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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit experimentellen Untersuchungen zum Hochleistungs-SLM mit Strahlformung. Ein zirkularer Laserstrahl mit Top-Hat-Intensitätsverteilung im Fokus diente als Ausgangsstrahl, welcher mithilfe Zylinderlinsen zu elliptisch ähnlichen Profilen geformt wurde. Es wurde mit 6 verschiedenen Strahlformen Versuche zur Generierung von Wandstrukturen jeweils in longitudinaler und transversaler Bearbeitungsrichtung durchgeführt. Dabei wurden die Laserleistung, Geschwindigkeit, Pulverschichtdicke und Pulvermaterial aus Edelstahl variiert. Zur Bewertung der Prozessstabilität werden die generierten Wände in verschiedene Kategorien klassifiziert. Der Einfluss unterschiedlicher Strahlprofile auf die Prozessstabilität beim Hochleistungs-SLM wird analysiert. Hinsichtlich des Prozessfensters, der Aufbaurate und der Energiedichte (Energieeffizienz) werden die Ergebnisse verschiedener Strahlformen bezüglich vergleichbarer Strahlbreite (Auflösung) miteinander verglichen und diskutiert. Letztendlich werden die Einflüsse von longitudinal und transversal elliptischen Strahlformen auf die Mikrostruktur und Härte gegenübergestellt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf und Aufbau einer optimalen Mähstrategie für einen Rasenroboter. In dieser Masterarbeit sollte man in Betracht kommen, ob vollständige Rasenfläche effizient gemäht wurde. Dazu wurde eine intelligente Mähstrategie entworfen und eine Bewertungskriterien aufgestellt um optimale Mähstrategie in Abhängigkeit von der Form der Mähfläche zu empfehlen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Implementierung einer neuen Untersuchungsmethode für Viskositätseigenschaften von medizinischen Flüssigkeiten. Eine Bestimmung mikrorheologischer Eigenschaften von biologischen Proben minimaler Volumina wird mit einem Hoch-Geschwindigkeits-Fluoreszenz-Videomikroskop durch Tracken der Brownschen Bewegung von Beads in der zu messenden Flüssigkeit umgesetzt. Der Versuchsaufbau ist vor allem durch das geringe Probenvolumen geeignet für den medizinischen Einsatz. Neben der Entwicklung eines Probenträgers werden synthetische Tränen und echte Tränen von Probanden untersucht.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer GPS-Mähstrategie für einen Rasenroboter. Es besteht hauptsächlich aus zwei Teilen. Einer ist die Entwicklung der Mähstrategie passend zur abgespeicherten Mähfläche im Arduino DUE, der andere ist die Entwicklung einer Positionsregelung, um der berechneten Soll-Position zu folgen.
Untersuchungen von Laserphotonen-Wechselwirkung bei der Bestrahlung von Hybrid-Polymer-Materialien
(2017)
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit den Untersuchungen zum Laserabtragen von Perowskit (CH3NH3PbI3) mittels verschiedenen Lasersystemen. Durch eine Methode von zweistufiger Rotationsbeschichtung werden die Perowskit-Dünnschichten hergestellt. Dazu werden die Einflüsse von Rotationsgeschwindigkeit und Trockentemperatur auf die Dichte der Dünnschicht erläutert. Die optischen Eigenschaften von Perowskit, wie z.B. Reflexionsgrad, Extinktion, Absorptionskoeffizient, Absorptionsgrad werden mittels UV-VIS-Spektrophotometer charakterisiert. Die Perowskit-Dünnschichten der Firma EM-PA werden von der Schicht- und Substratseite durch einen Einzelpuls mit verschiedenen Wellenlängen und Pulsdauern abgetragen. Anschließend werden die Ablations- Delaminations- und Modifikationsschwellfluenzen von Perowskit für unterschiedliche Laserablationsverfahren sowie Laserwellenlänge und Pulsdauer mittels Liu-Kurve-Methode bestimmt.
Untersuchung der Strukturauflösung beim Lasermikrosintern unter Variation der Pulverkorngröße
(2018)
In dieser Arbeit wird die Verkleinerung von Strukturen auf eine Zielgröße von 15 µm beim Mikrosintern untersucht. Es erfolgt ein Vergleich der Skalierbarkeit der Strukturen durch Verkleinerung des Fokusradius von 11,6 µm auf 7,3 µm. Untersucht wird die Prozesseignung von Edelstahlpulver 316L D80 < 5 µm im Vergleich zu D90 < 10 µm. Die Beurteiung erfolgt durch Vergleich an in bisherigen Untersuchungen festgestellten und aus theoretischen Betrachtungen erwarteten Eigenschaften und den in dieser Versuchsreihe erzielten Ergebnissen. Die 10 µm – 16 µm breiten Strukturen werden auf ihre Oberflächenbeschaffenheit und mit Metallografie der Gefügeaufbau untersucht. Mittels Varianzanalyse (ANOVA) wird der Einfluss der Bearbeitungsstrategien auf signifikante Eigenschaftsänderungen der Strukturen untersucht.
