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Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Günther Lange

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Publikationen

Veröffentlichungen des Fachgebiets Metallische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe

Anzahl der Treffer: 251
Erstellt: Wed, 17 Jul 2019 23:04:39 +0200 in 0.0194 sec


Einfluss der mechanischen Softreduction auf stranggegossene Edelbaustähle - Ilmenau - 100 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Um die Qualität ihrer Stranggussprodukte zu erhöhen, hat die Georgsmarienhütte mechanische Softreduction in ihren Fertigungsprozess integriert. Es handelt sich um ein Verfahren, bei dem der Strangquerschnitt reduziert wird, während der Stahl noch nicht völlig erstarrt ist. In dieser Arbeit sollte der Einfluss der mechanischen Softreduction auf die Stahlgüten 100CrMnSi6-4 (1.3520), 100Cr6 (1.3505) und 25MoCrS4 (1.7326) untersucht werden. Augenmerk lag vor allem auf Seigerungserscheinungen, Porosität, Versatz der metallurgischen Mitte und der Carbidausbildung. Dabei wurde festgestellt, dass der Bereich, in dem mechanische Softreduction angewendet wird, erheblichen Einfluss auf die Effektivität des Verfahrens hat. Wurde mechanische Softreduction bei zu hohem oder niedrigen Flüssigphasenanteil angewendet, so konnten Innenrisse oder negative Mittenseigerung beobachtet werden. Bei der gut parametrierten Anwendung von mechanischer Softreduction wurden Verbesserungen der Mittenseigerung, Kern- und Mikroporosität erkannt. Bezüglich der Carbidzeiligkeit und -netzwerke war kein signifikanter Unterschied durch die Anwendung des Optimierungsprozesses zu erkennen. Der Anteil an Primärcarbiden im Vorblock fiel durch die Anwendung von mechanischer Softreduction oft geringer aus. Der Mittigkeitsversatz konnte minimiert werden. Weitere Versuche sind noch nötig, um negative Mittenseigerung und Innenrisse zu vermeiden und die Porosität des Materials weiter zu verringern.



Wendland, Saskia;
Luftgekoppelte Ultraschallspektroskopie für die Polymercharakterisierung - Ilmenau - 102 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit wurde der Einsatz der luftgekoppelten Ultraschallspektroskopie für die Materialcharakterisierung von Polymerproben experimentell untersucht. Die bisherige Ultraschallspektroskopie beschränkte sich auf die Kontakt- und Tauchtechnik. Die Methode der Luftankopplung wurde dagegen weitestgehend vernachlässigt. Die luftgekoppelte Ultraschallspektroskopie stellt eine zerstörungsfreie, kontaktlose Alternative zu der Kontakt- und Tauchtechnik in der Werkstoffprüfung und Materialcharakterisierung dar. Die Untersuchungen wurden in einer Transmissionsanordnung durchgeführt. Bei dieser Anordnung wird zur Materialcharakterisierung der transmittierte Schall mit und ohne Probe detektiert und ausgewertet. Aus den detektierten Signalen werden die Übertragungsfunktionen von Schallwandlern und Luftstrecke eliminiert. Das erlaubt eine Aussage über die akustischen Eigenschaften einer Probe. Durch die Auswertung von den erhaltenen Amplituden- und Phasenspektren können Parameter wie die Dickenresonanz, die Phasengeschwindigkeit der quasilongitudinalen Schallwellen und die akustische Dämpfung der Probe bestimmt werden. Aus der Dickenresonanz sind Materialeigenschaften wie die Dichte, die Schallgeschwindigkeit, die akustische Impedanz und der Transmissionskoeffizient ermittelbar. Für die Untersuchungen wurden quasi-homogene Polymerproben und additiv gefertigte Polymerproben verwendet. Die additiven Proben wurden dabei mittels Schmelzschichtungsverfahren gefertigt. Diese sogenannten Füllgradproben weisen im Inneren eine Leichtbaustruktur in Honigwabenform auf, welche vom Füllgrad abhängig ist. Die kontrollierte Änderung der inneren Struktur, durch die Variation des Füllgrades und den damit verbundenen geringeren Materialeinsatz, hat auch eine Änderung der akustischen Eigenschaften zur Folge. Der erarbeitete theoretische Ansatz wurde experimentell untersucht und validiert.



