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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.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Untersuchungen zum Mikro-Laserfügen von Al2O3 Keramik mit kontinuierlicher Laserstrahlung. Blindschweißungen an Aluminiumoxidkeramik mit einer Reinheit von 96% werden hinsichtlich geeigneter Parameterfenster untersucht. Durch die Variation der Fokusdurchmesser, Laserstrahlleistung und Scangeschwindigkeit sollte ein anwendbares Parameterfenster entwickelt werden, wo möglichst rissfreie Schweißnähte entstehen. Durch die Versuche sollte Intensitäts-Schwellwerte für das Schmelzen und für das Abtrag bestimmt werden. Wenn ein Parameterfenster ermittelt wurde, wo rissfreie Schweißnähte entstehen, sollte eine Stumpfstoßschweißung realisiert werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Laserstrahlschweißen von Aluminiumoxid-Keramik. Die Keramik wird im Parallelstoß mit bis zu 2 mm tiefen und 100 mm breiten Schweißnähten gefügt. Die Laserstrahlung wird durch einen gepulsten Ytterbium Faserlaser erzeugt und mittels Scannerspiegel geführt. Es gilt durch Beurteilung der entstehenden Gefüge- und Rissstrukturen herauszufinden, inwiefern die Erzeugung einer gasdichten Verbindung ohne Vorheizen der Keramik möglich ist.
Untersuchungen zum Materialabtrag einer Nickel-Chrom-Legierung mittels Femtosekunden-Laserstrahlung
(2016)
Das Ziel der Bachelorarbeit ist, die Einflüsse der Laserparameter auf die Laserbearbeitung von Nickel-Chrom-Legierung zu untersuchen. Mittels Femtosekundenlaser werden die Parameter variiert und verschiedene Testfelder erzeugt. Die Ergebnisse werden unter Optisches-Mikroskop, Elektronenmikroskop und Konfokal-Mikroskop gemessen und ausgewertet.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Umsetzung eines Versuchsaufbaus und der Durchführung von grundlegenden Untersuchungen zum Laserstrahlschweißen mit Zweistrahltechnik am bedingt schweißbaren Vergütungsstahl 4CrMo-4 Dafür sollten Versuche mit den Leistungsverteilungen 70:30 (7 kW + 3 kW) und 90:10 (9 kW + 1 kW), verschiedenen Spotabständen bzw. Prozessführungsvarianten und Fokussierungen des Nebenstrahls durchgeführt werden. Das Ziel dabei sollte sein, geeignete Parameter zu finden um einen prozesssicheren Fügeprozess mit möglichst wenigen Nahtunregelmäßigkeiten, aber bei gleichzeitig hohen Einschweißtiefen und Schweißgeschwindigkeiten, zu realisieren.
Das Hauptaugenmerk lag dabei auf einer Veränderung des geführten Temperatur-Zeit-Regimes zur Minderung der Aufhärtungserscheinungen und Spannungsreduzierung. Als Ergebnis konnten Parameter zur positiven Beeinflussung der Schweißnahtqualität gefunden werden. Eine Minderung der Aufhärtungserscheinungen konnte nicht realisiert werden.
In der vorliegenden Diplomarbeit wird das Verhalten des Gusswerkstoffes AlSi10Mg beim Schweißen mit einem 10 kW Monomode Faserlaser untersucht. Ziel dabei ist es, die Einflüsse der Parameter Leistung (7 kW bis 10 kW), Schweißgeschwindigkeit (2 m/min bis 10 m/min) und Fokuslage (WSO und -6 mm) an verschiedenen Brennweiten (250 mm, 500 mm und 1500 mm) zu identifizieren. Dazu werden hauptsächlich Blindschweißversuche durchgeführt. Zur Bewertung der Festigkeit werden Zugproben auch an ausgewählten Parametern als I Naht verschweißt. Das Schweißergebnis wird neben der allgemeinen Nahtgeometrie vor allem hinsichtlich der erreichten Einschweißtiefe bewertet. Dabei gilt es, die Qualität der Schweißnähte hinsichtlich Poren zu verbessern und Optimierungsansätze herauszuarbeiten.
