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Effizienz- und Qualitätssteigerung bei der Lasermikrobearbeitung mit UKP-Lasern durch neue optische Systemtechnik

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Ziel dieser Arbeit ist eine umfassende Betrachtung der Lasermaterialbearbeitung von Metallen mit Ultrakurzpulslasern hinsichtlich der Erhöhung der Produktivität und der Prozesseffizienz. Durch Entwicklung und Untersuchung von Effizienzmodellen sowie einer angepassten Systemtechnik zur Materialbearbeitung mit hohen mittleren Laserleistungen werden Wege aufgezeigt, die Produktivität in UKP-Prozessen ohne Qualitätseinbußen durch Wärmeeffekte zu erhöhen. ····· 1036178470

Modellierung, Bewertung, Analyse und Optimierung von CAx-Prozessketten

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Die Dissertationsschrift zur Modellierung, Bewertung, Analyse und Optimierung von CAx-Prozessketten beschreibt ein Vorgehen zur flexiblen, fall- und kundenindividuellen, kennzahlen- und metrikbasierten Auslegung und Verbesserung von CAx-Prozessketten. Dabei wird eine Vielzahl relevanter Alternativen berücksichtigt, das starre und sequenzielle Vorgehen durchbrochen und eine iterative, automatisierte Optimierung mit Hilfe der softwaretechnischen Implementierung ermöglicht. ····· 1036178469

Mehrskalenmodellierung thermo-elastischer Werkstückdeformationen beim Trockendrehen

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Im Vergleich zu konventionell gekühlten Prozessen erwärmen sich Werkstücke bei der Trockenzerspanung deutlich stärker, sodass thermo-elastische Verformungen resultieren. In der Folge entstehen bei den gefertigten Werkstücken unzulässige Form- und Maßabweichungen. Diese Arbeit leistet am Beispiel des Trockendrehens einen Beitrag zur Modellierung, Simulation und Analyse thermo-elastischer Werkstückverformungen, um diese bereits im Vorfeld reduzieren und kompensieren zu können. ····· 1036178467

Steuerungsexterne Lageistwertfilterung in Vorschubantrieben für Werkzeugmaschinen am Beispiel Kugelgewindetrieb

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Die erreichbare Dynamik in Werkzeugmaschinen ist direkt mit der Performance der Antriebe gekoppelt. Aus diesem Grund werden Antriebsregelungen so eingestellt, dass hochdynamische Bewegungen möglich sind, ohne die Maschinenstruktur anzuregen. Die Minimierung der Anregung erfolgt u.a. durch den Einsatz von Filtersystemen in der Kaskadenregelung. Im Lageistwert wird von einer Optimierung abgesehen. Die Arbeit untersucht das Potenzial, welches eine Lageistwertfilterung in Vorschubantrieben bietet. ····· 1036178466

Materialfluss beim Dichtwalzen

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Das Dichtwalzen pulvermetallurgisch hergestellter Zahnräder ist eine Möglichkeit die hohen Festigkeitsanforderungen an Leistungsverzahnungen mit einer hocheffizienten Fertigungskette zu ermöglichen. Die Abhängigkeit des Materialflusses von den verschiedenen Prozessgrößen während des Dichtwalzens ist bisher unbekannt. Daher ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung von Vorhersagemodellen für den tangentialen und normalen Materialfluss basierend auf den Prozessgrößen des Dichtwalzens. ····· 1036178465

Relativgeschwindigkeiten und Kontaktkräfte beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen

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Die vorliegende Dissertation befasst sich mit einem Geschwindigkeits- und einem Kraftmodell für das ungeführte Vibrationsgleitschleifen. Die Modelle erlauben die Vorhersage der Prozesszustandsgrößen Relativgeschwindigkeit und Kontaktkraft zwischen Werkstück und Schleifkörpern. Die Kenntnis der Prozesszustandsgrößen ermöglicht eine Erklärung der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen den Prozesseingangs- und den Prozessergebnisgrößen des ungeführten Vibrationsgleitschleifprozesses. ····· 1036178464

