Herstellung und Ermittlung mechanischer Eigenschaften von CNT-verstärktem Aluminiumschaum. - 92 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Leichtbau gewinnt in vielen Bereichen, wie z.B. in der Automobilindustrie oder im Flugzeugbau, immer mehr an Bedeutung. Metallschäume sind damit ein optimales Material um im Leichtbau einen großen Fortschritt zu erlangen. Ziel dieser Arbeit ist es, Kohlenstoff-Nanoröhren in die Metallschäume zu integrieren und somit die bereits guten Eigenschaften der in dieser Arbeit verwendeten Aluminiumschäume weiter zu verbessern und neue Eigenschaften hervorzubringen. Hierzu werden die Legierungsbestandteile der Schäume in Pulverform mit den CNT's in einer Kugelmühle vermischt. Anschließend wird das gemischte Pulver heißgepresst und der daraus entstehende Pressling aufgeschäumt. Das Pulver wird vor dem Pressen einer Partikelanalyse unterzogen um den Partikelzustand nach verschiedenen Mahldauern zu betrachten und zu untersuchen. Der Pressling wird auf Risse und die Partikelzusammensetzung untersucht und somit wird auf die Schäumbarkeit des Presslings geschlussfolgert. Bei dem Schaum wird das Gefüge analysiert und es wird nach Gründen gesucht für misslungene Schäumversuche. Des Weiteren werden die Presslinge und die Schäume, welche CNT's enthalten, auf dessen Verteilung geprüft. Am Ende der Arbeit wird dargelegt welchen Effekt verschiedene Parameter der Kugelmühle, als auch verschiedene Pulverzusätze, wie z.B. das PCA, auf den Schaum haben.
Faserverstärkte geschlossenporige Aluminiumschäume. - In: Metall, ISSN 0026-0746, Bd. 68 (2014), 9, S. 355-359
Entwicklung einer innovativen Befestigungslösung mit einem auf die Verwendung in der Luftfahrt optimiertem Eigenschaftsprofil unter Zuhilfenahme von Geometrieoptimierungsverfahren. - 111 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Wie in allen Bereichen des Transportwesens hat auch in der Luftfahrt die effiziente Nutzung der eingesetzten Energie Priorität. Der für die Fortbewegung notwendige Energiebedarf und der daraus resultierende Schadstoffausstoß werden direkt durch die Masse des Luftfahrzeuges beeinflusst. Diesem Zusammenhang folgend werden große Anstrengungen in der Entwicklung unternommen, um die Masse zukünftiger Flugzeuge deutlich zu senken. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines neuartigen Verbindungselementes unter Beachtung der in der Luftfahrt bestehenden Anforderungen. Dazu wurden verschiedene Lösungsansätze entworfen und systematisch der bestgeeignete ausgewählt. Im Verlauf der genauen Betrachtung der gewählten Befestigungslösung bestanden die Ziele, sowohl die Eignung der Lösung für den konkreten Anwendungsfall zu validieren, als auch die Fähigkeit verschiedener Auslegungssystematiken festzustellen. So sollte eine vereinfachte Betrachtung zukünftiger Anwendungsfälle ermöglicht werden.
Entwicklung und Optimierung einer modularen Teilstruktur für eine lastpfadoptimierte PKW-Leichtbaukarosserie in Materialmischbauweise. - 154 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Diese Masterthesis befasst mit der Entwicklung und Optimierung einer modularen Teilstruktur für eine neuartige PKW - Leichtbaukarosserie. Die Integration von Bauteilen des Fahrzeugs in die Montageeinheit zum Zwecke einer Produktivitätssteigerung im Herstellprozess wird geprüft und verbessert. Verschiedene Varianten und Bauweisen werden untersucht, in Catia V5 konstruiert und miteinander verglichen. Über die Simulation von dynamischen und statischen Lasten werden Optimierungen vorgenommen. Die Eignung verschiedener Materialien und Fügetechniken wird geprüft und in die Bauteilgestaltung miteinbezogen. Die Ergebnisse werden im Benchmark mit einer aktuellen Serienkarosserie verglichen.
