Aus der Einleitung: "Die Produktarchitektur ist ein Modell zur Abbildung der Verknüpfung zwischen funktionaler und physischer Sichtweise auf ein Produkt und Ausgangspunkt für eine Vielzahl von Methoden, u. a. zur Funktionsintegration oder Modularisierung. Die dabei adressierten Ziele der Produktentwicklung sind sehr unterschiedlich und fokussieren bspw. die Reduktion der Teilezahl und des Gesamtgewichts oder eine effiziente Variantenerzeugung durch Produktbaukästen. Der Lösungsraum bei der Produktarchitekturgestaltung wird maßgeblich durch bekannte und nutzbare Technologien und deren Restriktionen bestimmt. So geht die spanende Fertigung mit steigender geometrischer Komplexität der Bauteile oftmals mit einer erheblichen Kostensteigerung einher. Werkzeugerfordernde Fertigungstechnologien wie bspw. das Druckgießen sind in der Regel nur für größere Bauteilstückzahlen rentabel. Die Einführung additiver Fertigungsverfahren bietet neue Möglichkeiten zur Überwindung dieser Restriktionen und zur Realisierung zusätzlicher Freiheiten in Bezug auf die geometrische Gestaltung sowie Materialzusammensetzung bei der Produktarchitekturgestaltung. Während der Produktentwicklung werden die Potentiale additiver Fertigungsverfahren jedoch oft nicht umfassend berücksichtigt, wodurch besonders bei der Gestaltung der Produktarchitektur große Potentiale unerschlossen bleiben. Stattdessen erfolgt die Gestaltung der Produktarchitektur implizit und Möglichkeiten bspw. zur Funktionsintegration werden nur vereinzelt genutzt. Aus diesem Defizit leitet sich die zentrale Fragestellung dieses Beitrags ab: Wie können Potentiale additiver Fertigungsverfahren bei der Gestaltung der Produktarchitektur systematisch berücksichtigt werden? Zur Beantwortung dieser Frage wird in Abschnitt 2 die Produktarchitekturgestaltung in den Produktentwicklungsprozess eingeordnet und aufgezeigt, wie verschiedene Zielstellungen einer Produktentwicklung durch sie adressiert werden können. Technologische Einflüsse auf die Produktarchitekturgestaltung werden in Abschnitt 3 am Beispiel von additiven Fertigungstechnologien erläutert, bevor in Abschnitt 4 ein methodisches Rahmenwerk vorgestellt wird, welches die Nutzung von Potentialen additiver Fertigungsverfahren durch die Bereitstellung von Prinzipien unterstützt. Die Anwendung des Rahmenwerks wird in Abschnitt 5 am Beispiel eines adaptiven Drehgelenks für Parallelroboter verdeutlicht.

Aus der Einleitung: "Die Produktarchitektur ist ein Modell zur Abbildung der Verknüpfung zwischen funktionaler und physischer Sichtweise auf ein Produkt und Ausgangspunkt für eine Vielzahl von Methoden, u. a. zur Funktionsintegration oder Modularisierung. Die dabei adressierten Ziele der Produktentwicklung sind sehr unterschiedlich und fokussieren bspw. die Reduktion der Teilezahl und des Gesamtgewichts oder eine effiziente Variantenerzeugung durch Produktbaukästen. Der Lösungsraum bei der Produktarchitekturgestaltung wird maßgeblich durch bekannte und nutzbare Technologien und deren Restriktionen bestimmt. So geht die spanende Fertigung mit steigender geometrischer Komplexität der Bauteile oftmals mit einer erheblichen Kostensteigerung einher. Werkzeugerfordernde Fertigungstechnologien wie bspw. das Druckgießen sind in der Regel nur für größere Bauteilstückzahlen rentabel. Die Einführung additiver Fertigungsverfahren bietet neue Möglichkeiten zur Überwindung dieser Restriktionen und zur Realisierung zusätzlicher Freiheiten in Bezug auf die geometrische Gestaltung sowie Materialzusammensetzung bei der Produktarchitekturgestaltung. Während der Produktentwicklung werden die Potentiale additiver Fertigungsverfahren jedoch oft nicht umfassend berücksichtigt, wodurch besonders bei der Gestaltung der Produktarchitektur große Potentiale unerschlossen bleiben. Stattdessen erfolgt die Gestaltung der Produktarchitektur implizit und Möglichkeiten bspw. zur Funktionsintegration werden nur vereinzelt genutzt. Aus diesem Defizit leitet sich die zentrale Fragestellung dieses Beitrags ab: Wie können Potentiale additiver Fertigungsverfahren bei der Gestaltung der Produktarchitektur systematisch berücksichtigt werden? Zur Beantwortung dieser Frage wird in Abschnitt 2 die Produktarchitekturgestaltung in den Produktentwicklungsprozess eingeordnet und aufgezeigt, wie verschiedene Zielstellungen einer Produktentwicklung durch sie adressiert werden können. Technologische Einflüsse auf die Produktarchitekturgestaltung werden in Abschnitt 3 am Beispiel von additiven Fertigungstechnologien erläutert, bevor in Abschnitt 4 ein methodisches Rahmenwerk vorgestellt wird, welches die Nutzung von Potentialen additiver Fertigungsverfahren durch die Bereitstellung von Prinzipien unterstützt. Die Anwendung des Rahmenwerks wird in Abschnitt 5 am Beispiel eines adaptiven Drehgelenks für Parallelroboter verdeutlicht.

