-Elemente (FE)-Simulation des Ringwalzprozesses ist mit online gekoppelten Subroutinen zur Vorgabe der Werkzeugbewegungen heute gut dazu in der Lage den komplexen geregelten Prozess, in Bezug auf die Werkstückgeometrie und das Anlagenverhalten, abzubilden. Auch die Simulation der Mikrostruktur ist heutiger Stand der Technik. So lassen sich bei der Wahl geeigneter Parametersätze auch quantitativ gute Übereinstimmungen zwischen simulierten und real ermittelten Korngrößen erreichen. Die Schädigungsmodellierung in der Warmmassivumformung hingegen ist ein Bereich, der in den vergangenen Jahren deutlich an Aufmerksamkeit in der Forschungslandschaft gewonnen hat. Allerdings ist es immer noch nicht reproduzierbar möglich, auch für komplexe Prozesse, quantitativ kongruente Aussagen zu erzielen. Dies liegt zum einen an den vorliegenden Modellen, die oft Vereinfachungen der komplexen Prozessbedingungen, wie z.B. der Vernachlässigung der Rekristallisation, vor-nehmen. Zum anderen wird dies durch sehr lange Simulationsdauern bei der Anwendung komplexer gekoppelter Modelle, insbesondere bei langen inkrementellen Prozessen wie dem Ringwalzprozess, bedingt. Weiterhin liegen Schwierigkeiten bei der realen Charakterisierung der Schädigung vor. So ist zwar eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von Bauteilen möglich, allerdings ist diese in der Vorbereitung sehr aufwändig und kann erst nach dem Prozess durchgeführt werden, was eine Bestimmung des genauen Zeitpunktes der Schädigung während des Prozesses nicht erlaubt. Gleichzeitig können insbesondere sehr kleine Schädigungen über die Ultraschallprüfung nicht entdeckt werden. Zerstörende Prüfverfahren sind hier in der Auflösung wesentlich genauer, verursachen allerdings einen immensen Aufwand bzw. Ausschuss und lassen nur bei ausreichend großen Stichproben repräsentative Aussagen zu.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden mikrostrukturelle, chemische und thermo-mechanische Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften von einkristallinen Co-Basis-Superlegierungen untersucht. Dafür wurden systematische Untersuchungen durchgeführt und die zu charakterisierenden Einflussfaktoren sukzessive variiert, sodass ein Einflussfaktor möglichst isoliert von anderen betrachtet werden konnte. Bei der Untersuchung einer Legierungsserie, bei der nur der γ‘ Ausscheidungsvolumenanteil, aber nicht die Phasenzusammensetzung variiert, wurde herausgefunden, dass der Härtungsbeitrag mit zunehmendem Ausscheidungsanteil steigt. Die Druck- und Druckkriechfestigkeit nimmt mit steigendem γ‘ Gehalt zu und erreicht sogar Festigkeitsbeiträge, die mit Ni-Basis-Superlegierungen vergleichbar sind. Dabei nimmt die Stabilität der zweiphasigen Mikrostruktur allerdings ab. An zwei multinären Legierungen wurde herausgefunden, dass die Größe der γ‘ Ausscheidungen einen signifikanten Einfluss auf die Kriechfestigkeit hat, deren Form und die Anordnung aber eher eine untergeordnete Rolle für das Verformungsverhalten spielen. Bei einer genaueren Charakterisierung des Kriechverhaltens mit doppeltem Dehnratenminimum wurde festgestellt, dass die gerichtete Vergröberung einen großen Einfluss auf die Ausprägung und Lage der Minima hat, aber auch die Verformungsmechanismen und Segregation von Elementen an Planardefekte nicht außer Acht gelassen werden dürfen.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden mikrostrukturelle, chemische und thermo-mechanische Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften von einkristallinen Co-Basis-Superlegierungen untersucht. Dafür wurden systematische Untersuchungen durchgeführt und die zu charakterisierenden Einflussfaktoren sukzessive variiert, sodass ein Einflussfaktor möglichst isoliert von anderen betrachtet werden konnte. Bei der Untersuchung einer Legierungsserie, bei der nur der γ‘ Ausscheidungsvolumenanteil, aber nicht die Phasenzusammensetzung variiert, wurde herausgefunden, dass der Härtungsbeitrag mit zunehmendem Ausscheidungsanteil steigt. Die Druck- und Druckkriechfestigkeit nimmt mit steigendem γ‘ Gehalt zu und erreicht sogar Festigkeitsbeiträge, die mit Ni-Basis-Superlegierungen vergleichbar sind. Dabei nimmt die Stabilität der zweiphasigen Mikrostruktur allerdings ab. An zwei multinären Legierungen wurde herausgefunden, dass die Größe der γ‘ Ausscheidungen einen signifikanten Einfluss auf die Kriechfestigkeit hat, deren Form und die Anordnung aber eher eine untergeordnete Rolle für das Verformungsverhalten spielen. Bei einer genaueren Charakterisierung des Kriechverhaltens mit doppeltem Dehnratenminimum wurde festgestellt, dass die gerichtete Vergröberung einen großen Einfluss auf die Ausprägung und Lage der Minima hat, aber auch die Verformungsmechanismen und Segregation von Elementen an Planardefekte nicht außer Acht gelassen werden dürfen.