Die vorliegende Arbeit wurden die Untersuchungen zur Laserstrahlschweißen einer Mischverbindung aus stranggepresstem Rohrmaterial AlMgSi1 an additiv hergestelltem Aluminiummaterial AlSi10Mg mit einem an der Hochschule Mittweida vorhandenen 10 kW Monomode Faserlaser durchgeführt. Ziel der Forschungen war geeignete Parameter herauszufinden, um einen prozesssicheren Fügeprozess mit möglichst wenigen Nahtunregelmäßigkeiten, vor allem mit geringer Porosität und hoher Einschweißtiefe, zu realisieren. Dazu wurden Schweißversuche mit verschiedenen Parametern, wie beispielsweise Leistung, Schweißgeschwindigkeit sowie Fokuslage durchgeführt. Zur Verifizierung der Ergebnisse wurde anschließend die Festigkeit der erzeugten Schweißnähte mittels Zugversuchs bewertet.
In der vorliegenden Bachelorarbeit wurden Forschungen zum Hochgeschwindigkeitslaserschweißen an AlSi12 mittels 10 kW Monomode Faserlaser durchgeführt. Der Schwerpunkt der Forschungen war das Herausarbeiten von Optimierungsmöglichkeiten zum Verbessern des Schweißergebnisses bei Leistungen bis 10 kW und Geschwindigkeiten bis 10 m/s. Die Wahl der Brennweite bezieht sich auf 250 mm, 500 mm, 1000 mm und 2000 mm.
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 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 beschäftigt sich mit ersten systematischen Untersuchungen zum Hochgeschwindigkeits-μSLM von Edelstahl. Die ultraschnelle Strahlablenkung wird mithilfe eines Polygonspiegelscanners realisiert. Auf Grundlage einer umfangreichen Literaturrecherche werden die physikalischen Vorgänge während der Bestrahlung eines Pulverbetts mit fokussierter Laserstrahlung erläutert. Das so gewonnene Wissen wird zur Entwicklung eines numerischen Modells für die Prozesssimulation genutzt. In experimentellen Untersuchungen wird der Einfluss der Scangeschwindigkeit, der Schichtdicke und des Linienabstandes auf die erzeugbaren Strukturen ermittelt. Die starke Verdampfung von Material während der Bestrahlung und die daraus folgenden Effekte werden ausführlich diskutiert und abschließend ein Überblick zur weiteren Optimierung des Verfahrens gegeben.
In dieser Arbeit sollen weiterführende Untersuchungen zum Hochgeschwindig-keitslaserschweißen ohne Verwendung von Zusatzwerkstoff mit einem 3 KW Singlemode Faserlaser durchgeführt werden. Ziel istes die Verfahrensparameter zu ermitteln, unter welchen das Durchschweißen von hoch- bzw. niedriglegiertem Stahlblech im Stumpfstoß realisiert werden kann. Dazu werden experimentelle Untersuchungen angestellt, in denen durch eine Variation verschiedener Parameter wie bspw. der Schweißgeschwindigkeit, der Stahloszillation oder dem Lasereinstrahlwinkel, dieses Ziel erreicht werden kann. Dabei liegt der Fokus auf der Erreichung der maximal möglichen Schweißgeschwindigkeit. Durch eine Beeinflussung der Dampfkapillare und der Plasmadampffackel soll weites Optimierungspotential des Prozesses festgestellt werden. Abschließend wird die Festigkeit der erzeugten Schweißnähte mittels Mikrohärtemessung und Zugversuch bewertet.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zum Fügen von hybriden Materialkombinationen. Dabei liegt der Hauptschwerpunkt auf einem Klebeverbund zwischen Polyamid und Stahl. Beide Werkstoffe müssen dazu zunächst vorbehandelt werden. Da bei einer Kunststoff-Metall-Klebung einige Schwierigkeiten auftreten können, soll das Polyamid vorher metallisiert werden. Somit kann Metall mit Metall verklebt werden. Das Ziel ist dabei eine größere Haftfestigkeit zu erreichen als ohne die Metallisierung.
Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob sich verschiedene Wafereigenschaften wie Dotierung, Kristallorientierung, Ladungsträgerkonzentration des Wafers oder Oxidschichten, die in der Zeit vor dem Lasermarkieren auf den Wafern entstehen können, eine Auswirkung auf den Markierprozess haben.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wird untersucht, ob Temperatur und Luftfeuchtigkeit sich auf den Markierprozess bei einer Wellenlänge von 1064 nm auswirken. Hierfür hatte es im Unternehmen Anzeichen gegeben, welche jedoch bislang weder sicher bestätigt, noch ausgeräumt werden konnten. Zudem soll in diesem Punkt eine Korrelation der Erkenntnisse mit der vorhandenen Produktionsschwankung erfolgen. Darüber hinaus findet eine Beurteilung möglicher anderer Einflussfaktoren statt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Metallklettverschluss als eine noch nicht so verbreitete Fügetechnologie als Alternative zu den gängigen Klettverschlüssen, die sich bereits auf breiter Front in Industrie und Haushalt durchgesetzt haben. Neben den theoretischen Grundlagen beschreibt die Arbeit auf Basis verschiedener Untersuchungen (Druck- und Zugversuche) die Abhängigkeit eines Metallklettverschlusses von der jeweiligen Pinstruktur.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Untersuchung eines Riemen CVT-Getriebes für die Anwendung in Fahrzeugen der Mikromobilität. Nach der Darlegung des Stan-des der Technik wird durch Dauerläufe an einem Riemenprüfstand der Einfluss zwei verschiedener Keilwinkel auf das Betriebs- und Verschleißverhalten der Materialpaarung PU – PA6 ermittelt. Zudem werden anhand der Ergebnisse Varianten für einen Verstellmechanismus entwickelt. Die Vorzugsvariante wird mittels eines Variantenvergleichs ermittelt und ein konstruktiver Erstentwurf dieser erstellt. Für die Modellierung wird die 3D-CAD Software SolidWorks verwendet.
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.
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.
Die Vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einen neuen Weg zur Überprüfung der Schweißnaht von Stählen. Mit Hilfe der qualitativen und quantitativen Element-Analyse wird die Grenze der Schweißnaht durch den spektralen Unterschied in Bohrungen ermittelt. Unterschiedliche Lochtiefen und Durchmesser führen zu unterschiedlichen Spektren. Eine Auswertung der Spektren erlaubt somit Rückschlüsse auf die Ergebnisse des Bohrprozesses. Zur Realisierung des Verfahrens wird untersucht, wie sich das aufgenommene Spektrum bei definierten Laserparametern ändert. Aufgrund der hohen Anforderungen des Spektrometers und der Änderung der Eigenschaften des Plasmas in Bohrungen konnte das Ziel schwierig realisiert werden.
In der Arbeit hat man die Funktionalität eines firmeneigenen Versuchsstandes für das Selective Laser Melting getestet. Dabei wurden mehrere Bauteile gefertigt und diese hinsichtlich ihrer äußerlichen Beschaffenheit beurteilt. Es erfolgten mehrere Anpassungen bezüglich der Anlagenkomponenten und der gewählten Prozessparameter. Die Arbeit verdeutlicht die Vielfalt der Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität und den Prozessablauf.
In der vorliegenden Bachelor-Thesis soll das Umformpotenzial von lasergeschweißten HSD®-Rohren für die Anwendung der Hydroforming-Technologie untersucht werden. Das Ziel der Arbeit ist es, mithilfe des Laserstrahlschweißens Nahteigenschaften zu erreichen, die denen des HSD®-Grundwerkstoffes gerecht werden. Um den Aufwand der Untersuchungen zu begrenzen, erfolgen die Versuche an ebenen Blechproben im Stumpfstoß.
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Analyse von laserinduzierten
Kavitäten in Silizium. Die Bearbeitung erfolgt mittels einem Faserlaser mit einer
Wellenlänge von 1064 nm. Dabei werden modifizierte Bereiche durch Einzel-pulse unter Variation der Pulsenergie, Pulsdauer und Pulsabstand im Inneren
von Siliziumproben erzeugt. Untersuchungsziel ist es Schwellwerte zu ermitteln,
wo eine Dichteumformung bis hin zur Erzeugung von Kavitäten ohne innerliche
und äußerliche Beschädigung des Siliziumwafers stattfindet.