Im Rahmen der Masterarbeit wurden Beschichtungsversuche zur Erzeugung von superharten Kohlenstoffschichten, unter Variation einflussnehmender Prozessparameter durchgeführt, um den Einfluss dieser auf das Beschichtungsergebnis zu evaluieren. Die Experimente wurden mit einem Eximerlaser der Firma Coherent durchgeführt. Es wurden Kohlenstoffschichten erzeugt und anschließend mit verschiedenen Analysemethoden charakterisiert, um Erkenntnisse hin-sichtlich der Schichtzusammensetzung zu gewinnen. Im Vordergrund standen hierbei die Schichthärte, sowie die Ergebnisse aus den resultierenden Ramanspektren der Schichten, um Zusammenhänge zwischen den variierten Prozessparametern und resultierenden Schichtcharakteristika aufzuzeigen.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Konstruktiven Gestaltung eines additiv gefertigten Bauteiles. Zu Beginn wird untersucht, welche Prozessparameter bei der Fertigung die höchste Dichte aufweisen. Für die Analyse des Bauteiles wurde eine FEM Simulation durchgeführt. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind in die Konstruktive Optimierung mit eingegangen. Die gewonnenen Parameter aus der Dichtemessung sind in die Fertigung eingegangen.
In dieser Masterarbeit wurde ein Messverfahren zur Bestimmung der Schallimmission von einer Windenergieanlage entwickelt. Die Messung der Schallimmission ist bei Windenergieanlagen anspruchsvoll, da die Quelle vom Empfänger oft sehr weit entfernt ist und zahlreiche Störquellen vorliegen. Das vorgestellte Messverfahren nutzt ein Mikrofonarray, da dieses eine künstliche Richtcharakteristik erzeugt und somit ermöglicht, den Einfluss der Störquellen auf das Messergebnis zu reduzieren. Zur Durchführung der Arbeit standen acht Mikrofone zur Verfügung und der relevante Frequenzbereich reichte von 50Hz bis 2000Hz. Um diesen Bereich mit ähnlichen Arrayeigenschaften abzudecken, wurde ein Mikrofonarray bestehend aus drei Teilarrays entwickelt. Eine Überprüfung der Leistungsfähigkeit des Arrays erfolgte durch zwei Messungen an einem Windpark im Abstand von 470m zur interessierenden Windenergieanlage. Zur Auswertung wurden die Beamforming-Algorithmen Delay-and-Sum, Clean-SC, DAMAS sowie das orthogonale Beamforming verwendet. Die Ergebnisse der Beamforming-Algorithmen wurden dem Ergebnis eines einzelnen Mikrofons des Arrays und dem Schalldruckpegel am Emissionsmessort gegenübergestellt. Mit dem entwickelten Verfahren wird eine Reduktion des Störgeräuschpegels im gesamten Frequenzbereich erreicht. Der DAMAS-Algorithmus erzielt die besten Ergebnisse. Durch die geringe Mikrofonanzahl ist die Leistungsfähigkeit des orthogonalen Beamformings beschränkt. Die Machbarkeit von Schallimmissionsmessungen an Windenergieanlagen mit einem Mikrofonarray wird diskutiert.
Die Arbeit umfasste die Entwicklung eines Prüfstandssystems für die Testung der Arbeitswesten von Fabrikarbeitern. Die LiDAR-Daten und die Geschwindigkeit des Prüfkörpers wurden analysiert, um einen Prüfkörper zu erhalten, der automatisch in einem sicheren Abstand angehalten werden kann. Der PC wird auch für die Einstellung der Parameter und die Steuerung der Funktionen verwendet. So vervollständigt die LIDARErfassung von Objektabständen in Verbindung mit einem Schrittmotor- Antriebssystem die Automatisierung des Prüfstandes.
Entwicklung eines wirkstellennahen Inline-Messsystems
zur Überwachung von Umformkräften in Pressen
(2020)
Innerhalb der Masterarbeit wird simulationsgestützt ein Dehnungsaufnehmer konzipiert und entworfen, welcher als wirkstellennahe Inline-Kraftmesseinrichtung an der Werkzeugschnittstelle von Tiefziehpressen eingesetzt werden kann. Anknüpfend wird der Dehnungsaufnehmer innerhalb der Masterarbeit experimentell analysiert, sodass das Funktionskonzept nachgewiesen werden kann. Das Ziel der Arbeit besteht im Funktionsnachweis der Prozesskrafterfassung auf Grundlage der Nutflankenverschiebung.