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden mikrostrukturelle, chemische und thermo-mechanische Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften von einkristallinen Co-Basis-Superlegierungen untersucht. Dafür wurden systematische Untersuchungen durchgeführt und die zu charakterisierenden Einflussfaktoren sukzessive variiert, sodass ein Einflussfaktor möglichst isoliert von anderen betrachtet werden konnte. Bei der Untersuchung einer Legierungsserie, bei der nur der γ‘ Ausscheidungsvolumenanteil, aber nicht die Phasenzusammensetzung variiert, wurde herausgefunden, dass der Härtungsbeitrag mit zunehmendem Ausscheidungsanteil steigt. Die Druck- und Druckkriechfestigkeit nimmt mit steigendem γ‘ Gehalt zu und erreicht sogar Festigkeitsbeiträge, die mit Ni-Basis-Superlegierungen vergleichbar sind. Dabei nimmt die Stabilität der zweiphasigen Mikrostruktur allerdings ab. An zwei multinären Legierungen wurde herausgefunden, dass die Größe der γ‘ Ausscheidungen einen signifikanten Einfluss auf die Kriechfestigkeit hat, deren Form und die Anordnung aber eher eine untergeordnete Rolle für das Verformungsverhalten spielen. Bei einer genaueren Charakterisierung des Kriechverhaltens mit doppeltem Dehnratenminimum wurde festgestellt, dass die gerichtete Vergröberung einen großen Einfluss auf die Ausprägung und Lage der Minima hat, aber auch die Verformungsmechanismen und Segregation von Elementen an Planardefekte nicht außer Acht gelassen werden dürfen.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Verglasungs-System der kostengünstigen, mikrostrukturierten Folie. Der Autor identifiziert geeignete Folien und untersucht eine Prototypfolie eigenen Designs. Er erstellt theoretische Modelle zur Beschreibung des optischen und thermischen Verhaltens des Systems und bewertet dieses in Bezug auf Energieeffizienz, thermische sowie visuelle Behaglichkeit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Es wird ein Modell für das thermomechanische Materialverhalten und die Gefügeentwicklung metallischer Werkstoffe erarbeitet. Dafür werden bewährte Modelle erweitert und in einem einheitlichen thermodynamischen Rahmen vereinigt. Das Materialmodell wird als Simulationsprogramm für die Prozessanalyse implementiert. Es wird anhand eines mikrolegierten Stahls validiert und ist auch für andere Legierungen mit ähnlichen Gefügeeigenschaften geeignet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit werden mikrostruktur- und mechanismusbasierte Werkstoffmodelle zur Beschreibung des Deformations- und Lebensdauerverhaltens von thermomechanisch beanspruchten Graugusswerkstoffen vorgestellt. Mit den Modellen wird das zyklische Deformations- und Lebensdauerverhalten verschiedener Graugusswerkstoffe für einachsig belastete Ermüdungsproben und für die Zylinderköpfe von Dieselmotoren vorhergesagt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Schallabsorber für die Raum- und Fahrzeugakustik oder den Lärmschutz werden überwiegend aus porösen Materialien aufgebaut. Sehr gebräuchlich sind Produkte aus Mineralfasern und Weichschäumen. Eine Wirksamkeit bei tieferen Frequenzen erfordert hier allerdings dicke Auf-bauten. In jüngerer Zeit hat sich die Nachfrage nach schlanken Schallabsorbern deutlich erhöht. Durch den inzwischen weit verbreiteten Einsatz von bauteilaktivierten Geschossdecken lassen sich abgehängte Akustik-Unterdecken insbesondere im Büro- und Verwaltungsbau nur noch schwer umsetzen. Ziel des Vorhabens war es daher, ein poröses Absorbermaterial zu entwickeln, das bei geringen Schichtdicken auch bei tieferen Frequenzen noch wirkt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aktualisiert: 2023-05-26
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Der Einsatz von Stellitelegierungen, welche auf dem kritischen Element Kobalt basieren, ist im Bereich vieler Warmverschleißanwendungen der derzeitige Stand der Technik. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Legierungskonzepte zur Substitution von Stellitelegierungen untersucht.