Bei der vorliegenden Arbeit wird anhand von Literatur eine Einordnung des Mikro-SLM Verfahrens in die momentane Industrielandschaft vorgenommen. Es werden auf Basis grundlegender Untersuchungen zum Linienabstand, zur Rauheit und zur Strukturerzeugung nach VDI 3405 mit Hilfe von Simulation die Herstellbarkeit von Strukturteilen untersucht. Die gewonnen Kenntnisse werden auf die Untersuchungen zur Herstellung von Uhrwerksteilen angewandt. Abschließend erfolgt die Analyse der Ergebnisse und die Darstellung von Strategien zur Optimierung des Verfahrens und ein Ausblick auf die
Anwendbarkeit in der Industrie.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit den Auswirkungen des Stirnplanfräsens auf den Eigenspannungszustand in der Oberflächengrenzschicht von Prüfstücken aus dem unlegierten Vergütungsstahl C45. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Bewertung der Zusammenhänge zwischen relevanten Fertigungsparametern und der sich einstellenden Charakteristik des Randzonenbereichs. Die Ermittlung des Eigenspannungszustands wurde hierbei unter Zuhilfenahme der Messmethodik des Bohrlochverfahrens durchgeführt. Auf der Grundlage der erzielten Erkenntnisse erfolgte ebenfalls eine Analyse der verwendeten Werkzeugmaschine auf ökonomischer Ebene. Einen weiteren zentralen Bestandteil dieser Arbeit bilden die sich anschließenden Langzeituntersuchungen, welche sich am Vorgehen sowie den Randbedingungen einer spanenden Bearbeitung aus der Praxis orientieren. Erneut steht dabei der sich ausbildende Spannungszustand im Randzonenbereich der C45-Proben im primären Fokus. Am Ende dieser wissenschaftlichen Arbeit steht die ausführliche Zusammenfassung aller gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnis sowie deren Zusammenhänge und Ableitungen der bearbeiteten Forschungsthematik
Tiefes verstärkenden Lernen ist eine Kombination aus tiefem Lernen und ver-stärkendem Lernen, die ihre jeweiligen Vorteile erbt, jedoch immer noch einige Probleme beim tiefen Lernen oder beim verstärkenden Lernen aufweist. In die-sem Artikel wird die Stabilität des Algorithmus analysiert und untersucht, um die relevanten Probleme zu lösen.
In der Bachelorarbeit soll ein am Laserinstitut der Hochschule Mittweida vorhandener 10 kW Monomode Faserlaser auf seine Anwendbarkeit zum Laserschweißen von pAM- und MM-Bauteilen aus AlSi10Mg-Material hin untersucht werden. Dieser Laser hat die derzeit höchste verfügbare Laserstrahlleistung mit dieser hohen Strahlqualität. Dadurch besteht das Potential sehr hohe Intensitäten im Strahlfokus zu erzeugen und somit beim Laserstrahlschweißen auch an stark wärmeleitendem Material, wie dem AlSi10Mg, große Einschweißtiefen mit vergleichsweise hohen Schweißgeschwindigkeiten realisieren zu können. Jedoch wurden bei früheren durchgeführten Laserschweißversuchen an dem additiv (AM) hergestellten AlSi10Mg-Material festgestellt, dass verstärkt Poren in der Schweißnaht auftraten. Dies war im unteren untersuchten Schweißgeschwindigkeitsbereich insbesondere bei höheren Laserstrahlleistungen (5 – 10 kW) der Fall. Beides deutet dabei auf eine Überhitzung der Schmelze hin. Poren sind aber für den vorgesehenen späteren Einsatz beim Fügen von AM und MM-Bauteilen sehr nachteilig. Weiterhin zeigte sich, dass auch mit maximaler Laserstrahlleistung von 10 kW die erreichbare Einschweißtiefe auf unter 20 mm limitiert war. Aus diesem Grund soll in der Bachelorarbeit untersucht werden, ob durch Verwendung größerer Brennweiten und daraus resultierender geringerer Strahlintensitäten im Laserfokus, eine Reduzierung von Poren im Schweißprozess bzw. einer Erhöhung der Einschweißtiefe erreichen lässt. Die Untersuchungen sollen an gegossenem und an pAM-generiertem AlSi10Mg-Material durchgeführt und die Ergebnisse dann entsprechend verglichen werden.