Entwicklung und Analyse eines Prozesses zur Förderung und Trennung eines Partikelgemisches mittels der Diskrete Elemente Methode. - 139 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Diese Arbeit behandelt die Entwicklung und Analyse eines Prozesses zur Förderung und Trennung eines Partikelgemisches mit Hilfe der Diskreten Elemente Methode. Ziel ist die Erarbeitung eines Bewertungskonzeptes für den neuartigen Prozess. Die Ergebnisse dienen der Steigerung des Prozessverständnisses und als Basis zur Bewertung späterer Optimierungsmaßnahmen. Darüber hinaus wird der Einfluss ausgesuchter Simulationsparameter auf die Effizienz der Simulation analysiert und bewertet.
Entwicklung einer Karosserie in Stahl-Sandwich-Bauweise, für ein leichtes Fahrzeug mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb. - XII, 106 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Die Masterthesis befasst sich mit der Entwicklung einer Stahl-Sandwich-Karosserie für ein leichtes Fahrzeug mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb. Der Hauptbestandteil der Arbeit ist die Erstellung unterschiedlicher Konzepte für eine Stahl-Sandwich-Karosserie. Diese Konzepte werden in fünf Crash-Lastfällen und in zwei statischen Lastfällen simulativ untersucht. Als Solver werden LS-Dyna und MSC Nastran eingesetzt. Die ermittelten Ergebnisse werden mit einer Aluminium-Sandwich-Karosserie verglichen.
Entwicklung und Optimierung eines Materialflusssystems am Beispiel einer Solarzellenversorgung für eine Modulfertigungslinie. - 96 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Die Materialflusssysteme sind Teilgebiete der Logistik und somit ein Element unternehmensspezifischer Produktionssysteme. Sie werden durch ihre Funktionen Fördern, Lagern und Handhaben dem technische Bereich der Logistik zugeordnet. Die Materialflusssysteme setzen sich zusammen aus Materialfluss und entgegengesetzt gerichtetem Informationsfluss, welcher als Steuerelement gilt. Für alle Industriezweige weltweit nehmen diese Systeme immer mehr an Bedeutung zu. Dies liegt hauptsächlich daran, dass mit einem spezifisch, auf die jeweiligen Anforderungen ausgelegten Materialflusssystem, Ressourcen und Kapital eingespart werden. Die Arbeit wurde bei der Bosch Solar Energy AG durchgeführt, einem in Europa führenden Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Solarzellen sowie -modulen. Das innovative Unternehmen zeichnet sich durch die kontinuierliche Entwicklung neuer leistungssteigernder Zellen und Module, sowie hoher Qualitätsstandards aus. Aufgrund der steigenden Nachfrage zur Nutzung regenerativer Energiequellen ist im Zuge der Energiewende eine stetige Verbesserung der Produkte sowie der dafür eingesetzten Produktionsprozesse notwendig. Die vorliegende Bachelorarbeit liefert eine Neukonzeption des Materialflusssystems zur optimierten Zellversorgung einer Solarmodulfertigungslinie. In Folge der Einführung eines neuen Solarmodultyps, des Halbzellenmoduls und der damit verbundenen Zellbedarfssteigerung, ist die Versorgung des Stringerbereichs neu zu entwickeln. Nach Einführung in die Thematik der Solarenergie folgt eine Vorstellung der vorliegenden Situation sowie ein Einblick in das Unternehmen Bosch Solar Energy AG. Anschließend werden Materialfluss- und Produktionssysteme in ihrer Funktionalität sowie die ihnen zugrunde liegenden Prinzipien vorgestellt. Zur Erfassung aller beteiligten Fertigungs- und Versorgungsbereiche wurde eine Analyse des Ist-Zustandes vorgenommen. Anhand der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden die zu optimierenden Prozesse identifiziert. In Folge dessen wurde ein Soll-Zustand festgelegt, welcher alle Optimierungsansätze beinhaltet. Es wurden verschiedene Lösungsansätze für die Umsetzung ermittelt. Dies beinhaltete auch die Entwicklung und die konstruktive Umsetzung eines Magazinadapters zur Auslegung des neuen Materialflusskonzeptes. Abschließend wurde der Zielzustand des neuen Materialflusssystems konzipiert, ausgelegt und umgesetzt.