Dabei hat sich gezeigt, dass Legierungen mit rein mischkristallverfestigter kfz-Fe Matrix, keine ausreichende Warmverschleißbeständigkeit besitzen.
Durch Ausscheidungshärtung konnten die Eigenschaften von Fe-Legierungen deutlich gesteigert werden. Dies konnte auf die, geringere plastische Deformation der ausscheidungsgehärteten kfz-Fe Matrix zurückgeführt werden. Eine auf Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelte Legierung, zeigt, bei geringeren Rohstoffkosten, eine höhere Warmhärte als die Stellitelegierungen und eine vergleichbare Warmverschleißbeständigkeit.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass hartphasenfreie CrNi-Legierungen eine vielversprechende Alternative für den Ersatz Stellitelegierungen darstellen.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Die Technologie des selektiven Laserstrahlschmelzens ist eines der aussichtsreichsten Vertreter für die zukünftige additive Fertigung komplexer Bauteile in geringen Stückzahlen. Mit der im letzten Jahrzehnt zunehmend verbesserten Prozessführung können Materialien von hoher Qualität erzeugt werden. Für die Anwendung des Herstellungsverfahrens für missionskritische Raketenkomponenten wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit maschinen- und werkstoffspezifische Einflüsse auf die Legierung Hastelloy X, IN718 und 316L untersucht. Probematerialien der drei Legierungssysteme wurden hinsichtlich ihrer Mikrostruktur im Detail untersucht. Der Einfluss von Wärmebehandlungen auf das Ausgangsgefüge und auf die mechanischen Eigenschaften wurden erforscht. Unterschiede der SLM-Materialien gegenüber geschmiedeten Vergleichsmaterialien werden ausgehend von der Schmelzbadstruktur bis hin zur Versetzungsstruktur analysiert und diskutiert.
Aktualisiert: 2023-03-23
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Die vorliegende Arbeit schafft ein tieferes Verständnis für den Zusammenhang der Mikrostruktur einer härtbaren Fe-Basislegierung und ihrem Widerstand gegen Spanabtrag. Modellwerkstoffe und Modellversuche wurden ausgewählt, um die komplexe spanende Fertigung auf einfachere Systeme im Labormaßstab zu abstrahieren. Dadurch konnte das Verformungsverhalten bei Spanabtrag, sowohl einphasiger (ferritisch, martensitisch) als auch mehrphasiger (+Restaustenit, +Karbidphase) Gefüge, über mehrere Skalen von Dehnraten, Temperaturen und verformten Volumina untersucht werden. Ein energetischer Ansatz wurde genutzt, um die Verformungswiderstände verschiedener Gefüge über die Skalen hinweg zu transponieren. Mithilfe von Eigenspannungsmessungen konnte der Einfluss von konsekutiven Spanabnahmen auf oberflächennahe Eigenspannungsprofile und Prozesskräfte nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2023-01-19
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Beim Einsatz einer primären Endoprothese profitieren sowohl ältere als auch Patientinnen und
Patienten im berufsfähigen Alter von einer Aufweitung der Indikationen für eine zementfreie
Verankerung. Dabei ist eine hohe Primärstabilität des Implantates eine Grundvoraussetzung für die
erfolgreiche Osseointegration und das Erreichen der Sekundärstabilität. In dieser Arbeit zeigte sich,
dass die Verdichtung des implantatnahen Knochens mit Knochenpartikeln den
Haftreibungskoeffizienten und damit die Primärstabilität des Knochen-Implantat-Interfaces erhöht. Die
Partikel können während der Operation autolog aus reseziertem Knochen gewonnen werden. Der
Einsatz einer Knochenmühle mit Abstimmung des Mahlgrades auf die individuelle Mikrostruktur des
Knochens steigert die Primärstabilität zusätzlich.