Genaue Kenntnisse über Fertigungskosten eines Stahlbauunternehmens sind unentbehrlich für den wirtschaftlichen Erfolg. Durch die Verringerung des Kostenaufwandes in der Fertigung steigt die Konkurrenzfähigkeit des Unternehmens gegenüber seinen Mitbewerbern.
In dieser Arbeit werden unterschiedliche Fertigungsvarianten vorgestellt und miteinander verglichen. Anhand von ausgewählten Bauteilen wird dem Leser aufgezeigt, wie sich die einzelnen Fertigungsvarianten auf die Endkosten auswirken und dienen als Hilfestellung bei der zukünftigen Investitionsplanung.
Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erarbeitung von Kalibriermög-lichkeiten im Bereich der On Board Diagnose für Personenkraftwagen an einem Hardware in the Loop Prüfstand. Ziel ist es, die Durchführbarkeit unterschiedlicher Diagnosen zu prüfen und zu dokumentieren. Zusätzlich soll eine Übersicht erstellt werden, welche alle notwendigen Informationen enthält um auf gezielte Anfragen zum Thema On Board Diagnose am HiL sofort eine Übersicht über die aktuellen Möglichkeiten unseres Hauses geben zu können.
Die Aufgabe dieser Arbeit ist es, mit Hilfe von Mustererkennungsmethoden zu untersuchen, welche geometrische Merkmale beim Sandstrahlen von Aluminiumbauteilen auf den Oberflächen gezielt verändert werden können. Hier sind die Hauptaufgaben:
- Messung von Oberflächen gezielt texturierter Bauteile mittels konfokalem Messprinzip und Aufbereitung der Topografiemessdaten.
- Bildung der Oberflächenmerkmale aus Topografiekenngrößen wie Sa, Ssk, Sal, Sdr usw. mittels handelsüblicher Software und eigenen Lösungsansätzen.
- Klassifikation der verschiedenen Oberflächen anhand der Oberflächenmerkmale mit Hilfe geeigneter Klassifikationsverfahren.
- Auswahl der für die Klassifikation entscheidenden Merkmale
- Erarbeitung einer Softwarelösung zur Durchführung der Untersuchungen unter Zuhilfenahme einer geeigneten Umgebung (Visual Studio, MATLAB, R o.ä.)
Die vorliegende Bachelorarbeit dient zur Validierung der analytischen Berechnung der Kurzschlusskräfte in den Wicklungen eines Verteiltransformators mithilfe numerischer Simulationen. Des Weiteren dient sie der Untersuchung der Auswirkun-gen verschiedener Schenkelabstände und Hauptstreukanalbreiten auf die Kurzschlusskräfte. Zu Beginn wird auf die Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM) eingegangen. Anschließend werden die Kurzschlusskräfte in den Wicklun-gen von Verteiltransformatoren simuliert und mit dem im Praktikumsbeleg vorgestellten planaren Berechnungsmodell verglichen. Außerdem werden die Ergebnisse der 2D- und der 3D-Simulation vergleichend ausgewertet. Abschließend wird beurteilt, ob schnelle analytische Berechnungsmodelle eine Alternative zu numerischer Simulationssoftware wie ANSYS Maxwell darstellen.
Die chemische Beständigkeit von Aluminium ist in der Praxis von entscheidender Bedeutung. Mit Hilfe des Eloxalprozesses kann die natürliche Oxidschicht von Aluminium deutlich verstärkt werden. Die Untersuchung elektrolytisch erzeugter Oxidschichten hinsichtlich ihrer chemischen Beständigkeit in hoch konzentrierten
Medien ist Gegenstand dieser Arbeit.
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.
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.
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung der
thermisch gefügten Welle-Nabe-Verbindung im Industrieventilatorenbau zu einer
alternativen lösbaren Verbindung. Die ermittelte Fügemöglichkeit wird zunächst
berechnet und mittels FEM-Analyse überprüft. Während der Konstruktion
werden gestaltungstechnische Vorschriften nach DIN-Normen, aber auch nach
Vorgaben und Erfahrungen der Howden Turbowerke GmbH dargelegt und
berücksichtigt. Mit ersten Fügeversuchen der Verbindung sollen die
Berechnungen, die Konstruktion und die Machbarkeit für eine spätere
Serienfertigung bestätigt werden.
