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6. Aachener Kühlschmierstoff-Tagung

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Kühlschmierstoffe sind in der spanenden Fertigung bei vielen Bearbeitungsvorgängen bis heute unverzichtbar. Neben den technologischen Vorteilen, die Kühlschmierstoffe bieten, ist ihr Einsatz mit hohen Kosten verbunden. Auf unserer 6. Aachener Kühlschmierstofftagung zeigen Experten praxisnahe Lösungen für einen ökonomischen und ökologischen Einsatz von Kühlschmierstoffen in der Fertigung. Wir bieten Ihnen hier die Möglichkeit, sich über aktuelle Entwicklungen im Umgang mit Kühlschmierstoffen zu informieren und geben Einblicke in die Anwendungsfelder von morgen. [...] ····· 1036178875

Untersuchung und Verbesserung des Kontaktverhaltens von Kegelrollenlagern bei hohen Drehzahlen

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Mit Blick auf einen möglichen Einsatz in Werkzeugmaschinenhauptspindeln werden hier Methoden vorgestellt, mit denen sich das Last-Verlagerungs-Verhalten und die mechanischen Bedingungen in den Wälzkörper-Ring-Kontakten von Kegelrollenlagern bei hohen Drehzahlen rechnerisch bestimmen lassen. Für ein mit diesen Mitteln entwickeltes Lager werden experimentelle Ergebnisse zum Last-Verlagerungs-Verhalten gezeigt abschließend werden im Versuch aufgetretene Lagerschäden diskutiert. ····· 1036178874

Prozessführung, Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften beim Laserauftragschweißen von Inconel 718 mit hohen Auftragsraten

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Das Laserstrahl-Auftragschweißen (LA) ist eines der wichtigsten metallverarbeitenden addtiven Fertigungsverfahren. Insbesondere im Turbomaschinenbau sowie in der Luft- und Raumfahrt wird das Verfahren zur Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen wie bspw. Nickelbasislegierung Inconel 718 (IN718) angewendet. Die bisherigen Arbeiten zum LA von IN718 werden überwiegend bei Auftragsraten 5 kg/h bei Erfüllung der AMS-Spezifikationen. ····· 1036178873

NVH Optimization of Ground Bevel Gears

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Bevel gears are complex to design, and especially the control of the NVH behavior poses a challenge. The objective of this thesis is to provide a design methodology which supports the design engineer to objectify the design process and to provide the best gear geometry considering manufacturing and assembly tolerances as well as the load-dependent deflection values. Additionally, the targeted topography scatter is introduced to optimize the noise characteristic of gears by reducing tonality. ····· 1036178871

Ein systemisches Management-Modell für die Fabrikplanung

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Die Fabrikplanung entwickelt neben dem Projekt- zunehmend einen strategischen Charakter. Um die Chancen, die sich hieraus ergeben, zu nutzen und Risiken vorzubeugen, bedarf es einer strategischen Perspektive. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Arbeit ein systemisches Management-Modell, basierend auf dem Viable System Model (VSM), entwickelt, welches neben der klassischen Projektebene, eine strategische Ebene umfasst, um Fabrikplanung langfristig erfolgreich zu betreiben. ····· 1036178869

Fast Spherical Near-Field Antenna Measurement Methods

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In this thesis, different methods for accelerating spherical near-field antenna measurements are investigated and evaluated. The work focuses on time-efficient sampling grids. Measurement time reduction up to 50% can be achieved without significant reduction of the accuracy. In general, the spherical mode spectrum can be determined with the developed methods from measured data on any closed measurement surface. This increases the degrees of freedom in antenna measurement applications. ····· 1036178868

Konfiguration globaler Produktionsnetzwerke im Spannungsfeld von Kosten- und Risikominimierung

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In dieser Arbeit wird ein integrativer datenbasierter Ansatz zur kosten- und risikogerechten Konfiguration globaler Produktionsnetzwerke anhand des ISO Risikomanagementprozesses entwickelt. Durch die systematische Identifikation und Analyse von politischen und geografischen Risiken wird das Ausfallrisiko sowie das Schadensausmaß relevanter Standorte bewertet. Durch Einbeziehung des Managements wird in einem geführten iterativen Prozess eine Zielkonfiguration identifiziert. ····· 1036178866