Lange, Günther; Tonn, Babette; Lampke, Thomas
Poröse metallische Werkstoffe, insbesondere Aluminiumschäume : Herstellung, Eigenschaften, Potenziale und Forschungsansätze - Ilmenau - XII, 156 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Habilitationsschrift 2018


Passekel, Erik;
Prozessentwicklung und -bewertung zum Einsatz von Lasern in der Fertigung von Fahrwerkselementen - Ilmenau - 89 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die Weiterentwicklung von Stabilisatoren erfordert auch immer eine stetige Weiterentwicklung der Produktionsprozesse in der Automobilindustrie. Dabei findet im Unternehmen Mubea in der Fertigung schon länger die Oberflächenbearbeitung mittels Laserstrahlung Anwendung. An diesem Punkt soll diese Arbeit ansetzen und die Laserbearbeitung mittels neu entwickeltem Laser untersuchen. Dabei sind vor allem die unternehmensinternen Richtgrößen, Gummibruch und Anteile der bearbeiteten Fläche, zu untersuchen. Dazu wird ein Versuchsaufbau zur Inbetriebnahme des Lasers entwickelt. Anschließend werden statische und dynamische Haftversuche an der Laserfläche durchgeführt. Des Weiteren ist die bauteilgenaue Rückverfolgbarkeit ein wichtiger Punkt. Hierzu werden Halbzeuge mit Codes markiert, welche anschließend den Serienfertigungsprozess durchlaufen. Dabei wird versucht, diese zu jedem Prozessschritt der Fertigung eines Stabilisators auszulesen. Außerdem wird die Möglichkeit der Markierung von Fertigbauteilen zum Wegfall des Etiketts untersucht. Ein weiterer Untersuchungsgegenstand ist die Entlackung von Teilbereichen der Bauteiloberfläche mittels Laserstrahlung untersucht. Dabei ist das Hauptkriterium die Taktzeit pro Bearbeitungsfläche. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen finden Verwendung als Grundlage, um spätere Serienprozesse zu definieren und zu applizieren.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1042465436passe.txt
Technische Potenzialanalyse und Optimierung verschiedener Herstellungsverfahren von räumlich strukturierten, teilmetallisierten Kunststoffbauteilen im Bereich elektrischer Systeme - Ilmenau - 178 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die MID-Technologie für den Einsatz in Elektromotoren untersucht. MID steht für "molded interconnect device" (dt. spritzgegossener Schaltungsträger) und bezeichnet Kunststoffteile mit einer räumlich strukturierten, teilmetallisierten Oberfläche. Das Ziel der Arbeit ist eine technische Potenzialanalyse und Optimierung verschiedener MID-Herstellungsverfahren. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Frage: Wo und in welcher Form kann die MID-Technologie in Elektromotoren eingesetzt werden? Basierend auf einem umfassenden Vergleich der MID-Herstellungsverfahren werden verschiedene Konzepte von MID-Produkten speziell für Außenläufermotoren ausgearbeitet. Die Konzepte veranschaulichen die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der MID-Technologie und stehen exemplarisch für weitere Anwendungen. Sie zeigen das hohe Potenzial der Technologie auf. Die Konzepte sind hinsichtlich Produkt- und Prozesseigenschaften aufeinander abgestimmt und optimiert. Grundsätzlich kann einerseits festgehalten werden, dass sich einige MID-Herstellungsverfahren sowie angrenzende Themenfelder noch im Forschungs- und Entwicklungszustand befinden. Andererseits bietet die MID-Technologie neue Möglichkeiten bei der Entwicklung von hochfunktionellen Produkten.