Feinschneiden von Schrägverzahnungen

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In dieser Arbeit wird das Feinschneiden von Schrägverzahnungen mit umfangreichen Experimenten und FE-Simulationen untersucht. Es werden unter anderem die Formeln zur Berechnung der Prozesskräfte an das Feinschneiden von Schrägverzahnungen angepasst und erweitert sowie ein neuartiges Werkzeugkonzept entwickelt und erprobt. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern erstmals eine wissenschaftliche Beschreibung und Erklärung der für die Werkstückqualität entscheidenden Wirkmechanismen dieses Verfahrens. ····· 1036178463

Integrative Fabrikplanung durch effiziente Koordinationsmodelle

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Fabrikplanungsprojekte, in denen das Produktionssystem und der Industriebau geplant werden müssen, werden insbesondere an der Schnittstelle zwischen den Disziplinen immer komplexer. Gleichzeitig überschreiten schon heute ein Großteil der Projekte die Ziele hinsichtlich Zeit und Kosten. In dieser Arbeit wird daher ein Ansatz zur integrativen Fabrikplanung auf Basis effizienter Koordinationsmodelle vorgestellt, der Planungsdauer und kosten signifikant senken kann. ····· 1036178461

Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge

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Kunststoffoptiken weisen ein enormes Anwendungsfeld auf. Wesentlicher Vorteil der Kunststoffoptiken ist, dass sie mittels Spritzguss hergestellt werden können. Die Formen für den Spritzguss werden direkt mit monokristallinen Diamantwerkzeugen hergestellt. Ziel der Arbeit war es, ein Grundverständnis zur Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge zu erarbeiten. Dazu wurde die notwendige Maschinentechnik betrachtet und die prozessseitigen Einfluss- und Störgrößen beleuchtet. ····· 1036178457

Wave Front Sensor Based on Digital Mirror Matrix for Functional Characterization of Freeform Ophthalmic Optics

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In dieser Arbeit wird die Entwicklung und Charakterisierung eines Wellenfrontmesssystems für Gleitsichtbrillengläser beschrieben. Es ermöglicht eine quantitative Messung der Wellenfront bis zu 65 mm Durchmesser mit einer lateralen Auflösung von besser als die erforderlichen 1mm für die Inline-Qualitätskontrolle in der Produktion. Das realisierte Low-Cost System ist für Wellenfrontsteigungen mit einer sphärischen Abweichung von ± 2 Grad konzipiert und eröffnet eine flexible funktionale Prüfung von optischen Systemen und Freiformoptiken. ····· 1036178454

Methode zur Bestimmung der Logik einer Technologiestrategie

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Unternehmen mit einer explizit definierten Technologiestrategie agieren erfolgreicher, als Unternehmen ohne eine solche. Dabei variiert der Erfolgsbeitrag verschiedener Ausprägungen einer Technologiestrategie unter abweichenden Rahmenbedingungen, sprich, nicht jede Technologiestrategie ist für jedes Unternehmen gleichermaßen sinnvoll. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Dissertation eine Methode entwickelt, mit Hilfe derer Unternehmen die Logik ihrer Technologiestrategie quantitativ bestimmen können. ····· 1036178453

Risikobezogene Aufwandsreduktion für Eignungsnachweise von Prüfprozessen in der Produktion

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Zur Erfüllung stetig steigender Qualitätsanforderungen müssen Unternehmen ihre Produktion mit Hilfe valider Prüfdaten absichern. Hierfür sind wirtschaftliche Lösungen für flächendeckende Eignungsnachweise von Prüfprozessen notwendig. In dieser Arbeit werden Verfahren aufgezeigt, mit deren Hilfe der Aufwand für eine Vielzahl an Eignungsnachweisen risikobasiert reduziert werden kann. Anhand eines Qualitätsprüfkostenmodells wird die Aufwandsreduktion unter Anwendung der Verfahren auf Beispiele aus der Automobil-, Luftfahrt- und Bahnindustrie bewertet. ····· 1036178452