Aktualisiert: 2023-02-14
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Es wird ein Modell für das thermomechanische Materialverhalten und die Gefügeentwicklung metallischer Werkstoffe erarbeitet. Dafür werden bewährte Modelle erweitert und in einem einheitlichen thermodynamischen Rahmen vereinigt. Das Materialmodell wird als Simulationsprogramm für die Prozessanalyse implementiert. Es wird anhand eines mikrolegierten Stahls validiert und ist auch für andere Legierungen mit ähnlichen Gefügeeigenschaften geeignet.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau einer Roll-to-Roll (R2R)-Anlage und die Entwicklung eines spezifischen Mikrostrukturierungsprozesses für eine Vielzahl verschiedener Materialien von Hochleistungspolymeren über niedrigschmelzende Metalle bis hin zu Glas-Nanokompositmaterial und thermoplastischen Vliesstoffen einschließlich einer auf Lithographie und Galvanik basierenden teilautomatisierten Werkzeugfertigung für die nahtlose R2R-Mikroreplikation. This work describes the set-up of a roll-to-roll (R2R) system and the development of a specific microstructuring process for a variety of different materials ranging from high-performance polymers and low-melting-point metals to glass nanocomposites and thermoplastic nonwovens, including a lithography and electroplating-based semi-automated tooling production for seamless R2R microreplication.
Aktualisiert: 2022-08-18
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In dieser Arbeit wurden die mikrostrukturellen Veränderungen von neutronenbestrahltem Beryllium im Transmissionselektronenmikroskop analysiert. Mit Hilfe der Elektronenenergieverlustspektroskopie konnten zum ersten Mal sowohl Helium als auch Wasserstoff innerhalb von nanoskaligen Blasen quantifiziert werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, wie die Tritiumrückhaltung mittels einfach zu bestimmender experimenteller Daten abgeschätzt werden kann. The aim of the present work is to develop an in-depth understanding of the microstructural changes in neutron-irradiated beryllium. In particular, it aims to reveal the precise mechanisms leading to the observed tritium retention.Both, helium and tritium could be detected for the first time by high-resolution electron energy loss spectroscopy (EELS) within bubbles in the grain interior as well as along grain boundaries.
Aktualisiert: 2022-07-28
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation der Mikrostrukturvergröberung in der Nickellegierung IN718. Ihre vorteilhaften mechanischen Eigenschaften erhält die Legierung zu einem großen Teil durch die Ausscheidung der tetragonalen intermetallischen γ″-Phase. Zur physikalischen Beschreibung der Mikrostrukturentwicklung wird die neuartige anisotrope Sharp Phase-Field Methode (SPFM) für translationsinvariante Grenzflächen verwendet, welche den Rechenaufwand um mehr als zwei Größenordnungen vermindert. Neben der Grenzflächenenergie geht auch die elastische Energie durch die Gitterfehlpassung zwischen Ausscheidung und Matrix in das Modell ein. In tetragonaler Richtung ist die Fehlpassung um etwa einen Faktor 25 größer als in den beiden anderen Gitterrichtungen. Außerdem wird die phasenabhängige anisotrope Elastizität berücksichtigt.
Bei einem realistischen γ″-Volumenanteil spielen elastische Wechselwirkungen zwischen den Ausscheidungen eine entscheidende Rolle. In Simulationsstudien konnte gezeigt werden, dass das Aspektverhältnis der Ausscheidungen mit zunehmendem Phasenanteil steigt, und, dass gleichzeitig die Rundheit der Ausscheidungsformen abnimmt. Es wurde außerdem erstmalig gezeigt, dass die experimentell beobachtete schräge Anordnung der Ausscheidungen, die energetisch günstigste regelmäßige Anordnung von γ″-Ausscheidungen ist. Durch konsistente Anpassung der Grenzflächenenergiedichte an die experimentell beobachteten Ausscheidungsformen und an die Reifungskinetik, kann diese präzise bestimmt werden. Mit dem 3D Phasenfeldmodell kann die zeitabhängige Vergröberung der Mikrostruktur durch Ostwaldreifung quantitativ vorhergesagt werden. Die Temperaturabhängigkeit der Reifungskinetik und die Morphologie der Mikrostruktur werden korrekt vorhergesagt.
Aktualisiert: 2022-02-03
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Diese Arbeit befasst sich mit der Auslegung, Herstellung und Qualitätskontrolle mikrostrukturierter Linsen für Scheinwerfer-Projektionssysteme. Es wird ein Algorithmus beschrieben, um glatte Linsenflächen zu strukturieren. Die Datenweitergabe zur Herstellung von Stahlwerkzeugen für den Spritzgussprozess werden erläutert. Um die Werkzeuge zu qualifizieren wird ein „Reverse Engineering“-Prozess vorgestellt. This work deals with the design, fabrication and quality control of microstructured lenses for headlamp projection systems. An algorithm is described to structure smooth lens surfaces. The data transfer for manufacturing steel tools for the injection molding process is explained. A reverse engineering process used to qualify the tools is presented.
Aktualisiert: 2021-04-15
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