Anforderungsspezifische Lageregelung von Vorschubantrieben in Werkzeugmaschinen

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Diese Dissertation behandelt eine Methodik zur anforderungsspezifischen Auslegung von Lagereglern mit dem Ziel moderne Reglerkonzepte für Vorschubachsen in Werkzeugmaschinen zugänglich zu machen. Die vorgestellte Methodik kann für beliebige lineare Reglerkonzepte für beliebige NC-gesteuerte Werkzeugmaschinen verwendet werden. In der Dissertation werden dazu zwei Varianten der H_-basierten Regelung und eine lineare Modellprädiktive Regelung auf den Anwendungsfall der Vorschubachse übertragen. ····· 1036178864

Robustheitsanalyse des Laserstrahlwendelbohrens

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Der Prozess des Laserstrahlwendelbohrens ermöglicht einen hochpräzisen Abtrag bei vollständig kontrollierbarer Bohrungsgeometrie. Zur Erhöhung der Prozessfähigkeit wird eine Prozessoptimierung mittels der Taguchi Robustheitsanalyse angewendet sowie die Systemstabilität der elastischen Rotationshalterung des Dove-Prismas gesteigert. Das kumulierte Optimierungsergebnis zeigt eine Steigerung der tatsächlichen Prozessfähigkeit um einen Faktor von 9. ····· 1036178862

Bildgebende Prozessüberwachung und -steuerung zur Qualitätssicherung für das Laserstrahlhartlöten

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Zur Erkennung sporadisch auftretender Prozessfehler wird eine kamerabasierte Prozessüberwachung und -steuerung für das Laserstrahlhartlöten entwickelt und evaluiert. Basierend auf Grundlagenuntersuchungen wird ein bauraumoptimiertes Prozessüberwachungssystem abgeleitet. Mittels echtzeitfähiger Bildverarbeitung werden die Detektion von Oberflächenporen, die Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit umgesetzt sowie eine adaptive Prozesssteuerung umgesetzt. ····· 1036178861

Lastermittlung bei Achterbahnfahrzeugen

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Achterbahnfahrzeuge werden während des Betriebs ständig durch wechselnde Beschleunigungen mit einem Mehrfachen ihres Gewichts belastet. Die Berechnung und die Messung der dadurch entstehenden Kräfte und Momente zwischen Fahrzeug und Tragstruktur werden im Rahmen dieser Arbeit erforscht. Ergebnisse der Arbeit sind ein vereinfachtes Berechnungsmodell und dessen Abgleich mit einem detaillierten Mehrkörpermodell, sowie die Bauform eines Mehrkomponentenaufnehmers für ein nichtangetriebenes Rad. ····· 1036178860

Korrekturmodelle thermisch bedingter TCP-Verlagerungen mit Hilfe maschinenintegrierter Verformungssensoren

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Thermische Fehler von Werkzeugmaschinen stellen einen signifikanten Einfluss auf die Qualität der gefertigten Bauteile dar. In der Arbeit wird ein System zur Dehnungsmessung an unterschiedlichen Stellen der Struktur angewendet. Die Messmethode wurde experimentell in einer Werkzeugmaschine mit Achskinematik validiert. Durch den Einsatz der Messtechnik im Spindelstock einer Werkzeugmaschine und ein physikalisches Korrekturmodell kann eine Effektivität von bis zu 70 Prozent erreicht werden. ····· 1036178859

Prädiktive Werkzeug- und Prozessauslegung für das Räumen von Nickelbasislegierungen mit Hartmetallwerkzeugen

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Die Fertigung komplexer Profilnutgeometrien in Triebwerksscheiben erfolgt in der Serienfertigung nahezu ausschließlich durch das Fertigungsverfahren Räumen. Allerdings sind die anwendbaren Schnittgeschwindigkeiten und Spanungsdicken und damit die Produktivität aufgrund der relativ geringen Warmhärte des Schneidstoffes Schnellarbeitsstahl eingeschränkt. Eine Alternative zur Erhöhung der Produktivität und zur Kostenreduzierung birgt die Verwendung Hartmetallen. Allerdings verfügen diese über nur über eine geringe Zähigkeit, was eine angepasste Werkzeugkonstruktion erfordert. ····· 1036178858

Engineering the morphology and metabolism of Ustilago to expand the process window for itaconic acid production

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Itaconic acid is of growing biotechnological significance due to its use for the production of bio-based polymers, chemicals, and novel fuels. By an integrated approach of metabolic and morphological engineering in Ustilaginaceae, coupled with process development, this thesis contributes to the future expansion of the fields of application of itaconic acid as an important bio-based building block. ····· 1036178856