Das vorgeschlagene SHM-System 'Adapted Metal Wire Based and fiber Oriented Sensor - AMBOS', basierend auf Drähten aus Metalllegierungen, ist vergleichsweise kostengünstig und verfügt über sehr gute Verarbeitungseigenschaften, insbesondere mit Eignung zur Integration in den Wickelprozess. Eine speziell entwickelte Abwickelvorrichtung erlaubt die direkte Verarbeitung der Drähte zusammen mit den Verstärkungsfasern und wärmehärtenden Harzsystemen im Wickelprozess. Insbesondere aufgrund der hohen Genauigkeit und der sehr niedrigen Material- und Verarbeitungskosten hat das beschriebene Verfahren ein großes Potenzial für den Einsatz in der automobilen Serienfertigung. Grundsätzlich sind die untersuchten Metalldrähte für eine solche Anwendung geeignet. Ein wesentlicher Vorteil ist die einfache Kompensation von thermischen Einflüssen. Weitere Untersuchungen zum Korrosionsschutz und zu Umwelteinflüssen stehen noch aus. / The proposed SHM system called “Adapted Metal wire Based and fiber Oriented Sensor – AMBOS”, based on wires from metal alloys, is comparatively inexpensive and has very good processing properties, in particular with suitability for integration into the winding process. A specially developed unwinding de-vice allows direct processing of the wires together with the reinforcing fibres and thermosetting resin systems in the winding process. Especially due to the high ac-curacy and the very low material and processing costs, the described process has great potential for use in automotive series production. In principle, the metal wires investigated are suitable for such an application. A significant advantage is the simple compensation of thermal influences. Further investigations on corrosion preservation and influences from the environment are still pending.

Gegenstand dieser Arbeit sind die Erweiterung des Standes der Technik um Verfahren zur Herstellung und die Charakterisierung mit Paraffinen infiltrierter geschlossenporiger Aluminiumschäume. Die Einzelwerkstoffe werden hinsichtlich ihres strukturellen, mechanischen und thermischen Verhaltens anhand ausgewählter Tests wie der computertomografischen Analyse, dem Druckversuch und dem „Transient-Plane-Source“-Verfahren charakterisiert. Dem schließt sich die Entwicklung von Infiltrationsmethoden zur Herstellung von Werkstoffverbunden aus den Einzelwerkstoffen an. Der Infiltrationsgrad wird als wesentlicher zugehöriger Berechnungs- und Auswertungskennwert analytisch beschrieben. Anhand infiltrationsgerecht gefertigter Aluminiumschaumproben erfolgt die experimentelle Untersuchung verschiedener Infiltrationsverfahren auf Basis statistischer Versuchspläne und deren Gegenüberstellung. Im Anschluss an die Charakterisierung der Verbunde und der Modellierung betrachteter Zielgrößen mittels Regressionsmodellen erfolgt der Vergleich der Verbundeigenschaften mit denen der Einzelwerkstoffe. Nach analytischen Berechnungen zur Auslegung von Latentwärmespeicher-Systemen folgt die Dimensionierung mittels Finite-Elemente-Methode. Die Modellierung auf Basis eines homogenisierten Materialverhaltens wird anhand von Experimenten validiert. Abschließend werden anhand der generierten Werkstoff-Datenbasis Aussagen über das Nutzungspotential für ausgewählte Anwendungen abgeleitet.:Danksagung Bibliografische Beschreibung Abbildungsverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 11 Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 13 1 Einleitung und Motivation 17 2 Stand der Technik 19 2.1 Aluminiumschaum 19 2.1.1 Einteilung 19 2.1.2 Herstellung 20 2.1.3 Strukturelle Eigenschaften 25 2.1.4 Mechanische Eigenschaften 27 2.1.5 Thermische Eigenschaften 30 2.1.6 Schaummodelle 35 2.1.7 Sandwichstrukturen 36 2.1.8 Anwendungen 39 2.2 Phase-Change-Material 41 2.2.1 Wirkprinzip und Einteilung 41 2.2.2 Herstellung 43 2.2.3 Eigenschaften 44 2.2.4 Konfektionierung 46 2.2.5 Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit 48 2.2.6 Anwendungen 53 2.3 Thermische Grundlagen 56 2.3.1 Grundlagen der Wärmeübertragung 56 2.3.2 Grundlagen der dynamischen Differenzkalorimetrie zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität und Enthalpie 58 2.3.3 Messverfahren zur Bestimmung der Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit 58 3 Zielstellung und Präzisierung der Aufgabenstellung 63 4 Infiltrationstechnologie 65 4.1 Grundlagenbetrachtungen zur Infiltration 65 4.1.1 Infiltrierbarkeit geschlossenporiger Aluminiumschäume 65 4.1.2 Verteilung des PCM innerhalb der Probe 65 4.2 Konzeptentwicklung für Infiltrationsverfahren 68 4.2.1 Konzepte PCM-Tauchinfiltration 68 4.2.2 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration ohne Werkzeug 69 4.2.3 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration mit Werkzeug 70 4.3 Fertigung und Modifikation von Aluminiumschaumproben 71 4.3.1 Herstellungsprozess von Aluminiumschaumhalbzeugen 73 4.3.2 Probenabdichtung 73 4.3.3 Infusions- und Injektionsanschlüsse 74 4.4 Berechnung des Infiltrationsgrads 75 4.5 Infiltrationsversuche 77 4.5.1 PCM-Tauchinfiltration 77 4.5.2 PCM-Vakuum-Infiltration ohne Werkzeug 79 4.5.3 PCM Vakuum-Infiltration mit Werkzeug 83 5 Messtechnische Untersuchungen 89 5.1 Strukturelle Charakterisierung 89 5.1.1 Dichte und Porenstruktur 89 5.1.2 Dichteverteilung 92 5.1.3 Ebenheit 95 5.1.4 Permeabilität 96 5.2 Thermische Charakterisierung 98 5.2.1 Wärmeleitung 98 5.2.2 Wärmekapazität 105 5.2.3 Zersetzungstemperaturen 109 5.2.4 Zyklenbeständigkeit 109 5.2.5 Experimente auf Bauteilebene 112 5.3 Mechanische Charakterisierung 116 5.3.1 Druckversuche 116 5.3.2 Kopfzugversuche 120 5.3.3 Schubversuche 123 5.3.4 Intrusionsversuche - Impaktverhalten 124 5.3.5 4-Punkt-Biegeversuche 126 5.3.6 Akustische Charakterisierung 128 6 Berechnung und Simulation 131 6.1 Thermische Dimensionierung und Validierung mittels FEM 131 6.1.1 Auslegung der Latentwärmespeicher-Systeme 131 6.1.2 Berechnung der Verbundeigenschaften 132 6.1.3 Implementierung der Verbundeigenschaften in die FEM-Umgebung 134 6.1.4 Validierung der thermischen Charakterisierung 137 6.2 Mechanische Dimensionierung und FEM-Validierung 140 6.2.1 Implementierung in die FEM-Umgebung 140 6.2.2 Validierung mechanischer Charakterisierung 142 7 Auswertung und Diskussion 147 7.1 Auswertung der Infiltrationstechnologie 147 7.2 Vergleich der thermischen Eigenschaften mit Literaturdaten 150 7.3 Vergleich der mechanischen Eigenschaften mit Literaturdaten 154 7.4 Evaluierung des Anwendungspotentials 156 8 Zusammenfassung 166 9 Ausblick 170 10 Literaturverzeichnis 172 Anmerkungen 186 Anhang 188

Ett modernt stadsplaneringsideal idag är den så kallade blandstaden, där man eftersträvar en funktionsblandning för att främja en levande stadsmiljö. I Stockholm råder det i dagsläget bostadsbrist och behovet av bostäder, service och arbetsplatser ökar. Detta har lett till att det i nuläget pågår stora utvecklingsprojekt i områden som tidigare varit industriområden. Majoriteten av industrierna har oftast redan avvecklats eller planeras att avvecklas. Den här rapporten utreder huruvida det istället är möjligt att bibehålla industriverksamheten i området för att bevara det kulturhistoriska värdet samt om industriverksamheter kan integreras i stadsbilden. Vidare undersöks på vilket sätt detta skulle kunna vara möjligt samt vilka för- och nackdelar som kan uppstå.  För att underlätta undersökningen och tydligt se hur det skulle kunna se ut i praktiken har två exempel använts och analyserats. Det första är Slakthusområdet som är ett industriområde i södra Stockholm som är under en pågående omvandling från industriområde till en urban stadsdel med fokus på kultur och hållbarhet. Det andra är Arvid Nordquists nya kafferosteri i Järfälla som är en modern industribyggnad som ska integreras i stadsmiljön med målet att skapa en resurssnål och miljövänlig produktionsanläggning.  