Roth, Johannes;
Parameterentwicklung verzugsoptimierter dünnwandiger Bauteile aus nickelaushärtendem Martensitstahl der Klasse 1.2709 für das selektive Laserschmelzen mittels statistischer Versuchsplanung - Ilmenau - 129 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Mit dem zunehmenden Trend zur Individualisierung von Produkten, kürzeren Produktlebenszyklen und dem Druck der Kostensenkung wird die additive Fertigung zu einer wichtigen Schlüsseltechnologie. Das selektive Laserschmelzen (SLM) ist ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren zur Herstellung metallischer Bauteile. Durch einen schichtweisen Aufbau können Komponenten mit komplexen Geometrien hergestellt werden. Um das Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, muss jedoch die Bauzeit deutlich reduziert werden. Dies kann unter anderem durch eine Steigerung der Schichtdicke sowie über eine Erhöhung der Scangeschwindigkeit und des Spurabstands erreicht werden. Dadurch entstehen jedoch neue Herausforderungen in der Oberflächenqualität sowie im Bauteilverzug. In dieser Arbeit wird der Prozess des selektiven Laserschmelzens für dünnwandige Bauteile (1 - 3 mm Bauteildicke) aus dem Werkstoff 1.2709 dahingehend optimiert. Dafür wird mittels der statistischen Versuchsplanung (DoE) ein Regressionsmodell erstellt und ein optimierter Hatch-Parameter entwickelt. Anschließend werden die Einflüsse verschiedener Energiedichten auf die Oberfläche von Kontur, Up- und Downskin-Flächen untersucht. Zuletzt wird der neue Parametersatz an exemplarischen Bauteilen verifiziert und das Einsparpotenzial durch eine gesteigerte Volumenrate aufgezeigt.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1033573086roth.txt
Galler, Hans Burkhard;
Verfahrensentwicklung mit anschließender Analyse zur Reduzierung der Faserschädigung bei Hohlkörperstrukturen - Ilmenau - 110 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer Verfahrensentwicklung zur Herstellung von Hohlkörperstrukturen mit Langglasfaser verstärkten Kunststoffen. Die Intention ist das Zusammenführen von dem Fließpressen und der Gasinjektionstechnik. Durch das Plastifizieren mit offener Anlagendüse wird das Plastifikat geringeren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Mit der daraus resultierenden Faserlängenerhöhung geht eine höhere Porosität des Plastifikats einher. Hierdurch wird die Gefahr des Gasblasenaustrittes gesteigert. Zur Reduzierung der Porosität wird der Gasinjektionstechnik ein Pressverfahren vorausgeschalten. Ziel der Arbeit ist es die Verfahrensidee praktisch umzusetzen sowie die Reproduzierbarkeit der Außenkontur und der Wandstärke zu untersuchen.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1027488234galle.txt
Keidel, Christian;
Einfluss von Prozessparametern und Matrixeigenschaften auf die Oberflächenqualität kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffbauteile im Nasspressverfahren - Ilmenau - 124 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Außenhautbauteile aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) für die Automobilindustrie unterliegen hohen Anforderungen bezüglich ihrer Oberflächenqualität. Derzeit werden Sichtoptikbauteile insbesondere im Resin-Transfer-Moulding (RTM) oder Prepregverfahren hergestellt. Das dabei auftretende Phänomen der Faserdurchzeichnung verursacht eine Welligkeit an der Bauteiloberfläche und stellt die größte Herausforderung zur Erreichung einer Class-A-Oberflächenqualität dar. Im Rahmen dieser Arbeit werden relevanten Prozessparameter des Nasspressverfahrens und deren Effekt auf die resultierende Oberflächenwelligkeit untersucht. Für die Beurteilung der Oberflächenqualität werden unterschiedliche Messverfahren gegenübergestellt. Die Weißlichtinterferometrie und das Messsystem wave scan dual, das die Anteile von unterschiedlichen Wellenlängen eines optischen Profils auswertet, eignen sich für die Bewertung der Oberflächen. Im Gegensatz zum RTM-Verfahren, bei dem eine Erhöhung des Werkzeuginnendrucks zu einer Verbesserung der Oberflächenwelligkeit führt, ist eine Optimierung der Oberflächenwelligkeit durch den