Kennzahlenbasierte Auswahl der Fertigungstechnologien und -ressourcen im industriellen Werkzeugbau

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Die vorliegende Dissertation beschreibt eine Methodik zur kennzahlenbasierten Auswahl der Fertigungstechnologien und ressourcen im industriellen Werkzeugbau auf Basis von quantitativen Entscheidungsprozessen. Durch die Quantifizierung der Entscheidungsprozesse wurde eine Lösung gefunden, um die heute übliche, intuitiv und qualitativ geprägte Auswahl der Technologien und Ressourcen abzulösen. Damit wird der Werkzeugbau befähigt, die meist personal- und kostenintensive Einführung von Technologien und Ressourcen zu quantifizieren und somit das Risiko von Fehlentscheidungen zu reduzieren. ····· 1036178448

Ortsselektives, präzises Laserdrucken von Biomaterialien und Zellen

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Es werden zwei Anlagen für den laserinduzierten Vorwärtstransfer (LIFT) entwickelt die entweder für Anwendungen im Bereich der High Throughput- (HTS) oder High Content Screening- (HCS) Testsysteme eingesetzt werden können. Dabei wird der Übertrag zum einen auf hohe Geschwindigkeit und zum anderen auf hohe Präzision optimiert. Die Evaluierung erfolgt anhand des Übertrages von Proteinen und Hydrogelen für die HTS-Anwendung bzw. von Partikeln und einzelnen mammalischen Zellen für HCS-Anwendungen. ····· 1036178447

Systemtheoretische Modellierung von Qualitätsprüfungen in anlaufenden Montagesystemen

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Qualitätsprüfungen sind während des Anlaufs unerlässlich. Da sie Teil zahlreicher Wechselwirkungen eines anlaufenden Montagesystems sind, beeinflussen sie nicht nur die Qualität, sondern auch den Ressourceneinsatz sowie die Time-to-Volume als Zielgrößen des Anlaufs. Um Kenntnis über diese Beeinflussung zu erlangen und eine optimierte Prüfstrategie wählen zu können, wird in der Arbeit das Verhalten eines anlaufenden Montagesystems unter Berücksichtigung von Qualitätsprüfungen modelliert. ····· 1036178446

Modellierung des Abtragprozesses der elektrochemischen Senkbearbeitung von Triebwerksschaufeln

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Mithilfe des interdisziplinären Simulationsmodells ist es möglich, den komplexen Prozess der Elektrochemischen Metallbearbeitung (ECM) zur Fertigung moderner Triebwerksschaufeln präzise zu berechnen, sodass aufwendige Iterationsschleifen auf Erfahrungsbasis nunmehr der Vergangenheit angehören. ····· 1036178445

Identifikation geeigneter parametrierter Dämpfungsmodelle für Komponenten einer Linearachse

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In der vorliegenden Arbeit wird eine Methodik vorgestellt, mit der die Fremddämpfung des Prüfstandes von der Dämpfung des Untersuchungsobjektes isoliert werden kann. Diese Methodik findet ihre Anwendung bei der Untersuchung des Dämpfungsverhaltens von Profilschienenführungen und Kugelgewindetrieben. Hierbei werden die verwendeten Prüfstände, die konkreten Problemstellungen sowie die identifizierten Dämpfungsmodelle und die systematisch erarbeiteten Parameter bei verschiedenen Einflussgrößen sowie die Validierung der Modelle und Parameter detailliert beschrieben. ····· 1036178444

Qualitätsorientierte Produktionstheorie zur Beherrschung dynamischer produktrealisierender Prozesse