Arbetet har genomförts genom att relevant information har inhämtats via litteraturstudier, dokumentstudier och intervjustudier. Intervjuerna har gjorts i syfte att erhålla mer information om Slakthusområdet och Arvid Nordquists kafferosteri. Utöver det har även ett platsbesök i Slakthusområdet genomförts. Rapporten inkluderar även en SWOT-analys, där för- och nackdelar presenteras för att sedan vägas mot varandra. De huvudsakliga fördelarna med att integrera industriverksamhet i stadsmiljön är att de bidrar till konceptet blandstaden och skapar en levande stadsmiljö. De främsta nackdelarna är att industriverksamheter kan medföra trafik, buller och lukter.  Slutligen kan det konstateras att det är möjligt att skapa en blandstad genom att integrera industriverksamhet i stadsbilden, men endast i liten skala och med vissa förutsättningar. Det alternativ som är mest fördelaktigt är att integrera småskaliga industrier med tillhörande försäljning. På så sätt kan området och dess invånare dra nytta av fördelarna samtidigt som nackdelarna minimeras så gott det går. Större industrier med potentiellt störande påverkan bör däremot placeras på platser där dess verksamhet inte påverkar omgivande bostäder i lika hög grad. / The concept of the mixed-use city is at the forefront of today’s urban planning, where a strive for functional diversity is sought to promote a vibrant urban environment. In Stockholm, there are currently several large-scale development projects in the previous industrial areas, due to increased demand for housing, servicebuildings and workplaces. The majority of industries in these areas have already been dismantled or are planned to be dismantled. This report investigates whether it is possible to preserve industrial activity into the urban environment or not. Furthermore, it investigates how this could be possible and what advantages and disadvantages may arise.  To make the investigation easier and more clearly visualize how it would appear, two examples have been presented and analyzed. The first is the so-called “ Slakthusområdet '', which is an industrial area in the south of Stockholm that is under an ongoing transformation from an industrial area into an urban district with a focus on culture and sustainability. The second example is the company “ Arvid Nordquists “ new coffee roastery in Järfälla. A modern industrial building intended to be integrated into the urban environment with the goal of creating a resource-efficient and environmentally friendly production facility.  The work has been conducted by gathering relevant information through literature, document and interview studies. The interviews have been conducted to obtain more information about Slakthusområdet and Arvid Nordquists coffee roastery. In addition, a site visit in Slakthusområdet has been conducted. The report also includes a SWOT-analysis where advantages and disadvantages are presented and weighed against each other. The main advantages of integrating industrial activities into the urban environment are that it contributes to the mixed-use city concept and creates a vibrant urban environment. The main disadvantages are that industrial activities can cause disturbing noise, odors and increase traffic volume. After all, it can be concluded that it is possible to create a mixed-use city by integrating industrial activity into the urban landscape, but only on a small scale and with certain conditions. The most advantageous option is to integrate small-scale industries with associated sales. This way, the area and its residents can benefit from the advantages while minimizing the disadvantages as much as possible. Larger industries with potentially disruptive impacts, should however be placed in locations where their activities do not affect surrounding residences to the same extent.

