ISSN 2199-8159

Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik

Herausgegeben von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann (Technische Universität Ilmenau)

Übersicht in der dbt:
https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_000245498

Erscheinungsjahr 2021

Qualitätsorientierte Prozessauslegung im Resin Transfer Molding / Caba, Stefan

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - 257 Seiten.

(Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik (SIFT) ; 11)

ISBN 978-3-86360-238-3
DOI 10.22032/dbt.47951
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000044
Preis (Druckausgabe): 26,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2021

Inhalt

Die Entstehung von Fehlstellen in Form von Luftblasen im Resin Transfer Molding (RTM) verhindert eine Beschleunigung des Prozesses hin zu kurzen Zykluszeiten. Die Bildung dieser Fehlstellen hängt vom Zusammenspiel von Prozessparametern und Stoffeigenschaften auf unterschiedlichen Betrachtungsebenen ab. Bisherige Modelle können die dabei wirksamen Mechanismen nicht ausreichend beschreiben. Im Rahmen der Arbeit werden erstmalig dynamische Oberflächenkennwerte für die Erstellung von Bündeltränkungsmodellen genutzt. Diese werden in geometrieabhängige Fehlstellenentstehungsmodelle überführt. Anhand umfassender Prozessversuche erfolgt deren Anpassung und Validierung, sodass übertragbare Modellvorstellungen entstehen. Es wird eine Vorgehensweise präsentiert, wie mit Hilfe der validierten Modelle die Optimierung des Injektionsvorgangs im RTM vorgenommen werden kann. So wird eine Prozessauslegung für fehlstellenarme und zugleich in kurzer Zykluszeit herstellbare Bauteile ermöglicht.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000044

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Prozessstrategien zur Vermeidung von Heißrissen beim Schweißen von Aluminium mit pulsmodulierbaren Laserstrahlquellen / Bielenin, Martin

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - 185 Seiten.

(Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik (SIFT) ; 10)

ISBN 978-3-86360-235-2
DOI 10.22032/dbt.47297
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000609
Preis (Druckausgabe): 17,90 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2020

Inhalt

Beim gepulsten Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen hat sich im industriellen Umfeld die zeitliche Formung der Laserpulse als ein adäquates Werkzeug zur Unterdrückung von Heißrissen erwiesen. Dabei wird die Leistung im Laserpuls meistens linear über einen definierten Zeitraum abgesenkt, um die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze zu verringern. Im Rahmen der Arbeit wurden die Mechanismen und physikalischen Ursachen der Heißrissbildung untersucht und zusammenhängend beschrieben. Dafür wurde ein transientes thermomechanisches Simulationsmodell des gepulsten Laserstrahlschweißprozesses mit zeitlich veränderlichem Pulsleistungsverlauf aufgebaut und experimentell validiert. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurden aus den prozesstechnischen und physikalischen Ursachen für die Prozessgrenzen Strategien zur Erweiterung abgeleitet, entwickelt und umgesetzt. Hierfür wurde das gepulste Laserstrahlschweißen mit räumlich überlagerter cw-Diodenlaserstrahlung im niedrigen Leistungsbereich untersucht. Mit dem entwickelten Prozessansatz können heißrissfreie Schweißnähte auch mit konventionellen Rechteckpulsen erzeugt werden.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000609

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Erscheinungsjahr 2020

Formabtrag an mineralischen Gläsern mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung / Christian Schindler

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 175 Seiten

(Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik (SIFT) ; 9)
ISBN 978-3-86360-217-8
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000104
Preis (Druckausgabe): 21,30 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2020

Inhalt

In der Arbeit wurden Abtragsverfahren zur Formgebung optischer Komponenten aus mineralischem Glas mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung analysiert. Aus den Untersuchungen zu ausgewählten Gläsern ergab sich, dass mit Verwendung ultrakurzer Laserpulse prinzipiell das gesamte Materialspek­trum bearbeitbar ist. Für einen schichtweisen Abtrag wurden plausible Parameterräume definiert, in denen der Ablationsprozess stabil in Bezug auf die Zielgrößen (Rauheit, induzierte optische Gangunterschiede, Abtragstiefe, Schädigungstiefe sowie Abtragsraten) beschrieben werden kann. Es konnte festgestellt werden, dass sich in Relation zu einem spezifischen Vorbearbeitungszustand mit zunehmendem Abtrag und mithilfe einer gezielten Partikelabfuhr sowohl ein Gleichgewicht der Rauheit (eine Sättigungsrauheit) als auch linear fortschreitender Abtrag einstellt. Für dieses Abtragsverhalten an Glas wurden ein Modell für den 2,5D-Formabtrag aufgestellt, Aussagen zum Konditionierabtrag getroffen und Demonstratoren gefertigt.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000104

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Erscheinungsjahr 2019

Charakterisierung der Fügezone von laserbasiert gefügten Hybridverbunden aus teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen und Metallen / Klaus Schricker

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2019. - 204 Seiten.

(Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik (SIFT) ; 8)
ISBN 978-3-86360-202-4
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000694
Preis (Druckausgabe): 17,20 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

Das thermische Fügen ermöglicht die direkte Herstellung von Kunststoff-Metall-Verbunden ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen oder Fügehilfselementen und bietet damit ein hohes Potenzial für die industrielle Produktion von Großserienprodukten. Dabei stehen aufgrund ihrer Eigenschaftsprofile einerseits Aluminiumlegierungen und Stähle und andererseits teilkristallinen Kunststoffe im Mittelpunkt des Interesses. Der industrielle Einsatz dieses Fügeprozesses setzt allerdings eine fundierte Kenntnis über die entstehende Fügezone und die vorliegenden Abhängigkeiten von Werkstoff und Prozessgrößen voraus. Die Arbeit beschäftigt sich deshalb mit der grundlegenden Charakterisierung der Fügezone laserbasiert gefügter Hybridverbunde aus teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen mit Metallen am Überlappstoß, die Beschreibung der Interaktion zwischen Fügeprozess und Werkstoffen und die daraus resultierenden Effekte auf die Verbundeigenschaften.

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Widerstandspunktschweißen mit Stanzelement : Prozesstechnische und werkstoffliche Besonderheiten von Aluminium-Stahl-Blechverbindungen / Kotschote, Christian

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2019. - XIX, 167 Seiten

(Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik (SIFT) ; 7)
ISBN 978-3-86360-199-7
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000583
Preis (Druckausgabe): 18,40 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

Aluminium und Stahl sind Leichtbauwerkstoffe und im Automobilbau nicht mehr wegzudenken. Beide Werkstoffe miteinander zu verbinden, stellt besonders die Fügetechnik vor großen Herausforderungen. Die unterschiedlichen Eigenschaften erschweren den Fügeprozess und damit einen Einsatz. Mit Hilfe eines zusätzlichen Stanzelements wurde ein Ansatz zum Widerstandspunktschweißen von Aluminium und Stahl entwickelt und dessen prozesstechnische und werkstoffliche Besonderheiten erforscht. Das Ziel war die Bestimmung der Verbindungsausbildung vom Stanzelementprozess und der Einfluss der Schweißlinsenbildung auf die Charakteristik der Gesamtverbindung. In den Untersuchungen konnten grundlegende Prozessgrößen identifiziert werden. Mithilfe einer eigens entwickelten Kopfzugmethode war es möglich, die Verbindungsfestigkeiten sowohl nach dem Primär- als auch Sekundärprozess zu bestimmen. Untersuchungen des Aluminiumsubstrates zeigten zudem werkstoffliche Veränderungen entlang der gesamten Prozesskette.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000583

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Erscheinungsjahr 2018

Leistungssteigerung beim Lichtbogenschweißen durch Verwendung von Drahtelektroden größeren Durchmessers / Stefan Brumm

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xvii, 141 Seiten.

(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 6)
ISBN 978-3-86360-191-1
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000361
Preis (Druckausgabe): 15,10 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

Eine Möglichkeit zur Steigerung der Abschmelzleistung beim Metall-Schutzgas- Schweißen ist die Erhöhung des Durchmessers der Drahtelektrode. Bisher fehlen jedoch grundlegende Erkenntnisse zum Prozessverhalten, zu den Einsatzmöglichkeiten und zur erreichbaren Nahtqualität für das MSGDickdraht-Schweißen mit modernen, vollelektronischen, sekundär getakteten Hochleistungsstromquellen. Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Wechselwirkung zwischen den einstellbaren Parametern, Lichtbogen und Schweißnaht. Durch die Analyse der messtechnisch erfassten elektrischen Größen und der mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera synchron aufgenommenen Zustände wurde der Einfluss des zeitlichen Energieverlaufes auf das Prozessverhalten herausgestellt. Die Bewertung und Beurteilung der Schweißnähte ergab, dass bei Einhaltung aller prozessbedingten Besonderheiten und unter Beachtung der verfahrensspezifischen Randbedingungen anforderungsgerechte Schweißnähte gefertigt werden können.

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http://www.nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000361

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Werkstofftechnische Betrachtungen zum Heißdraht unterstützten MSG-Auftragschweißen hartstoffverstärkter Verschleißschutzlegierungen / Günther, Karsten

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - XVI, 141 Seiten

(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 5)
ISBN 978-3-86360-174-4
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000025
Preis (Druckausgabe): 21,60 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

