620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der konstruktiven Auslegung und Umsetzung eines sphärischen Couette-Experiments. Das Augenmerk liegt dabei auf der Kombination der Baugruppen Versuchsbehälter und Gestell mit den bereits vorhandenen Antrieben und den Helmholtz-Spulen. Die Auslegung der Konstruktion erfolgte für verschiedene Entwicklungsstufen des Experiments. Eine wichtige Rolle spielten die angedachten Messsysteme, weshalb zunächst ein Vorversuch durchzuführen war. Für verschiedene Konstruktionselemente mussten Variantenvergleiche sowie Berechnungen durchgeführt werden. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt dieser Arbeit war die Betreuung der Fertigung bis hin zum Aufbau. Für die Fertigung wurde ein kompletter Zeichnungssatz des konstruktiven Aufbaus erstellt.
Mittels Erprobung des Lastmanagements für PCS 7 und der Simatic S7 in verschiedenen Simulationen sollen mögliche Konzepten und Szenarien für den Einsatz und die Nutzbarkeit eines solchen automatisierten Systems für das Monitoring, die Prozessplanung und das aktive Lastmanagement in einer elektrotechnischen Anlage ermittelt und veranschaulicht werden. Die Simulationen sollen die Möglichkeiten überprüfen, die ein solches Lastmanagement-System aus dem Prozessleitsystems Siemens PCS 7 in Verbindung mit der Bibliothek powerrate und mit der Visualisierung WinCC für die Umsetzung bietet.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der gezielten Neuorientierung des Exchange Bias in spintronischen Schichtsystemen durch selektive Aufheizung mittels fokussierter Laserstrahlung im externen Magnetfeld. Hierbei wird der Einfluss der Prozessparameter auf die resultierende Exchange Bias Feldstärke dargestellt. Neben experimentellen Untersuchungen wird die laserinduzierte Aufheizung durch Temperaturfeldsimulationen charakterisiert. Erste Untersuchungen zur Anwendung des lasergestützten Verfahrens auf Leiterbahn-strukturen werden vorgestellt.
Die vorliegende Arbeit befasst sich zunächst mit der Analyse der Transportelemente der Wirkmaschine vom Maschinentyp Multiaxial sowie darauf aufbauend mit der Durchführung einer Untersuchung über geeignete Reinigungsverfahren für die Maschine MALITRONIC Multiaxial. Das Hauptziel ist dabei die Entfernung der Verunreinigungen von der Nadelfassung, die zu Störungen während des Produktionsprozesses führen können. Des Weiteren soll der bisher aufwendige Reinigungsprozess jeder einzelnen Nadelfassung per Hand durch eine geeignete Reinigungslösung ersetzt und die damit verbundene längere Produktionspause sowie das unnötige Montieren/ Demontieren der Transportelemente müssen somit nicht mehr durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes werden zuerst geeignete Lösungen bestimmt, untersucht und anschließend ausgewertet. Durch einen Variantenvergleich ist eine geeignete Variante ausgewählt worden. Für diese wird in einem nächsten Schritt der Konstruktionsentwurf erstellt. Den Abschluss bildet die Anfertigung einer Zeichnung und Stückliste.
Ziel der vorliegenden Arbeit war zunächst die theoretische Untersuchung von ausgewählten Aspekten des speziellen Verfahrens. Durch experimentelle Untersuchungen sollten die theoretischen Überlegungen und Modelle überprüft wer-den. Es sollte u.a. geklärt werden, wie der Aufbauprozess abläuft und welche physikalischen Parameter ihn entscheidend beeinflussen. Insbesondere sollte auf die Wechselwirkung von Laserstrahlung und Pulverpartikel sowie von Laserstrahlung und Substrat bzw. Mikrokörperoberfläche eingegangen werden. Weiterhin sollte eine Betrachtung der thermischen Prozesse durch Simulation und deren Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen einer Temperaturfeldmessung stattfinden. Als Probenkörper dienten generierte dünnwandige Bauteile mit unterschiedlichen Höhen und Längen. Als Abschluss sollten die gewonnenen Erkenntnisse zum Verfahren Micro Cladding mit gepulster Laserstrahlung mit dem bisherigen Micro Cladding und dem Lasermikrosintern verglichen werden.
Für ein vorhandenes elektrotechnisches System ist eine Regelung zu entwickeln und zu implementieren. In dieser Arbeit wird die Vorgehensweise von der Systemanalyse bis zur Implementierung des Reglers sowie dessen Test und Verifizierung beschrieben. Dazu ist zunächst eine Analyse des zu regelnden Systems durchzuführen, was anhand der Ausmessung verschiedener Komponenten geschehen soll. Aus den gewonnenen Messdaten leitet man anschließend die mathematischen Formeln für die Regelstrecke her. Das zu regelnde System wird mittels des Bode-Stabilitätskriteriums untersucht und die Reglerverstärkungen mit dem dem symmetrischen Optimum ermittelt. Darauf aufbauend muss das System im Computer durch eine Simulationssoftware eine Nachbildung finden und mit den zuvor berechneten Regelparameter auf Funktion und Richtigkeit überprüft werden. Der Regler ist dann in Software auszuführen. Aus dem Simulationsmodell wird eine Umsetzung der mathematischen Berechnungen in einen digitalen Signalprozessor mit der Programmiersprache C implementiert. Die Regelung wird anschließend erfolgreich am realen System getestet und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Für Abweichungen der Messergebnisse zur Simulation sind mögliche Fehlerquellen benannt.