Diese Arbeit beinhaltet eine detaillierte Dokumentation für eine Simulation zum Ermitteln der Schichtddickenverteilung von mittels PLD hergestellten Kohlenstoffschichten. Des Weiteren wurden im Ramen dieser Arbeit Versuche zum Herstellen von ta-C-Schichten bei rotierendem Substrat durchgeführt und dabei speziell der Einfluss von mit der Rotationsgeschwindigkeit verbundenen Subplantationseffekten untersucht.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem selektiven rückseitigen Abtrag von dünnen Aluminiumschichten (10 – 50 nm) auf Quarzglas mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung der Wellenlänge von 1028 nm und Pulsdauern von 0,2 – 10 ps. Die Einflüsse von Prozess- und Probenparametern auf die Abtragsschwellen und Inkubationskoeffizienten werden bestimmt. Ebenso wird ein Vergleich von Schwellfluenz und Inkubationskoeffizienten zwischen vorder- und rückseitigem
Abtrag gegeben. Hierfür werden die Werte des vorderseitigen Abtrag aus vorhergehenden Untersuchungen verwendet. Neben experimentellen Untersuchungen werden Berechnungen zur Bestimmung der theoretischen Schwellfluenzen durchgeführt. Mithilfe dieser Untersuchungen soll die Qualität der Strukturierung von Aluminiumschichten verbessert werden.
Vor- und Nachteile der Einführung von SAFe in internationalen Großprojekten der Medizintechnik
(2021)
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit etablierten klassischen und agilen Projektmanagementmethoden, insbesondere mit SAFe. Anhand eines beispielhaften Projekts der Medizintechnik werden ausgewählte Untersuchungsfelder von SAFe auf ihre Vor- und Nachteile, im Vergleich zu bisher angewendeten klassischen Projektmanagementmethoden, untersucht. Zu den ausgewählten Untersuchungsfeldern gehören die Projektplanung und Organisation, die Anforderungsdefinition, sowie der Testablauf und dessen Freigabeprozess.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich im Wesentlichen auf die Ermittlung des Potentials für die Umsetzung der geplanten Geschäftsidee. Anhand einer durchgeführten Marktbefragung sowie der Anwendung von betriebswirtschaftlichen Methoden wie Marktanalyse, Konkurrenzanalyse, SWOT-Analyse und Business Model Canvas wurde ein „Businessplans light“ erarbeitet. Light, weil auf Themen wie Marketing, Rechtsform und Unternehmensorganisation in dieser Masterarbeit nicht eingegangen wird. Dennoch wird ein Resümee gezogen, ob eine Projektrealisierung aus betriebswirtschaftlicher Sicht machbar und sinnvoll ist.
Inhalt dieser Untersuchung ist die Erarbeitung prinzipieller Maßnahmen zur Umsetzung der Anforderungen an die raumakustische Qualität von typischen Ausbauformen von Büroflächen nach der deutschen Richtlinie zur Büroakustik VDI 2569. Dazu werden Berechnungsmethoden der geometrischen Akustik inklusive einiger wellenbasierter Erweiterungen angewandt.
In dieser Arbeit wird ein Verfahren auf Basis der sequentiellen Maskenprojektion zur Herstellung von Mikrolinsen mittels Fluorlasermikrostrukturierung vorgestellt. Der verwendete Versuchsaufbau wird beschrieben, getestet und für eine bestmögliche Formgenauigkeit der Mikrostrukturen optimiert. Nachfolgend werden mittels der Simulation des Strukturierungsprozesses und unter Vorgabe eines Sollkrümmungsradius geeignete Parametersätze berechnet. Der Krümmungsradius der entsprechend strukturierten Mikrolinsen kann somit gezielt eingestellt werden.
Die Fertigung komplexer Bauteile aus keramischen oder teilweise keramischen Komponenten in Kombination mit Metallen oder Kunststoffen (Hybrid-Verbindungen) stellt sich aufgrund der Eigenschaften des Werkstoffs als kompliziert dar. So ist eine Formgebung nur durch trennende und urformende Verfahren möglich, was die Auswahl an herstellbaren Geometrien erheblich einschränkt. Abhilfe schafft hier das Fügen von Halbzeugen, wie beispielsweise
von Rohren oder Platten, zu einem größeren Bauteil. Hierbei besteht jedoch die Problematik der Auswahl und Anwendung des Fügeverfahrens, da oftmals bestimmte Anforderungen, wie beispielsweise eine definierte durchgängige
Wärmeleitfähigkeit, an das fertige Bauteil gestellt werden. Dadurch muss zum einen die Art des Fügens (stoff-, form- oder kraftschlüssig), zum anderen die Art und Eigenschaften des (falls notwendig) Lotes beachtet werden. So soll in dieser Masterarbeit das stoffschlüssige Löten von Keramikbauteilen mittels Glas-Keramik-Lot betrachtet werden, um letztendlich eine Aussage treffen zu können, ob die Herstellung und der Einsatz eines Wärmeübertragers für die
gewünschten Einsatzzwecke überhaupt sinnvoll und möglich ist, beziehungsweise welche Geometrie sinnvoll wäre. Dabei wird eine Spannungsanalyse mit der FEM-Software „ANSYS Workbench“ durchgeführt und ausgewertet.
Konzeptionierung eines industriell genutzten Hebezeugs für die
Herausforderungen von Industrie 4.0
(2020)
Die hier vorliegende Arbeit dient der Erstellung eines Konzeptes zur Weiterentwicklung von Hebezeugen der Firma Sauer Automation Sachsen (im weiteren Verlauf der Arbeit mit SAS abgekürzt). Diese ist notwendig, um die wachsenden Anforderungen an das Hebezeug zu erfüllen. Bei den Anforderungen handelt es sich um Flexibilität und Vernetzung.
