Nanotechnologie - Innovationspotenzial und Herausforderungen für die Fügetechnik. - In: Schweissen und Schneiden, ISSN 0036-7184, Bd. 59 (2007), 3, S. 146-155
Grundlegende Untersuchungen zum flussmittelfreien Löten von Leichtmetall-Material-Mix Konstruktionen. - In: Hart- und Hochtemperaturlöten und Diffusionsschweißen, (2007), S. 176-182
Investigation about the chrome steel wire arc spray process and the resulting coating properties. - In: Journal of thermal spray technology, ISSN 1544-1016, Bd. 16 (2007), 5/6, S. 759-767
http://www.dx.doi.org/10.1007/s11666-007-9114-8
Fachgebiet Fertigungstechnik - Technische Universität Ilmenau : die Verbindungsspezialisten 2007, 16. bis 18. September 2007, Basel. - Ilmenau, 2007. - 1 CD-ROMCD-ROM enth.: Publikationen 1999 - 2007, Vorstellung des Fachgebietes in Text- und Videoform
Technologieentwicklung zur Herstellung variantenreicher innenstrukturierter Bauteile und Werkzeuge
1. Aufl.. - Aachen : Mainz, 2007. - 171 S.. - (Werkstofftechnologie ; 2) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2007
ISBN 3-86130-993-9
Durch die systematische Forschung bieten sich neue Ansätze und technische Prinzipien. Ein Beispiel dafür ist das Ausnutzen von Größeneffekten, wobei vor allem das Skalieren hin zu Mini- und Mikrokanälen zu nennen ist. Technisch umgesetzt wird dies in Bauteilen mit mikroskopischen Innenstrukturen, wie sie in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern benötigt werden. Durch die Verkleinerung von Kanälen wird ein höheres Oberflächen-Querschnittsverhältnis erzielt, wodurch auch in Mikrobauteilen sehr große Oberflächen innerhalb der Komponenten realisiert werden können. Gefordert wird dies in allen Bereichen, in denen Wärme zu- oder abgeführt bzw. getauscht werden muss, beispielsweise beim Spritzgießen oder der Kühlung von elektronischen Bauteilen wie Prozessoren. In allen Bereichen der Verfahrenstechnik besteht ebenso ein Bedarf an mikrostrukturierten Bauteilen, um Medien unter Ausnutzung von Größeneffekten zu mischen oder zu trennen. Auch wird die vergrößerte Oberfläche für katalytisch ablaufende Reaktionen gefordert, um große Katalysatorflächen zu erhalten. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, eine Prozesskette zum Herstellen von metallischen Bauteilen mit innenliegenden Mini- und Mikrokanälen zu entwickeln, ohne dass die Funktionsstrukturen während des Fügens deformiert und Form- und Lagetoleranzen überschritten werden. Mit der Prozesskette Lamellarer Aufbau und Diffusionsschweißen konnten diese Anforderungen erfüllt werden. Für makroskopische Dimensionen ist dieses Vorgehen schon seit längerem bekannt. Die Überführung hin zu Mikrodimensionen scheiterte jedoch bisher an den fehlenden Kenntnissen. Mit der vorliegenden Arbeit werden potentiellen Anwendern Erkenntnisse bereit gestellt, die notwendig sind, um innenstrukturierte metallische Bauelemente innerhalb der vorgegebenen Toleranzen fertigen zu können.Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die skalierungsbedingte Anpassung des Diffusionsschweißprozesses. Dafür wurden sowohl Experimente als auch FEM-Simulationen notwendig. Durch das Optimieren der Prozessparameter und Integrieren von Zusatzflächen sowie dem Anwenden einer Schweißstrategie konnten letztendlich Demonstratoren erfolgreich angefertigt werden. Neben dem eigentlichen Fügeprozess wurden weitere Elemente der Prozesskette analysiert und bewertet, wie beispielsweise die Lamellenfertigung und die dabei auftretende Gratbildung oder das Positionieren der Lamellen vor dem Schweißen mittels verschiedener Methoden.Anhand der gefertigten Demonstratoren, deren Konstruktion mittels CAE-Tools unterstützt wurde, konnte das Potential der Prozesskette für die Anwendungsgebiete Temperierung von Formwerkzeugen, Kühlen von Bauteilen sowie Verfahrenstechnik nachgewiesen werden.