Das Metall-Schutzgas(MSG)-Auftragschweißen weist trotz der einfachen Bedienbarkeit nur eine geringe Akzeptanz im Bereich des Verschleißschutzes auf. Gründe hierfür liegen insbesondere in der unmittelbaren Korrelation zwischen dem Material- und Energieeintrag, wodurch hohe Drahtvorschübe zwangsläufig eine zunehmende thermische Werkstoff-beanspruchung und hohe Aufschmelzgrade mit sich bringen.
Durch den Einsatz eines zusätzlichen Heißdrahtes wurde ein neuartiger Ansatz entwickelt, um den Energie- und Materialeintrag beim MSG-Auftragschweißen zu entkoppeln. Neben einer von der Abschmelzleistung unabhängigen Einstellung des Aufschmelzgrades ergaben sich insbesondere positive Effekte auf die Mikrostruktur der Verschleißschutzlegierungen. Im Gegensatz zum MSG-Prozess gelang es hierdurch einlagige Verschleißschutzschichten mit einer bis zu 5-fach höheren Produktivität bei mindestens gleichwertigen Verschleißeigen-schaften herzustellen.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000025

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Erscheinungsjahr 2017

Wärmestrombilanzierung beim Heizelementstumpfschweißen / Dietmar Kraft

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2017. - XI, 207 Seiten.

(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 4)
ISBN 978-3-86360-157-7
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000818
Preis (Druckausgabe): 30,50 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016

Inhalt

Eine permanente Zielsetzung ist, Verarbeitungsprozesse zu optimieren, sprich bei gleichbleibender oder verbesserter Qualität den Ausschuss und den Energieverbrauch zu minimieren sowie die Geschwindigkeit und die Effizienz des Prozesses zu steigern. Die Ausarbeitung zum Thema „Untersuchungen zur Detektion und Kontrolle der Schweißnahtqualität beim Heizelementstumpfschweißen von Thermoplasten unter Berücksichtigung der Wärmestrombilanzierung“ hat sich dieser Herausforderung gestellt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Wärmestrombilanzierung mittels hochtemperatur-beständiger Wärmestromsensoren eine zuverlässige, reproduzierbare und universell einsetzbare Lösung darstellt, prozess- als auch bauteilspezifische Kennwerte beim Heizelementstumpfschweißen von Kunststoffen direkt in der Fügezone zu generieren, und mit Hilfe dieser Kennwerte das Heizelementstumpfschweißverfahren wirtschaftlicher, effizienter und ressourcenschonender in eine Fertigung zu implementieren. Hinzu kommt noch, dass in dieser Arbeit die grundlegenden Entwicklungen getätigt wurden, um sogar bisher verwendete Sensoren (vorwiegend Weg-, Kraftsensoren sowie Thermoelemente) über die Nutzung eines hochtemperaturbeständigen Wärmestromsensors zu substituieren und somit den Einsatz der Wärmestrombilanzierung nahezu kostenneutral zu realisieren. Die Möglichkeit der Inline-Qualitätssicherung entwickelt das Heizelementstumpfschweißverfahren zukunftsorientiert weiter und legt den Grundstein für einen verstärkten Einsatz dieses Fügeverfahrens.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000818

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Erscheinungsjahr 2016

Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien / Andreas Patschger

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2016. - 243 Seiten.

(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 3)
ISBN 978-3-86360-136-2
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000193
Preis (Druckausgabe): 26,90 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016

Inhalt

Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien beeinträchtigt der thermisch induzierte Verzug den reproduzierbaren Schweißprozess. Daher muss der Verzug durch Maßnahmen der Prozessführung und durch eine optimierte Spannvorrichtung minimiert werden. Dafür werden die Einflüsse auf den Verzug untersucht und Regeln für die verzugsarme Bearbeitung abgeleitet. Zusätzlich erreicht ein neuartiges Spannkonzept für metallische Folien einen minimierten Verzug zwischen den Fügepartnern.
Das Prozessfenster für Durchschweißungen wird durch die Prozessgrenzen bestimmt, welche in Abhängigkeit vom Aspektverhältnis und von der bezogenen Leistung beschrieben werden können.
Ein weiterer prozesslimitierender Einfluss ergibt sich durch den Humping-Effekt, dessen Auftreten basierend auf dem Modell der Rayleigh-Plateau-Instabilität abgeschätzt werden kann.
Der Vergleich von verschiedenen hochlegierten Stählen zeigt, dass sich die gewonnenen Ergebnisse im Mikroschweißen übertragen lassen. Während der Bearbeitung von Titan- und Aluminiumwerkstoffen können die gleichen Prozessphänomene im Mikroschweißprozess beobachtet und determiniert werden.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
http://www.nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000193

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Richter, Johannes:
Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2014. - XIV, 221 Seiten.
(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung ; 2)
ISBN 978-3-86360-108-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013000734

Henfling, Bernd; Blindenhöfer, Gerd ; Coburger, Reiner; Günther, Karsten; Bergmann, Jean Pierre:
AWUSYS : Entwicklung eines hochpräzisen und zeiteffizienten industriellen Auswuchtsystems

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2014. - VIII, 101 Seiten.
(Fertigungstechnik – aus den Grundlagen für die Anwendung ; 1)
ISBN 978-3-86360-106-5
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014100108