Nach dem aktuellen Stand der Technik werden Bau-Schalldämm-Maße gemäß DIN EN ISO 16283-1 meist mittels stochastischen Anregungssignalen wie rosa Rauschen über die Ermittlung von Sende- und Empfangspegel bestimmt. Für hochschalldämmende Bauteile wie sie im Studiobau häufig vorkommen, stößt dieses Verfahren jedoch an seine Grenzen. In DIN EN ISO 18233 wird ein alternatives Messverfahren zur Bestimmung der Schallübertragung zwischen zwei Räumen basierend auf Sinus-Sweeps beschrieben. Welche Möglichkeiten dieses Verfahren für die Bestimmung der Luftschalldämmung hochschalldämmender Bauteile bietet, wird in dieser Arbeit genauer untersucht. Das Swept-Sine-Verfahren wurde dafür mithilfe von mehreren MATLAB-Skripten implementiert und an hochschalldämmenden Bauteilen wie einer zweischalige Leichtbauwand mit getrenntem elastisch gelagertem Ständerwerk sowie unterschiedlichen Raum-in-Raum-Konstruktionen angewendet.
Der Schwerpunkt dieser hier vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit lag auf der umfassenden Bewertung des Einflusses einer kryogenen CO2-Kühlung sowie ta-C beschichteter Werkzeuge auf die Zerspanung von glasfaserverstärkten Kunststoffen. Darüber hinaus bilden die Analyse und die Weiterentwicklung be-stehender Werkzeugkonzepte zur Verbesserung des Prozessergebnisses ein weiteres zentrales Themengebiet dieser Arbeit. Hierfür erfolgte neben experimentell durchgeführter Fräs- und Bohruntersuchungen ebenfalls eine umfassende messtechnische Charakterisierung der eingesetzten Zerspanungswerkzeuge. Auf der Grundlage der daraus gesammelten empirischen Daten fanden die anschließende Potenzialevaluation der eingesetzten Zerspanungstechnologie sowie die Ableitung von Handlungsmaßnahmen zur weiteren Optimierung des untersuchten Prozesses statt.
Ziel dieser Arbeit soll sein, eine Entscheidung über die Wirtschaftlichkeit der Roboterautomation an CNC-Drehmaschinen in der VSM GmbH zu treffen. Der Stand der heutigen Automatisierung ist für den Schwerpunkt Robotik genauer erläutert. Für die Untersuchung der Wirtschaftlichkeit dient die Analyse des Teilespektrums der VSM GmbH. Dabei wird auf das Gewicht, dem verwendetem Halbzeug, der Stückzahl und der Bearbeitungszeit für die jeweiligen betrachteten Aufträge eingegangen. Für eine Roboterautomation an der CNC-Drehmaschine und deren Peripherie sind mögliche Lösungsansätze aufgeführt. Zusammen mit
einer realistischen Kostenbetrachtung und der Auswertung aus den Analysen sowie Praxisarbeiten, lässt sich die einleitende Fragestellung klären und eine Aussage über die Rentabilität der Anschaffung einer Roboterautomation für die VSM GmbH treffen.