Laserstrahlauftragschweißen unter dem Einfluss magnetischer und elektrischer Felder
1. Aufl.. - Aachen : Mainz, 2007. - 160 S.. - (Werkstofftechnologie ; 3) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2007
ISBN 3-86130-991-2
Der Einsatz von Laserstrahlung in der Oberflächentechnik steht derzeit als Synonym für exzellente Oberflächenqualität, geringste thermische Bauteilbeeinflussung, feine Mikrostruktur und minimale Aufmischung beim Beschichten. Zugleich steht diese aber auch für extrem hohe Schichtkosten. Eine umfassende industrielle Nutzung wird nur bei drastischer Steigerung der Prozesseffizienz erfolgen. Ein innovativer Ansatz zur Effizienzsteigerung verfolgt das gezielte Formen des Raupenquerschnitts während des Auftragschweißens. Hierzu ist es erforderlich, das Kräfteverhältnis im Schmelzbad durch eine von außen aufgebrachte Kraftkomponente zu beeinflussen. Elektromagnetische Kräfte erlauben es, durch die Wechselwirkung magnetischer Felder mit elektrischen Strömen das Schmelzbad berührungslos und flexibel zu formen. Als Ursachen für einen elektrischen Strom in der Schmelze kommen die Schmelzbadbewegung im magnetischen Feld, die thermoelektrische Potenzialdifferenz zwischen schmelzflüssigem Zusatz- und festem Substratwerk-stoff sowie eine externe Potenzialdifferenz in Betracht. Die Mechanismen werden hinsichtlich Einflussfaktoren, Wirkung, Prozessgrenzen und technologischer Nutzbarkeit untersucht und detailliert dargestellt. Unter industriellen Fertigungsbedingungen treten die drei Mechanismen immer überlagert auf, wobei die Wirkung infolge einer externen Potenzialdifferenz dominiert. Da die elektrische Leitfähigkeit bei metallischen Werkstoffen im Allgemeinen mit steigender Temperatur abnimmt, ist die Stromdichte in der Schmelze niedriger als im festen Grundwerkstoff. Hieraus resultieren für die technische Anwendung erhebliche Prozesseinschränkungen.Diese können nur überwunden werden, wenn es gelingt, eine ausreichende Stromdichte in der Schmelze zu realisieren. Diese Anforderung kann durch Ausnutzen des Skin-Effekts bei Einsatz hochfrequenter Magnetfelder grundsätzlich erfüllt werden, wobei magnetisch bedingte Instabilitäten nach einer außerordentlich komplexen Schmelzbadbeherrschung verlangen.Die erarbeiteten grundlegenden Prozesszusammenhänge belegen das weitreichende technische und ökonomische Potenzial einer elektromagnetischen Schmelzbadformung beim Laserstrahlauftragschweißen, das im Weiteren in die industrielle Anwendung zu überführen ist.
Neue korrosions- und verschleißbeständige FeCrNiMoC-Hartlegierungen für das Laserfeinbeschichten : Grundlagen und Anwendungen
1. Aufl.. - Aachen : Mainz, 2007. - VIII, 176 S.. - (Werkstofftechnologie ; 4) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2007
ISBN 3-86130-992-0
Neue korrosions- und verschleißbeständige FeCrNiMoC-Hartlegierungen für das Laserfeinbeschichten - Grundlagen und Anwendung Die Arbeit beschreibt die Entwicklung neuer hochkorrosions- und verschleißfester Funktionsschichten, die ohne zusätzliche Pufferung direkt auf hochlegierte Edelstähle aufgebracht werden können. Hierbei ist zu gewährleisten, dass sich die mechanisch-technologischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit des Grundmaterials nicht verschlechtern. Gute Erfolgsaussichten bietet hier das Verfahren des Laserfeinbeschichtens, welches aufgrund des geringen Energieeintrages bei gleichzeitig hoher lokaler Energiedichte eine geringe thermische Belastung des Bauteils, endkonturnahe Schichten und eine sehr feinkörnige Mikrostruktur des Gefüges mit guten Eigenschaften ermöglicht.Einen Schwerpunkt der Arbeit stellen grundlegende Untersuchungen hinsichtlich des Erstarrungs- und Umwandlungsverhaltens der verwendeten FeCrNiMoC-Hartlegierungen dar. Die Untersuchungen umfassen sowohl das Erstarrungsverhalten im Ungleichgewichtszustand aufgrund unterschiedlich hoher Abkühlraten, als auch die Grenzflächen- und Gefügeausbildung der entstehenden Werkstoffverbunde. Insbesondere dem Ausscheidungsverhalten des zu entwickelnden Beschichtungssystems hinsichtlich der Bildung intermetallischer Phasen, wie der Sigmaphase, wird große Bedeutung beigemessen.In einem weiteren Arbeitspaket werden die technologischen Eigenschaften der erzeugten Funktionsschichten und der Werkstoffverbunde betrachtet. Relevant ist hierbei deren Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu den Ausgangsmaterialien. Neben der elektrochemischen Charakterisierung der Beschichtungssysteme sind Auslagerungsversuche in praxisrelevanten Medien durchzuführen. Die tribologische Charakterisierung erfolgt in Versuchseinrichtungen, welche die unterschiedlichen Tribosysteme des Gleitverschleißes durch punktuellen und flächigen Gleitkontakt unter Mediumschmierung sowie die des Strahlverschleißes unter hydrodynamischer Beanspruchung repräsentieren. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass es mit der geeigneten Wahl von Pulverzusammensetzung, Wärmeführung und Grundmaterial möglich ist, einen Werkstoffverbund mit Laserauftragschichten auf Basis der Legierungssystems FeCr>40Ni5Mo2C1,5 zu schaffen. Die entwickelten Funktionsschichten sind absolut rissfrei und halten sowohl den hohen tribologischen als auch den extremen Korrosionsbeanspruchungen der in Meerwasser- und Offshore-Anwendungen zum Einsatz kommenden, mediumgeschmierten Axial- und Radialgleitlagern stand
Entwicklung einer Fügetechnologie zum Herstellung von Mischverbindungen mit Titanwerkstoffen bei niedrigen Temperaturen. - In: Hart- und Hochtemperaturlöten und Diffusionsschweißen, (2007), S. 412-414
Neuartige Möglichkeiten in der Löt- und Fügetechnik durch Ausnutzen von Größeneffekten. - In: Hart- und Hochtemperaturlöten und Diffusionsschweißen, (2007), S. 78-83
Entwicklung von lötgerechten Konstruktions- und Verfahrensstrategien/-empfehlungen zum Fügen von temperierbaren Werkzeugen mittels Hochtemperaturlötens. - In: Hart- und Hochtemperaturlöten und Diffusionsschweißen, (2007), S. 409-411