Analyse und Optimierung der Schweißverbindungen zwischen der Hauptnabe und dem Außenlamellenträger IC bzw. dem Außenlamellenträger OC einer Doppelkupplung. - 101 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Das Laserstrahlschweißen als Fertigungsprozess hat in der Industrie an zunehmender Bedeutung gewonnen. Vor allem bei der Herstellung von Doppelkupplungen, in Verbindung mit leistungsstarken Laseranlagen, findet diese Technologie ein breites Anwendungsspektrum. Die Firma BorgWarner Transmission Systems nimmt eine weltweit führende Position in der Entwicklung und Herstellung von nasslaufenden Doppelkupplungssystemen ein. Der moderne und innovative Automobilzulieferer zeichnet sich vor allem durch seine hohen Qualitäts- und Servicestandards aus. In Folge ständig steigender Anforderungen der Kunden an den Lieferanten wird eine stetige Weiterentwicklung vorhandener Produkte verlangt. Dabei ist es umso wichtiger die qualitätsbeeinflussenden Parameter und deren Wirkung zu kennen. Nur so kann ein stabiler Prozess gewährleistet werden. Es ist notwendig flexibel auf Schwankungen im Rahmen der Qualitätssicherung reagieren zu können, um so kontinuierliche Prozesse aufrecht zu erhalten. Die vorliegende Bachelorarbeit liefert eine Optimierungslösung für die Schweißverbindung einer Baugruppe einer Doppelkupplung. Bei der genannten Schweißbaugruppe handelt es sich um das Housing einer Kupplung. Dieses umfasst die Hauptnabe in Verbindung mit den Außenlamellenträgern. Nach einer kurzen Einführung in die Thematik der Doppelkupplungen folgt eine Darstellung theoretischer Grundlagen des Laserstrahlschweißens. Unter Berücksichtigung aller Rahmenbedingungen wurde eine Ursachenanalyse zur Ermittlung der zu untersuchenden Einflussfaktoren durchgeführt. Für die Festlegung der Toleranzgrenzen für die eigentlichen Versuchsreihen wurden Grenzmusterversuch vorgenommen. Mit Hilfe einer geeigneten statistischen Versuchsplanung konnten die Prozessparameter analysiert und definiert werden. Dazu wurde sich der Methode von Dorian Shainin bedient. Diese Art der Versuchsplanung liefert gleichzeitig eine Aussage über die Wechselwirkungen der Einflussgrößen untereinander. Alle Versuchsteile wurden durch eine zerstörende Schweißnahtprüfung untersucht. Dadurch konnten die Parameter mit dem größten Einfluss erkannt werden. Abschließend werden die Ergebnisse im Zuge ihrer Umsetzbarkeit geprüft sowie Aussagen über Ausblick und Folgerung getroffen.