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Eine große Herausforderung künftiger Forschungsaktivitäten im Zeitalter der Industrie 4.0 besteht in der Entwicklung vollständig beschreibbarer, aber noch beherrschbarer, kontextabhängiger, selbsttätig regelbarer Produktionssysteme. Während das Produktionsmanagement, die Logistik sowie die technische Transformation von Produktionsgütern grundsätzlich durch vorhandene Produktionstheorien gestützt wird, fehlt bisher eine qualitätsorientierte Theorie zur Beschreibung der Transformation von Forderungen in Produktmerkmale. Ziel und Ergebnis der Arbeit ist es somit, an die bestehenden Ansätze und Theorien der Produktionswissenschaften zur Beschreibung von Produktionssystemen anzuknüpfen, um die betrieblichen Leistungsprozesse in ihrer Struktur und ihrem Verhalten aus der Sicht des Qualitätsmanagements zu beschreiben. ····· 1036178442

Laserbasierte Herstellung nanokeramischer Verschleißschutzschichten auf temperaturempfindlichen Substraten

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Durch die Entwicklung eines Laserverfahrens zur Induzierung von Temperaturverteilungen mit kurzer Haltezeit wird eine inline-fähige Prozesskette zur Herstellung nanokeramischer Verschleißschutzschichten realisiert. Die laserbasierte Funktionalisierung gedruckter Sol-Gel-Schichten bietet neben Kostenvorteilen gegenüber teuren Vakuumbeschichtungsverfahren gemäß den Ergebnissen der Arbeit überdies funktionale Vorteile durch die Möglichkeit gezielt eingestellter Schichtstrukturgradienten. ····· 1036178441

Gestaltungsmethodik für eine Produktstruktur variantenreicher rotationssymmetrischer Bauteile

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Die Herausforderung von Einzel- und Kleinserienherstellern besteht in der Beherrschung der Aufwände verursacht durch steigende Komplexität in Produkt und Prozess. Mit dem Ziel einer produktionsgerechten Baukastengestaltung, die Standards in Produkt und Prozess ermöglicht, wird eine Gestaltungsmethodik für eine Produktstruktur variantenreicher rotationssymmetrischer Bauteile entwickelt, welche datenbasiert die Fertigungswirkung von Bauteilmerkmalen ermittelt und zur Standarddefinition nutzt. ····· 1036178439

Macroscopic Simulation of Multi-Axis Machining Processes

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The design of multi-axis machining today is characterized by time-consuming correction loops. By using the simulation model introduced in this research, machining processes can be designed by reducing the tool load along the multi-axis toolpath. This can significantly increase the tool life of the milling cutters, which results in increased process robustness and efficiency, thereby reducing used resources. This leads to a significant increase in process safety and efficiency in process design. ····· 1036178438

Selbstoptimierende Montage schalenförmiger Großbauteile mit rekonfigurierbaren Handhabungssystemen

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In der Montage von schalenförmigen Großbauteilen werden zunehmend Robotersysteme eingesetzt, um Bauteile zueinander zu positionieren und Verformungen auszugleichen. Es wird erforscht, ob das Prinzip der Selbstoptimierung geeignet ist, um die komplexe Verformungskompensation mit einem Robotersystem automatisiert durchzuführen. Ein rekonfigurierbares Handhabungssystem sowie ein Programmier- und Steuerungssystem werden entwickelt, mit dem die Handhabungsaufgabe beschrieben und umgesetzt werden kann. ····· 1036178437

****11. Aachener Management Tage - Return on Engineering

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Innosecure - Kongress mit Ausstellung für Innovationen in den Sicherheitstechnologien

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Die diesjährige Innosecure gibt einen Überblick über aktuelle technologische Entwicklungen und kann auch wissenschaftlich fundierte Antworten auf obige Fragen liefern. Das Schwerpunktthema `Neue Geschäftsmodelle` soll dabei die erfolgreiche Umsetzung von Innovationsansätzen veranschaulichen. Die automobilen Sicherungssysteme setzen hier in diesem Jahr zukunftsträchtige Akzente. ····· 1036178434

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