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.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung eines robotergeführten Montagevorgangs von Verbindungskomponenten an Kunststoffverkleidungen im PKW-Interieur. Diese gliedert sich auf in drei Teilgebiete. Das erste Teilgebiet ist die Analyse der Verbindungskomponenten und einer Mittelkonsole, welche beispielhaft als Kunststoffverkleidung betrachtet wird. Dabei werden Geometrie, mögliche Fügemethoden und Fügekräfte betrachtet. Der zweite große Abschnitt widmet sich der Analyse verschiedener Roboter und es erfolgt eine Untersuchung, ob und wie eine Verwendung von diesen möglich ist. Daran anschließend werden Programmablaufpläne und Simulationen mit den verschiedenen Methoden erstellt und auf Besonderheiten von diesen hingewiesen. Das dritte und letzte Teilgebiet ist eine Untersuchung, ob eine Prüfung auf Anwesenheit und korrekte Montage der Verbindungskomponenten mittels Kameratechnik möglich ist. Hierzu wurde eine Machbarkeitsanalyse erstellt, welche die Versuche dokumentiert und mögliche Fehlerfälle aufzeigt
Die akustische Wirkung eines Schalldämpfers ist durch den Einfluss von Körperschall begrenzt. Die Ein- und Auskopplung von Körperschall spielt dabei eine ebenso wichtige Rolle wie dessen Weiterleitung. Bei der Dimensionierung eines Schalldämpfers wird der Einfluss des Körperschalls auf die Dämpfungswirkung gegenwärtig durch empirische Abschätzungen berücksichtigt. Die Folge ist oft eine Überdimensionierung der Konstruktion. In dieser Arbeit wurde die Übertragung von Körperschall zwischen gekoppelten Schalldämpferbauteilen untersucht. Dazu kamen Methoden der experimentellen und analytischen Statistischen Energieanalyse (SEA) zur Anwendung. Im Rahmen von Messungen an einzelnen und gekoppelten Schalldämpferbauteilen wurden SEA-Parameter messtechnisch bestimmt. Die Ergebnisse aus den Messungen wurden anschließend mit denen aus analytischen Rechnungen verglichen.
Für die einzelnen und gekoppelten Schalldämpferbauteile wurden SEA-Modelle entwickelt. In Voruntersuchungen an einfachen geometrischen Strukturen wurde die Anwendbarkeit der experimentellen und analytischen Methoden validiert. Die Arbeit wurde am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), Institutsteil Dresden, durchgeführt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Streifenleitung als Feldmessmittel für die Störfestigkeit elektronischer Einrichtungen und mit den auftretenden Koppelmechanismen mit Kabelsystemen bei einer Störfestigkeitsprüfung. Die Kopplung zwischen der Streifenleitung und einer Testleitung wird als verkoppelte Leitung entsprechend der Leitungtheorie modelliert und in Abhängigkeit von deren Einflussfaktoren untersucht.
Ziel der Diplomarbeit ist es, die Energie- und Kosteneffizienz bei der Hochleistungszerspanung von Aluminium-Knetlegierungen bei Verwendung verschiedener Werkzeuge zu untersuchen. Limitierende Faktoren für die Leistungsfähigkeit solcher Prozesse werden untersucht und werkzeug- und maschinenseitig kategorisiert. Es werden Zerspanungsversuche durchgeführt, die ein erhebliches Leistungssteigerungspotential erkennen lassen, welches in der Auswahl des eines maschinenspezifisch günstigen Werkzeuges begründet ist. Es zeigen sich signifikante Unterschiede, sowohl in der prozessbezogenen Energie-, als auch in der Kosteneffizienz im Vergleich zwischen den verschiedenen Werkzeugen. Durch ebenjene Leistungssteigerung des Zerspanungsprozesses kann der Wirkungsgrad der gesamten Maschine verbessert und der Energie-verbrauch pro Werkstück und die Fertigungskosten pro Werkstück reduziert werden. Es werden geeignete Kenngrößen für einen detaillierten Vergleich der Werkzeuge entwickelt. Weiterhin wird ein Werkzeugauswahlverfahren vorgeschlagen, welches durch Integration in die produktive Fertigung auch für Ein-zelteil- und Kleinserienfertigung die Möglichkeit zur Erschließung des Leistungssteigerungspotentials bietet.
Untersuchung der Ablationsdynamik dünner Metallschichten durch ultrakurz gepulste Laserstrahlung
(2017)
In dieser Arbeit wird die Absorption von ultrakurz gepulster Laserstrahlung in Goldschichten und deren anschließende Wärmeausbreitung im Material untersucht. Dazu werden Simulationen mit COMSOL Multiphysics basierend auf dem Zwei-Temperatur-Modell durchgeführt, wobei die Modelle der mittleren Stoßzeit der Elektronen, die Wärmekapazität der Elektronen, die Wärmeleitfähigkeit der Elektronen sowie Ansätze zur Temperaturabhängigkeit der dielektrische Funktion verschiedener Autoren untereinander verglichen werden. Zum Vergleich der simulierten mit den experimentellen Ergebnissen wurde ein Pump-Probe Aufbau realisiert, welcher die Messung der zeitlichen Änderung des Reflexionsgrades durch ultrakurz gepulste Laserstrahlung ermöglicht.
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.