Verteilte Mehrmassendämpfer für Werkzeugmaschinen

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Werkzeugmaschinen unterliegen während der Bearbeitung Schwingungen, die, bei ungünstiger Anregung und in Abhängigkeit der strukturdynamischen Eigenschaften der Maschinenstruktur, problematisch sein können. Um daher schädliche Schwingungen zu vermeiden oder zu bedämpfen, kommen neben prozessseitigen und strukturellen Maßnahmen auch dynamische Zusatzsysteme in Frage, die in der Lage sind, Schwingungsenergie zu dissipieren (passive Systeme) oder durch gegenphasige Regelkräfte der Schwingung entgegenzuwirken (aktive Systeme). Kostengünstige passive Systeme eignen sich gut zum Einsatz in Werkzeugmaschinen. Deren Auslegung und Inbetriebnahme ist aktuell jedoch weder flexibel noch automatisiert möglich und daher zeitintensiv. In dieser Arbeit wurde daher eine praxistaugliche Methodik erarbeitet, um den Einsatz passiver Zusatzsysteme von der Auslegung über die optimale Positionierung dieser Systeme bis hin zur Inbetriebnahme stark zu erleichtern und zu automatisieren. Dabei wird darauf zurückgegriffen, dass in der Praxis aufgrund der Durchdringung des Entwicklungsprozesses mit rechnergestützten Methoden häufig FEM-Modelle der Maschinenstrukturen vorliegen. Diese FEM-Modellinformationen lassen sich effizient im gesamten Auslegungsprozess nutzen. Zunächst wird eine energiebasierte Systemreduktionsmethode vorgestellt, mit der die Bestimmung eines für die Auslegung nötigen, vereinfachten Schwingsystems flexibel möglich ist. Anschließend wird das Konzept des Mehrmassendämpfers vorgestellt und behandelt. Dieses System aus gemeinsam und aufeinander abgestimmten Einzelmassen wird analytisch a-priori berechnet. Es lässt sich auf der Maschinenstruktur räumlich verteilen, wobei optimale Anbindungspositionen automatisch bestimmt werden. Die Arbeit schließt mit der praktischen Umsetzung von Mehrmassendämpfern und deren messtechnischer Verifikation sowie Erprobung in einer Werkzeugmaschine. Die hier vorgestellte Methodik ermöglicht die flexible Auslegung eines robusten Dämpfersystems mit einer großen Anzahl räumlich verteilter Einzelmassen. Durch die automatische Integration in FEM-Berechnungsmodelle kann eine gute, simulative Prognose der verbesserten dynamischen Eigenschaften durch den Einsatz von schwingungsdämpfenden Zusatzsystemen erfolgen. Mithilfe einer inversen Auslegungsmethode des Dämpfersystems basierend auf zuvor erfassten mechanischen Eigenschaften geeigneter Koppelelemente entfallen außerdem zeitintensive Anpassungen während der Inbetriebnahme. ····· 1036178853

Automatisierte Bahnplanung für komplexe Bauteile und Prozesse

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Automatisierungsmaßnahmen zur Erstellung von Bearbeitungsprogrammen für Werkzeugmaschinen. Das Ziel ist zum einen bei der Programmierung von komplexen Bauteilen Zeit einzusparen. Zum anderen sollen die wirtschaftlich-technologischen Grenzen verschoben werden, um komplexe Prozesse zu ermöglichen, die ohne automatisierte Verarbeitung nicht wirtschaftlich umsetzbar wären. Beide Ziele werden anhand von Beispielszenarien erfolgreich umgesetzt und validiert. ····· 1036178852

Model-Based Thermoelastic State Evaluation of Large Workpieces for Geometric Inspection

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Temporally or spatially unstable thermal conditions during geometric inspections lead to transient or inhomogeneous thermoelastic changes of the workpieces to be inspected. This results in non-negligible measurement deviations, especially for large workpieces with narrow tolerances, e.g. turbine components or gear parts. This work focusses on this problem and provides a model-based solution approach for the determination of workpiece temperature-related measurement deviations and uncertainties. ····· 1036178851

Wirtschaftliche Störungsprävention in der Kleinserienmontage

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Das Ziel der Dissertation ist, das Pareto-Prinzip auf die Störungsprävention in der Kleinserienmontage zu übertragen und so eine wirtschaftliche Störungsprävention zu ermöglichen. Operationalisiert wird dies durch einen Ansatz, der es erlaubt, Störungspräventionsmaßnahmen nach ihrem Nutzen in Form verbesserter Termintreue und ihrem finanziellen Aufwand zu bewerten, ohne ein individuelles Montagesystem simulieren zu müssen. Fünf komplementäre Modelle bilden die Basis einer Methodik für den industriellen Anwender. ····· 1036178850