Eine solche Weiterentwicklung nutzt die Verfahren, welche durch Industrie 4.0 in der Produktion Einzug gehalten haben.
In dieser Arbeit werden verschiedene FEM-Bibliotheken recherchiert und verglichen. Eine dieser Bibliotheken wird für die Anbindung an ein Auslegungswerkzeug ausgewählt. Das Demonstrator-Auslegungswerkzeug ist mit C++ in Visual Studio programmiert. Für die Kopplung der Bibliothek und des Auslegungswerkzeuges werden verschiedene Ansätze untersucht. Mithilfe der erweiterten Funktion FEM-Rechnungen durchzuführen, werden einzelne Beispiele berechnet und verglichen. Dabei werden die Anwendbarkeit und die Grenzen der Lösung untersucht. Als Referenz dient das FEM-Programm Ansys. Dieses wird auch für die Netzgenerierung der Beispiele verwendet. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird eine Lösung vorgestellt, wie ein C++-Programm in Visual-Studio mit der FEM-Bibliothek Fenics Project erweitert werden kann.
Ein auf Triangulation oder Laufzeitmessung beruhender Laserentfernungsmesser kann dazu benutzt werden, den Fokusabstand an einem Laserbearbeitungskopf auszumessen. Jedoch muss überprüft werden, ob es möglich ist, die Messdaten so zu verarbeiten, dass durch diese die Achsen der Lasersteuerung die geeignete Einstellung annehmen. Außerdem sollte die Stromversorgung nicht per Batterie erfolgen. Auch die Möglichkeit, das Messgerät für die Einstellung der Fokuslage auf die Probenoberfläche zu nullen, soll realisiert werden.
In der industriellen Automation spielt die Identifikation von Objekten eine wichtige Rolle. Neben optischen und mechanischen Verfahren kann die Informationsübertragung auch mittels elektromagnetischer Wellen erfolgen. Bei der sogenannten RFID (radio-frequency identification) Technik können Daten zwischen einem Schreib-/ Lesegerät und Transpondern, die auf den Objekten angebracht sind, ausgetauscht werden. Für die vorliegende Arbeit wurde die RFID Technik und ein Industrieroboter in einem Versuchsstand miteinander kombiniert. Auf Bauteilen, die durch den Roboter gegriffen werden, können so Informationen gespeichert und später wieder ausgelesen werden. Das ist notwendig, um die Abmessungen der Objekte zu speichern und sie anschließend vor dem Zugreifen auszulesen. Die Bauteile, die dazu mit Transpondern ausgerüstet werden müssen, können somit schnell und ohne Beschädigung gegriffen werden. Darüber hinaus wurden Verfahren entwickelt, die den implementierten Versuchsaufbau befähigen, die Bausteine zu orten. Der Versuchsstand soll eine Basis für künftige Praktika und weitere Projekte bilden. Auf diese Weise, sowie durch – im Rahmen dieser Arbeit geschaffene – Lehr- und Anschauungsmaterialien für die Vorlesung, kann Studenten das Thema RFID nähergebracht werden
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf eines Algorithmus für das selbstständige Fahren eines Roboterfahrzeugs von einem Start- zu einem Zielpunkt innerhalb eines begrenzten Raumes unter Zuhilfenahme von neuronalen Netzen zur Kameradatenauswertung. Dabei soll der Fokus auf die Behandlung von Umfeld-Änderungen liegen. Ebenfalls wird die Implementierung für das Modellfahrzeug "JetRacer" beschrieben.
Die Masterarbeit behandelt die Laserbearbeitung von 1.4301 Edelstahl unter einer Wasserschicht mit ultrakurzen und ns-Pulsen im NIR. Die Ergebnisse werden in Bezug auf Abtrageffizienz und Qualität mit denen an Normalatmosphäre erreichten Ergebnissen verglichen. Weiterhin enthält die Arbeit ergänzende Untersuchungen, beispielsweise über das Transmissionsverhalten der Laserstrahlung, die Blasenbildung oder den Fokusshift in Wasseratmosphäre zur Erweiterung des Prozessverständnisses über das Laserabtragen in Wasser.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem umfassenden Vergleich der Verwendung von kurz gepulster und kontinuierlicher Laserstrahlung im Mikro-SLM. Nach Charakterisierung der genutzten Bestrahlungsregime werden in Einzelspuruntersuchungen Unterschiede und deren Ursachen hinsichtlich der Schmelzspurbildung zwischen gepulster und kontinuierlicher Bestrahlung betrachtet und diskutiert. Der Bereich geeigneter Prozessparameter wird in Mehrspuruntersuchungen ergänzt. Des Weiteren wird der Einfluss verschiedener Bestrahlungsregime auf die Bauteileigenschaften von Volumenkörpern untersucht.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, multiresistente Keime zu messen und miteinander zu vergleichen. Dabei werden Primärkulturen der Keime angelegt, um anschließend eine Probe der Primärkultur in eine flüssige Nährbodenlösung zu überführen. Die Keime verstoffwechseln die in der Lösung vorhandenen Nährstoffe und bilden gasförmige Stoffwechselprodukte.