Partikelmessung als Grundlage zur weiterführenden Charakterisierung prozessrelevanter Parameter für Läppsuspensionen. - 90 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
In dieser Arbeit wurden zwei neue Laborversuche genutzt, um Slurryparameter aus einem Drahtsägeversuch mit den Ergebnissen aus dem Friabilitytest und der tribologischen Untersuchung zu vergleichen mit dem Ziel eine mögliche Korrelation zwischen Produktionsprozess und Laborversuch nachzuweisen. Zusammenfassend lässt sich ableiten, dass der Friatest zur Vorauswahl von SiC-Qualitäten für den Drahtsägeprozess nur bedingt geeignet ist. An drei unterschiedlichen SiC-Sorten Cumi, WM und Shin wurde folgende Übereinstimmung zwischen Labortest und Drahtsägeprozess beobachtet: Je kleiner die Vergrößerung des Span-Werts einer SiC-Probe im Friatest ist, desto besser wird die Qualität der dadurch hergestellten Wafer erwartet. Davon ist Span eine Kennzahl zur Beschreibung der Breite einer Partikelgrößenverteilung. In der Praxis wird dadurch das Kornverhalten bezüglich der Langzeitstabilität bzw. der Wiederverwendbarkeit charakterisiert. Die tribologische Prüftechnik diente in dieser Arbeit zur Untersuchung von Materialabtragmechanismen im Vergleich zum Drahtsägeprozess. Basierend auf dem "rolling - indenting" Modell wurden Einflüsse der Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung und Partikelmorphologie des SiC-Korns auf das Abtragsverhalten untersucht. Die Schneidfähigkeit der Slurry hängt demnach wesentlich von der Partikelgröße des SiC- Korns ab. Mit der Zunahme der Partikelgröße steigt die Schneidfähigkeit der Slurry exponentiell an. Im Ergebnis der tribologischen Untersuchungen wurde aufgezeigt, dass die Oberflächenrauheit auf dem bearbeiteten Silizium durch mehrere Eigenschaften des eingesetzten SiC-Korns beeinflusst wird. Um die Ursache für eine bestimmte Rauheit zu erfahren, müssen die Einflussfaktoren Partikelgröße, Partikelverteilung, Partikelform und chemische Zusammensetzung sowie deren Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Zusammenfassend ist einzuschätzen, dass mit Hilfe von Labortests eine Rückkopplung auf den Drahtsägeprozess in Form einer Charakterisierung ausgewählter Merkmale begrenzt möglich ist. Sowohl der Friatest als auch die tribologische Untersuchung sind dazu geeignet, das Slurryverhalten aus der Fertigung im Labormaßstab abzubilden und hinsichtlich konkreter Materialparameter zu bewerten. Es bedarf weiterer Versuche, um die erzielten Ergebnisse statistisch bewerten zu können und die gefundenen Übereinstimmungen zu bestätigen.
Optimierung der Bauteilentwicklung durch den Einsatz von Spritzgusssimulation im frühen Produktentstehungsprozess. - 77 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Simulation des Spritzgussprozesses von Kunststoffbauteilen. Es wurde untersucht, welche Aussagekraft Spritzgusssimulationen im frühen Produktentstehungsprozess für ein Ingenieurbüro haben. Anlass für die Untersuchung ist es, den Kunststoffbauteilen schon während der Konstruktion einen höheren Reifegrad zu verleihen. Somit sollen die Korrekturschleifen im Fertigungsprozess gering gehalten werden. Untersucht wurden drei unterschiedliche Bauteile mit verschiedener Komplexität. Diese wurden mit vereinfachten Eingangsparametern simuliert. Diese Vereinfachungen beinhalten zum Beispiel das Weglassen der Temperierung, eine Vereinfachung der Angusssystems, sowie eine Parametervariierung. Alle auf diesem Wege eigens erstellten Simulationen wurden jeweils mit der Ausgangssimulation validiert. Die Ausgangssimulation ist die, nach der das jeweilige Bauteil anschließend gefertigt wurde. Das Ergebnis dieser Validierung ist, dass im frühen Produktentstehungsprozess die vorliegenden Daten noch zu gering sind, um aussagekräftige Ergebnisse für die eigene Konstruktion zu erhalten. Darüber hinaus sind aufgrund der differenten Ergebnisse in der Parametervariation keine Stellglieder zu definieren, die die eigenen Simulationen zielgerichtet an die Vorgaben heranführt. Meiner Ansicht nach, ist unter den gegebenen Umständen ein zielführender Einsatz von Spritzgusssimulation nicht möglich. Um Simulationssoftware sinnvoll einsetzen zu können, muss schon früher im Entwicklungsprozess ein engerer Kontakt zwischen Konstruktion und Fertigung bestehen.