Entwicklung einer Prozesssignatur für die elektrochemische Metallbearbeitung

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Durch steigende Beanspruchung von Bauteilen im Einsatz, gewinnt die gezielte Einstellung von Randzoneneigenschaften, welche die Funktionalität maßgeblich sicherstellen, in Fertigungsprozessen kontinuierlich an Bedeutung. Die Entwicklung dieser Eigenschaften hängt im ECM-Prozess maßgeblich von den lokalen Elektrolysebedingungen ab. Aus diesem Grund wurde ein mikroskopisches Modell entwickelt, welches die Vorhersage und Einstellung von Randzoneneigenschaften für elektrochemische Prozesse ermöglicht. ····· 1036178849

Auf spektraler Kodierung basierendes, ortsauflösendes Messverfahren - ¿-GPS

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Die Optimierung und Automatisierung von Montageprozessen im Rahmen der Ansätze der messtechnisch-gestützten Montage stellen hohe Anforderungen an die Messtechnik, die aktuell nur eingeschränkt erfüllt werden. In dieser Arbeit wird ein auf spektraler Kodierung des Messvolumens basiertes Messverfahren weiterentwickelt und auf die prinzipielle Machbarkeit der automatisierten, dreidimensionalen Positionsbestimmung untersucht. ····· 1036178848

Correction of Systematic Errors in Piezoelectric Cutting Force Measurement

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Systematic measurement errors in piezoelectric cutting force measurements are researched within this thesis. The errors originate from the seismic mass, which is mounted upon the transducer. On the one hand, the seismic mass reduces the bandwidth of the measurement system. On the other hand, the seismic mass leads to superimposed inertial forces, when the seismic mass is subjected to motion during cutting force measurement. Both effects are modelled and correction methods were researched, which are capable to correct these systematic measurement errors in hard real-time. ····· 1036178847

Der Digitale Schatten in der Auftragsabwicklung in der Einzel- und Kleinserienfertigung

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In der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein Referenzmodell für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung in der Einzel- und Kleinserienfertigung entwickelt. Hierzu wird ein Datenmodell für den Digitalen Schatten hergeleitet, welches eine durchgängige echtzeitfähige Abbildung von Fertigungsaufträgen in der Auftragsabwicklung sicherstellt. Insbesondere die ortungsbasierte Datenerfassung auf Basis der Geoposition stellt eine Innovation im Vergleich zu bisherigen Ansätzen dar. Weiterhin wird ein Prozess zur Sicherstellung der Datenqualität aufgezeigt, welcher eine Identifikation sowie Korrektur von fehlenden und fehlerhaften Daten auf Basis von Integritätsregeln sowie multimodaler Sensorfusion ermöglicht. Zuletzt werden Gestaltungsempfehlungen zur Umsetzung des Referenzmodells für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung durch Verortung der entwickelten Komponenten in einer Gesamtarchitektur, einer IT-technischen Umsetzung sowie eines Vorgehensmodells zur Umsetzung in der betrieblichen Praxis gegeben. ····· 1036178846

Informationsorientierte Prototypenplanung zur Effizienzsteigerung im Produktionsplanungsprozess

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Der Informationsbedarf für die Produktionsplanung von Elektromotoren ist groß. Der Prototypenbau bietet jedoch die Möglichkeit, frühzeitig Informationen für die Produktionsplanung zu generieren. Dadurch können die Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung befähigt und Produktionsplanungsprozesse effizienter durchgeführt werden. Teure Experimente stehen aber im Widerspruch zur Effizienzsteigerung. Daher wurde durch den Autor eine Methodik entwickelt, welche die Informationsbeschaffung wertorientiert in den Prototypenprozess einplant. ····· 1036178844

Modellierung des Schleifprozesses beim Einsatz von gummigebundenen Schleifscheiben

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Grundsätzlich fehlt in der Literatur ein valides quantitatives Modell für gummigebundene Schleifscheiben im Linienkontakt. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Prozessmodells zum Einsatz von gummigebundenen Schleifscheiben, das praxisrelevante Wirkzusammenhange zwischen Eingangs- und Ergebnisgrößen bei der Zerspanung qualitativ und quantitativ beschreibt. Durch die Verwendung des entwickelten Modells bei der Prozessauslegung können die Schleifergebnisse vorhergesagt werden und es kann eine signifikante Einsparung an Prozesszeit erzielt werden. ····· 1036178843

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