Diese Abbauprodukte werden mit der GC-IMS gemessen. Bei der Auswertung wird darauf geachtet, ob es markante Unterschiede in der Peakanordnung, der Peakhöhe und der Peakanzahl zwischen den Keimen gibt. Der Grundgedanke ist, dass jede Keimart ein typisches und charakteristisches Peakmuster aufzeigt. Dadurch können die Keime identifiziert und voneinander getrennt werden.
ta-C Schichten besitzen einzigartige Eigenschaften wie eine hohe Schichthärte, eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und eine gute chemische Resistenz. Um die Haftfestigkeit von ta-C Schichten auf verschiedenen Substraten zu Erhöhen und damit die Belastbarkeit zu verbessern, werden die Materialien Tantal, Wolfram, Chrom und Tantalcarbid bezüglich ihrer Eignung als Haftschichten untersucht und verglichen. Zu Erzeugung der Schichten wurde das Verfahren der Laserpulsabscheidung verwendet. Durch Variation der Abscheidungsparameter konnten die Haftungseigenschaften der Schichtsysteme optimiert werden. Die Abhängigkeit der Schichtaufwachsrate, der Oberflächenrauigkeit und der Defektanzahl von den Abscheidungsparametern
wird für die Haftschichtmaterialien vorgestellt. Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Analyse der Kristallphase von Tantal unter Variation der Substrattemperatur, der verwendeten Laserpulsfluenz und der Schichtdicke. Außerdem wird eine Theorie zur Entstehung von Pinholes erstellt.
Die laserpulsablatierten Ta-Haftschichten werden mit gesputterten Ta-Haftschichten bezüglich ihrer Hafteigenschaften und Schichtdefekte verglichen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung verschiedener Komplexbildner mit dem Ziel der Entwicklung eines umweltfreundlichen alkalischen Kupferelektrolyten. Der Fokus liegt dabei auf der Haftfestigkeit und Optik der Schicht sowie dem Wirkungsgrad des Beschichtungsprozesses. Die Untersuchungen finden in unterschiedlichen Umfängen statt, um Skalierungseffekte abzuschätzen. Außerdem wird die Badführung in Dauerversuchen betrachtet, mit dem Ziel, die Stabilität der Ergebnisse über höhere Elektrolytalter zu beurteilen.
Die bereits im wissenschaftlichen Projekt ermittelte ASR-Funktionalität sowie der aus Portunussimulationen ermittelten Erkenntnisse dient als Ausgangsbasis für den der Anforderungen des TMM gerecht werdenden in MATLAB/Simulink zu erstellenden Codec. Dieses über Softwareparameter anpassungsfähig gestaltetes ASR-Programm; in Verbindung mit einer Plausibilisierungsbox, die die Eingänge hinsichtlich ihrer Nachvollziehbarkeit überprüft, kann für die entsprechen-den Bedürfnisse auf der Rennbahn appliziert werden. Speziell ausgewählte Testszenarien und die Erstellung einer FMEA betrachten den Codec anschließend kritisch.
Die Zielstellung dieser Arbeit besteht darin, einen optischen Aufbau zu realisieren, welcher mit möglichst wenigen optischen Komponenten einen einzelnen UKP - Laserpuls in einen 2 - Puls bzw. 4 - Puls Burst (dargestellt in Abbildung 3.1) zerlegt und anfängliche Untersuchungen zum Abtragsverhalten unter Verwendung des Burstmodus durchzuführen. Der zeitliche Burstpulsabstand zwischen jedem dieser Burstpulse soll dabei maximal 2 ns für den 2 - Puls Burst und 1 ns für den 4 - Puls Burst betragen, stufenlos einstellbar und zwischen jedem Burstpuls in einem Burst gleich sein. Das Einstellen der
zeitlichen Burstpulsabstände wird für den 2 - Puls bzw. 4 - Puls Burst über unabhängig voneinander arbeitende Translationsachsen realisiert. Mithilfe dieses Aufbaus soll das Abtragsverhalten von UKP - Laserstrahlung eines Ti:Sa - Lasers mit einer Pulsdauer von ca. 150 fs und einer stufenlos regelbaren Pulsenergie von bis zu 1 mJ bei einer Repetitionsrate der Grundfrequenz von 1 kHz und einer mittleren Wellenlänge von 780nm auf Silizium (111) durch die Variation von der zeitlichen Einbringung der Energie untersucht werden.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Vermessung räumlich lateraler Unterschiede der Dispersion räumlich ausgedehnter ultrakurzer Laserpulse. Die Zielstellung ist etwaige Unterschiede zu charakterisieren. Hierfür wir die Methode der fouriertransformierten spektralen Interferometrie evaluiert, angepasst und experimentell angewendet. Anhand von gemessenen Versuchsaufbauten wird gezeigt, dass die Methodik sinnvoll auf die Problemstellung angewendet werden kann.