Werkzeuginnendruck unter den Randbedingungen des Nasspressverfahrens nicht möglich. Die Werkzeugtemperatur hat einen signifikanten Einfluss auf die Oberflächenwelligkeit, was auf das inhomogene thermische Ausdehnungsverhalten des Verbunds zurückzuführen ist. Es werden die Epoxidharzsysteme Hexion EPIKOTE 06000 und Dow VORAFORCE 5300 untersucht. Beide Harzsysteme erzielen eine ähnliche Oberflächenqualität, jedoch weist das Dow VORAFORCE 5300 eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit auf. Darüber hinaus werden das Potential und die Risiken der Modifikation von Epoxidharzen mit SiO2 Nanopartikeln aufgezeigt. Die SiO2 Nanopartikel reduzieren den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Harzes und führen somit zu glatten Oberflächen. Die nachträgliche Lackierung von CFK-Bauteilen für die Erreichung einer Class-A-Oberflächenqualität ist unumgänglich. Obgleich der Fokus dieser Arbeit nicht auf das Faserhalbzeug gerichtet ist, zeigt es sich, dass die Halbzeugqualität des Gewebes einen signifikanten Einfluss auf die Oberflächenqualität hat. Abschließend wird, basierend auf den Versuchsergebnissen, ein optimales Prozessfenster bestimmt, das den Anforderungen an die Oberflächenqualität bei bestmöglicher Wirtschaftlichkeit entspricht.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1024082202keide.txt
Thorn, Florian;
Grundsatzuntersuchungen beim Laserstrahlschweißen von Kupferwerkstoffen - Ilmenau - 155 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit Grundsatzuntersuchungen zum Laserstrahlschweißen von Kupferwerkstoffen mit der Zielsetzung, die optimalen Schweißparameter für verschiedene Versuchsvarianten zu finden. Für die Versuche wurde ein Trumpf Scheibenlaser mit einer Wellenlänge von 1030 nm verwendet. Durch optische Prüfungen und metallographische Untersuchungen wird aus der Versuchsreihe für jede Versuchsvariante der beste Parametersatz ermittelt. Mit den auf diese Weise selektierten Schweißproben werden weiterführende Untersuchungen durchgeführt, die für den späteren Anwendungsfall von Bedeutung sind. Hierzu zählen Härteprüfungen, Zugversuche, Bestromungsversuche, Temperaturmessungen während des Schweißprozesses sowie Restschmutzanalysen. Die gewonnenen Ergebnisse der Bachelorarbeit sollen den Abteilungen Entwicklung und Arbeitsvorbereitung der Division E-Mobility der ZF Friedrichshafen AG als Grundlage zur Auswahl geeigneter Anbindungsgeometrien und Prozessparameter für die Großserienfertigung dienen.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1019468777thorn.txt
Pohli, Philipp;
Ermittlung und Analyse des Prozessbereichs und dessen Grenzen beim Aluminiumbolzenschweißen hinsichtlich Werkstofflegierung und Blechstärke - Ilmenau - 82 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Das Fügeverfahren, Aluminium-Bolzenschweißen mittels Hubzündung, wird seit mehreren Jahren in der automobilen Großserienproduktion eingesetzt. Der wissenschaftliche Erforschungsgrad dieser Fügetechnik ist gering. Derzeit sind keine nennenswerten wissenschaftlichen Arbeiten verfügbar. Prozessparameter und dessen Grenzen sind bezüglich eingesetzter Werkstoffe nicht definiert. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird der Einfluss verschiedener Bolzen- und Blechwerkstoffe auf die Schmelzbildung ermittelt. Hierzu wurden die Schmelzen der Fügepartner nicht vereint. Somit lässt sich die Schmelzentwicklung an Bolzen und Blech separat betrachten. Die zur Untersuchung herangezogenen Werkstoffe sind der 5000er und 6000er Legierungsserie zugeordnet. Das Schmelzverhalten der Fügepartner wird in verschiedenen Polungsrichtungen und Schmelzzeiten abgetastet. Prozessgrenzen für die jeweiligen Fügepartner sind ermittelt. Mittels der errungenen Kenntnisse gelingt es unter Berücksichtigung zuvor definierter Schmelzgeometrien, Prozessparameter zu definieren. Die Festigkeit der Fügeverbindung ist abgeprüft und liefert vorzeigbare Ergebnisse. Auf Basis der Versuchsergebnisse konnte eine wissenschaftlich fundierte Parameterempfehlung erstellt werden.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/101653468Xpohli.txt