Aufgrund der steigenden Nachfrage an Lithium werden effektive Verfahren zur Lithium-produktion gesucht. Die größten Lithiumvorkommen sind die Salzseen Südamerikas: Salar de Atacama in Chile und Salar de Uyuni in Bolivien.
Im Rahmen dieser Arbeit sollten qualifizierbare Prozessgrundlagen erarbeitet werden. Als Ausgangsmaterial kam eine eingetrocknete Salzmischung des Salar de Uyuni kurz nach der Carnallitabscheidung zum Einsatz. Der Hauptbestandteil war Bischofit neben Lithiumchlorid. Zur Calcinierung wurde ein geeigneter Ofenprozess für die Erzeugung einer größeren Menge Röstgut unter reproduzierbaren Bedingungen entwickelt. Die Extrahierbarkeit von wasserlöslichen Lithiumsalzen aus calciniertem Magnesiumoxid wurde in verschiedenen Laugungsexperimenten untersucht. Mit diesen Grundlagen wurde eine Material- und Energiebilanz für die Erzeugung von 1 t Li2CO3 erstellt und im Zusammenhang mit der Nutzung verschiedener Energiearten diskutiert.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Die physikalischen Eigenschaften von Schokoladen sind wesentlich von der Kristallisationskinetik der eingesetzten Kakaobutter sowie äquivalent verwendeten Ersatzstoffen abhängig. Nur bei optimaler Kristallisation (βV-Kristalle) erhalten die Endprodukte die gewünschte Qualität und Haltbarkeit. Diese Dissertation richtet ihren Fokus auf die in Kakaobutter und ihren Äquivalenten vorliegenden freien Fettsäuren. Mittels DSC, NMR sowie Polarisationsmikroskopie erfolgte eine detaillierte Beurteilung des Einflusses der hauptanteilig in Kakaobutter enthaltenen freien Fettsäuren Stearin-, Palmitin- und Ölsäure auf die Kristallisationskinetik erstmals auch nach dem Prozessschritt des Temperierens sowie nach Zusatz von Kakaopartikeln. Während hinsichtlich der Wirkungsweise als Kristallisationsstarter die Kettenlänge als entscheidender Faktor identifiziert werden konnte, wurde das Ausmaß der verzögernden Wirkung sowohl von der verwendeten Fettsäure als auch deren Kompatibilität zum Hauptfett bestimmt. Zudem zeigten höher schmelzende Fettsäuren nach Temperierung ein enormes Potential die Kristallisationszeit zu reduzieren und damit kürzere Prozesszeiten und höhere Durchsatzzahlen zu ermöglichen. Diese Dissertation liefert somit nicht nur Strategien und Lösungsansätze zur Optimierung der Kristallisationsfähigkeit von Kakaobutter und -äquivalenten durch freie Fettsäuren, sondern bereitet auch eine essentielle Basis für weitere Untersuchungen der kristallisationskinetischen und polymorphen Eigenschaften von Partikelsystemen in Kakaobutter bzw. Schokoladen.
Aktualisiert: 2022-03-17
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In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Herstellung von pressgehärteten Bauteilen untersucht, die kleinflächige Bereiche mit niedrigen Festigkeitseigenschaften – sogenannte Gradierungen – aufweisen. Anwendung finden pressgehärtete Bauteile vorwiegend in Karosserien von Kraftfahrzeugen, wo sie zu einer Erhöhung der Crashsicherheit bei gleichzeitiger Reduzierung des Fahrzeuggewichts beitragen. Kleinflächige Gradierungen des Bauteils bewirken dabei durch die lokal höhere Duktilität und geringere Festigkeit eine größere Belastbarkeit von Widerstandspunktschweißverbindungen oder ermöglichen den Einsatz mechanischer Fügeverfahren.
Auf Basis einer Bewertung des Stands der Technik von Presshärteverfahren zur Herstellung gradierter Bauteile wird die Variante der werkzeugintegrierten Gradierung für experimentelle und simulative Untersuchungen definiert. Erforscht wird der Einfluss von Werkzeugparametern, z. B. der Temperatur der im Werkzeug befindlichen Heizelemente, deren Werkstoff, Geometrie und Abmaß, sowie von Prozessparametern, z. B. der Blechdicke und Zuhaltezeit des Werkzeugs, auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils und deren Lokalität.
Ein Ergebnis ist, dass das Ausmaß der Gradierung signifikant vom Werkstoff, dem Durchmesser und der Form der Kontaktfläche des Heizelements sowie der Zuhaltezeit des Werkzeugs abhängt. Die numerische Abbildung mittels FEM konnte durch die Experimente bestätigt werden. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung setzt die untersuchte Verfahrensvariante in einen anwendungsnahen Zusammenhang und zieht den Vergleich zur etablierten Gradierung mittels Laserstrahlung. Quintessenz ist, dass die werkzeugintegrierte Gradierung hinsichtlich der erzielbaren Bauteileigenschaften leichte Defizite gegenüber der Lasergradierung besitzt, jedoch eine deutlich bessere Kostenbilanz aufweist.
Aktualisiert: 2022-06-30
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Anforderungsorientierte und effiziente Prozesse stellen einen wesentlichen Erfolgsfaktor in der Produktionstechnik dar. Hierzu sind Ansätze zur ganzheitlichen Entwicklung notwendig, die die Wertschöpfungskette transparent darlegen und
Verbesserungspotenziale aufzeigen. Die vorliegende Arbeit stellt die Methodik für die Prozessauslegung anforderungsgerecht gestalteter Strukturbauteile im Automobil (PAGS-Methodik) vor. Diese bindet bewusst bestehende Ansätze sowie Werkzeuge des Problemlösungszyklus ein und nutzt diese gezielt für die effiziente, ergebnisorientierte Aufgabenbearbeitung. Der methodische Ansatz setzt sich ausschließlich mit der Hauptformgebung durch Tiefziehen in einem Hub, mit einem starren Werkzeug auseinander.
Die PAGS-Methodik wird in der Arbeit auf ein Fallbeispiel zur Überprüfung und Bewertung angewendet. Die detaillierte Darstellung des Fallbeispiels zur Herstellung eines Strukturbauteils mit partiell unterschiedlichen Eigenschaftszonen
stellt eine komplexe Aufgabe dar, die mit der PAGS-Methodik strukturiert und ergebnisorientiert abgearbeitet werden kann. Die vorliegende Arbeit stellt eine wissenschaftliche Grundlage für die informationstechnische Umsetzung zur
Prozessauslegung anforderungsgerecht gestalteter Strukturbauteile im Automobilbau dar.
Aktualisiert: 2020-12-01
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