Das Ziel der vorliegenden Abschlussarbeit ist die Untersuchung der Absorptionsmechanismen ultrakurz gepulster Laserstrahlung auf organischen Materialien, am Beispiel eines PMMA-Dielektrikums. Zu dessen Nachweis muss ein Pump-Probe-Aufbau so erweitert werden, dass in Kombination mit einem abstimmbaren Laser zeitlich, räumlich und spektral aufgelöste Reflektometrie sowie Ellipsometrie realisierbar ist. Dabei soll zum einen der Einfluss linearer (direkte Elektronenionisation und molekulare Resonanzanregung) als auch nichtlinearer Prozesse (Tunnel- und Multiphotonenionisation) nachgewiesen werden. Durch die Ergebnisse wird schließlich eine Realisierbarkeit Resonant-Infraroter Modifikation bzw. Ablation an organischen Materialien, durch ultrakurz gepulste Laserstrahlung im mid-IR-Spektrum, überprüft.
Noise in the oceans is a constantly increasing factor. The growing industrialisation due to shipping, offshore wind parks, seismic studies and other anthropogenic noise is putting the eco system under immense stress. The focus of this thesis is on the assessment of continuous underwater noise from ships. Based on existing strategies in air as well as underwater and a comparison of both an alternative strategy for the assessment of con-tinuous noise from ships is given. The concept developed is based on published, scien-tifically observed responses of animals to ship passes with an indication of an effect range. A model is created to describe the strategy using publicly available data for cargo ships as an example. The results are summarized in maps depicting the affected area for an MRU of the OSPAR II region and the MPA “Borkum Riffgrund”. The strategy is discussed and evaluated on the basis of these results. From this, further improvements and the need for additional information in publicly available data on vessel traffic are derived.
Diese Arbeit stellt die Konstruktion, den Aufbau und die Kalibrierung eines automatisierten Pump-Probe-Aufbaus dar, mit dem örtlich, zeitlich und spektroskopisch aufgelöste Pump-Probe-Reflektometrie und -Ellipsometrie möglich ist. Zur Validierung werden die Ergebnisse des Pump-Probe-Ellipsometers für Brechzahl, Extinktionskoeffizient und Schichtdicke eines Materials bei Raumtemperatur mit den Ergebnissen eines kommerziellen Ellipsometers verglichen. ErsteMessungen der Pump-Probe-Reflektometrie und -Ellipsometrie werden durchgeführt und die Ergebnisse diskutiert.
Mähroboter sind in immer mehr Gärten anzutreffen, weil sie dem Besitzer das langweilige Mähen abnehmen. Um zu überprüfen, ob die gesamte Rasenflächen gemäht wurde, wäre eine Funktion hilfreich, die den zurückgelegten Weg des Rasenroboters aufzeichnet. Da der Roboter GPS-gesteuert den Rasen mäht, sollte sich der gefahrene Weg aufzeichnen lassen. Für die Umfahrung von Hindernissen, aber auch für die Auswertung eines Abweichens vom idealen Mähverlauf, kann diese Tracking-Funktion genutzt werden. Ist die erreichbare Auflösung des GPS-Signals kleiner 10cm, kann damit eine Optimierung des Mähergebnisses angestrebt werden.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde die Entwicklung und der Aufbau eines bidirektionalen Gleichspannungswandlers verwirklicht. Dieser soll die Anpassung der Spannungsebenen zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis der „intelligenten Ladesäule“ und einer anzuschließenden E-Fahrzeugbatterie übernehmen. Aufbauend auf einer vorangegangenen Bachelorarbeit konnte die Konzeptionierung einer Split-Pi-Topologie übernommen und an reale Gegebenheiten angepasst werden. Im ersten Teil dieser Arbeit wird der Auslegungs- und Auswahlprozess aller Komponenten beschrieben. Deren Zusammenwirken sowie diverse umgesetzte Sicherheits- und Schutzfunktionen werden besonders hervorgehoben. Im Weiteren wird das Steuerungs- und Regelungskonzept hard- und softwareseitig vorgestellt. Der letzte Abschnitt der Masterarbeit widmet sich der Inbetriebnahme des Gerätes, den durchgeführten Tests und deren Ergebnissen.
Diese Masterarbeit befasst sich mit Schalldämpfer in Rohrleitungen im Allgemeinen und mit der Entwicklung von Verbundplattenresonatoren für die Dämpfung tieffrequenter Anteile im Speziellen. Gewöhnliche Absorptionskulissen generieren bei tiefen Frequenzen nur Dämpfung, wenn die Kulisse unverhältnismäßig dick und somit teuer ist. Mit der Verwendung von Plattenresonatoren kann auch mit dünneren Kulissen eine erhöhte Dämpfung im tieffrequenten Bereich erzeugt werden. Eine besonders breitbandig wirkende Art stellt hierbei der Verbundplattenresonator dar. Es wird auch auf den Einsatz jener Resonatoren in Kamininnenzügen eingegangen. Im Rahmen diese Arbeit werden erste Prototypen von Verbundplattenresonatoren entwickelt und bei der Firma ALS-GmbH gebaut. Insgesamt werden zwölf unterschiedliche Konfigurationen des Resonators gefertigt. Diese Prototypen werden anschließend in einem Prüfstand getestet. Der Aufbau des Prüfstandes gemäß den aktuellen Normen wird erarbeitet und dem entsprechend auf dem Gelände der ALS GmbH aufgebaut. Die Messergebnisse werden ausgewertet und zeigen die unterschiedlichen Auswirkungen der Konfigurationen auf die Dämpfung bzw. den α-Wert der Prototypen. Der Einfluss der Masse-Feder-Frequenz der Resonatoren wir hierbei klar ersichtlich.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von gedruckten Strukturen. Hierbei wird ein kurzfaserverstärkter thermoplastischer Kunststoff genauer betrachtet. Infolge der ermittelten Materialeigenschaften wird ein Materialmodell, unter Nutzung des ANSYS Material Designers, erstellt. Dieses Modell soll die Materialeigenschaften der gedruckten Strukturen abbilden. Mit Hilfe des erstellten Materialmodells soll das Verformungsverhalten von Demonstratorbauteilen untersucht werden. Des Weiteren findet eine kurze Betrachtung einer möglichen Verstärkung der Demonstatorbauteile durch Endlosfasern statt.
Großraumbüros sind aufgrund ihrer hohen Wirtschaftlichkeit, den kurzen Kommunikationswegen und der daraus verbesserten Teamarbeit trotz den Herausforderungen der letzten Jahre weiterhin sehr beliebt. Durch die komplexen Grundrisse sowie einer Viel-zahl an Gegenständen ist eine raumakustische Prognose infolge von Simulationsmethoden basierend auf dem Ray-Tracing Algorithmus sehr fehleranfällig. Begründet wird dies mit fehlenden Welleneigenschaften, wie z.B. der Beugung. Diese Arbeit stellt daher eine hybride Simulationsmethode vor, welche die tieffrequente - durch FEM ermittelte - Impulsantwort mit der mittel- und hochfrequenten Impulsantwort – erzeugt durch Ray-Tracing – kombiniert.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Projektbearbeitung. Anhand von Recherchen und aktuellen Erkenntnissen wird geprüft, inwiefern Konstruktionsmethodik im Sondermaschinenbau Angewandt werden kann. Ziel soll die Erstellung einer Leitlinie für den Konstruktionsprozess sein, die bei einer Erhöhung der Erfolgsrate die Bearbeitungsdauer und somit die Kosten neuer Projekte senkt.
Aktuell wird eine große Anzahl additiver Verfahren zum Druck von Leiterbahnen entwickelt. Dazu zählt auch der am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) entwickelte Rotationsdruckkopf für die Drahtablage. Mit diesem können reguläre Drähte auf im definierten Bahnen abgelegt werden. Aus vergleichbaren Verfahren [Saar2019] sowie den Erfahrungen am Institut sind Positionsabweichungen des Drahts in Bögen bekannt. Diese Arbeit stellt eine Strategie zur Korrektur dieser Abweichungen vor. Dazu wird der Einfluss des Drahts auf das Abkühlverhalten der Druckspur analysiert. Darauffolgend findet eine Optimierung der Druckparameter hinsichtlich Druckgeschwindigkeit, Drahtposition und Einbettung des Drahts statt. Die ermittelten Optima werden mit der Drahtablage ohne Korrektur verglichen. Die gesammelten Erkenntnisse werden zum Druck funktionsintegrativer Bauteile angewandt. Zur Analyse der Abkühlgeschwindigkeit wurden Temperatur-Zeit-Diagramm des Abkühlvorgangs einer Druckspur unter variierenden Druckparametern erstellt. Die Positionsbestimmung der 130 ausgewerteten Testkörper des Drahts fand durch eine CTDurchleuchtung statt. Über eine Bildauswertung wurden 99 Messpunkte entlang der Drahtbahn jeder Probe abgetastet. Es wurde beobachtet, dass die Drähte Wärmeenergie von der Düse in die Druckspur transportieren. Je größer der verlegte Draht, desto stärker war dieser Wärmetransport und desto langsamer die Abkühlung. Für die genutzten 0,2 mm Drähte konnte eine deutliche Verbesserung der Druckergebnisse durch die Korrektur festgestellt werden. Die 0,4 mm Drähte hingegen erzielten ohne Korrektur bessere Druckergebnisse. In der Anwendung der Drahtablage konnten mit der Korrektur Flexible Leitungsträger genauer gefertigt werden. In der Funktionsintegration eines Heizdrahts in einen Linsenhalter eins Teleskops konnte eine Verringerung der nötigen Leistung von 73% nachgewiesen werden. Durch diese Arbeit wurde die Prozesssicherheit und Effizienz der Drahtablage durch den Rotationsdruckkopf erhöht.
Gold findet häufig als Beschichtungswerkstoff für Stecker und Steckkontakte Anwendung. Die geringe Fähigkeit des Materials mechanische Belastungen zu ertragen wird bislang durch einen erhöhten Materialeinsatz kompensiert. Das ist weder ressourcenschonend noch wirtschaftlich wünschenswert. Darum liegt in der Verbesserung der Abrieb- und Verschleißfestigkeit ein erhebliches Potenzial. Im Rahmen der Arbeit wird ein marktüblicher Elektrolyt durch die Kombination von verschieden Additiven modifiziert. Aus den draus entstehenden Elektrolyten werden Goldschichten galvanisch abgeschieden und anschließend auf Härte und Verschleißresistenz untersucht. Die Auswertung der Versuche zeigt, dass auf dem Weg der Elektrolytmodifikation durch geeignete Additive eine Verringerung des Verschleißes erzielt wird. Als Grundlage für gezielte weitere Versuche werden die Ursachen für Veränderungen der mechanischen Eigenschaften wissenschaftlich beleuchtet.
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines mikrocontrollergestützten Verfahrens zur Synchronisation von Teilnehmern, welche über niederfrequente, schmalbandige Analogkanäle kommunizieren. Es werden eine mögliche Anwendung, sowie verschiedene Lösungsansätze aufgezeigt. Weiterhin wird anhand eines entwickelten Laborversuches dargelegt, wie eines der vorgestellten Verfahren implementiert werden kann und welche Ergebnisse damit erzielt wurden.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Android App. Mit Hilfe dieser App soll das Fahrzeug im Rahmen des ATLAS Projektes über Bluetooth Low Energy (BLE) angesteuert werden. Darüber hinaus ist das Ziel der Masterarbeit, die Konzeption, Entwurf und Entwicklung einer BLE-App. Dabei werden die verschiedenen Ebenen der Kommunikation Technik und die verwendeten Protokolle erläutert.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erstellung von Simulationsmodellen, welche die Entwicklung des Energieversorgungssektors für die Bundesrepublik Deutschland bis zum Jahr 2050 aufzeigen sollen. Damit ist der Gedanke verbunden die möglichen Probleme, die durch das Absinken der rotierenden Massen im Stromnetz aufgrund des ansteigenden regenerativen Erzeugeranteils auftreten können, frühzeitig zu identifizieren und zu veranschaulichen. Durch die Variation von Netzparametern wird kein fester Zeitverlauf dargestellt, sondern eine Auflistung von alternativen Szenarien betrachtet. Jedes Szenario wird mit den Ergebnissen einer Referenz verglichen und anschließend bewertet. Hierzu werden offizielle Daten genutzt und festgelegte Grenzwerte übernommen.
In der vorliegenden Arbeit werden Grundlagenuntersuchung zum Schmelzen von Papier unter Zuhilfenahme von Laserstrahlung präsentiert. Zum Einen werden Bestrahlungsexperimente von Papier mit CO-Laserstrahlung durchgeführt. Dabei wird auf fluenzabhängige Wechselwirkungsregime, spektroskopische Veränderungen infolge der Bestrahlung sowie auf die Dynamik der Pyrolyse eingegangen. Zum Zweiten wird die resonante Anregung von Molekülschwingungen mittels Laserstrahlung durchstimmbarer Wellenlänge thematisiert. Zuletzt werden Ergebnisse der Kombination von Druck und Laserstrahlung präsentiert. Diese dienen der Reproduzierung und Weiterentwicklung von bereits veröffentlichten Untersuchungsergebnissen. Auf Basis des aktuellen Kenntnisstandes ist ein Schmelzen von Cellulose nicht möglich.
Im Rahmen eines Projekts der Firma ABP Akustikbüro Becker & Partner und der vorliegenden Masterarbeit für den Studiengang Ingenieurakustik erfolgte die Auslegung und Umsetzung der Raumakustik für ein Tonstudio in München. Dieses hat sich auf elektronische Musik spezialisiert. Hierfür erfolgten raumakustische Berechnungen und Messungen. Die Akustikelemente wurden auf der Grundlage eines ausgearbeiteten Konzepts entwickelt, in Eigenregie gefertigt und an den entsprechenden Stellen in das Studio integriert. Abschließend erfolgte ein Wirksamkeitsnachweis mittels einer weiteren überprüfenden Messung der Nachhallzeit im fertigen Studio.
Messung und Nachweis von Rastmoment und Spannungsinduktion
an einem magnetischen Pendelschwinger
(2020)
Für die Grundlagenausbildung der Studenten sind die Gesetze des Elektromaschinenbaues an einem einfachen Versuchsträger leichter erlernbar. Das magnetische Pendel kann dabei den Luftspalt eines Eisenkernes durchschwingen und in dessen Spule Spannung induzieren. So lassen sich Induktionsgesetz, Rastmoment und Lorentzkraft messtechnisch erfassen und durch einfache Rechnungen bestätigen. Das Zusammenspiel von elektrischem und magnetischem Kreis kann so gezeigt und ausprobiert werden.