Durch Funktionsintegration lassen sich im Automobilbau nicht nur die Anzahl der Bauteile, sondern auch Kosten und Gewicht reduzieren. Diese Methode wurde insbesondere für die Werkstoffe Blech und Kunststoff erforscht. Der Stand der Technik erlaubt es jedoch nicht, beide Werkstoffe mit ihren spezifischen Eigenschaften optimal zu kombinieren, um Bauteile mit integrierten Funktionen in großer Stückzahl herzustellen. In dieser Arbeit wurde ein sensorischer Werkstoffverbund behandelt, bestehend aus einer thermoplastischen Folie mit piezokeramischen Partikeln, einem Aluminiumblech und Kupferelektroden. Der Fokus lag auf den Prozessschritten des Fügens der thermoplastischen sensorischen Folie mit einem Aluminiumblech sowie der schädigungsfreien Weiterverarbeitung des sensorischen hybriden Laminats mittels Blechumformprozessen. Dabei wurde ein robuster kontinuierlicher Fügeprozess zwischen thermoplastischer Folie und Aluminiumblech realisiert und die mechanischen und technologischen Eigenschaften des sensorischen Hybridlaminats umfassend charakterisiert. Das sensorische Laminat wurde anschließend in einen Blechumformprozess überführt, um einen Funktionsdemonstrator herzustellen. Zusätzlich wurde ein Finite-Elemente-Modell zur Beschreibung des Umformverhaltens mit Fokus auf die Metall-Kunststoff-Grenzfläche entwickelt. Diese Methoden ermöglichten die Analyse und Optimierung des Prozesses. Abschließend wurde die Funktion des sensorischen Hybridlaminats als haptisches Eingabesystem und zur Zustandsüberwachung im Automobilbau demonstriert.:1 Einleitung 2 Stand der Technik 3 Motivation und Zielstellung 4 Konzipierung der Versuchsanlagen und Versuchsplanung 5 Prozesskette zur Herstellung ebener sensorischer hybrider Laminate 6 Ermittlung relevanter Kennwerte 7 Umformen von sensorischen Verbunden 8 Umformsimulation sensorischer hybrider Verbunde 9 Bestimmung der sensorischen Eigenschaften der umgeformten Verbunde 10 Zusammenfassung und Ausblick

Durch Funktionsintegration lassen sich im Automobilbau nicht nur die Anzahl der Bauteile, sondern auch Kosten und Gewicht reduzieren. Diese Methode wurde insbesondere für die Werkstoffe Blech und Kunststoff erforscht. Der Stand der Technik erlaubt es jedoch nicht, beide Werkstoffe mit ihren spezifischen Eigenschaften optimal zu kombinieren, um Bauteile mit integrierten Funktionen in großer Stückzahl herzustellen. In dieser Arbeit wurde ein sensorischer Werkstoffverbund behandelt, bestehend aus einer thermoplastischen Folie mit piezokeramischen Partikeln, einem Aluminiumblech und Kupferelektroden. Der Fokus lag auf den Prozessschritten des Fügens der thermoplastischen sensorischen Folie mit einem Aluminiumblech sowie der schädigungsfreien Weiterverarbeitung des sensorischen hybriden Laminats mittels Blechumformprozessen. Dabei wurde ein robuster kontinuierlicher Fügeprozess zwischen thermoplastischer Folie und Aluminiumblech realisiert und die mechanischen und technologischen Eigenschaften des sensorischen Hybridlaminats umfassend charakterisiert. Das sensorische Laminat wurde anschließend in einen Blechumformprozess überführt, um einen Funktionsdemonstrator herzustellen. Zusätzlich wurde ein Finite-Elemente-Modell zur Beschreibung des Umformverhaltens mit Fokus auf die Metall-Kunststoff-Grenzfläche entwickelt. Diese Methoden ermöglichten die Analyse und Optimierung des Prozesses. Abschließend wurde die Funktion des sensorischen Hybridlaminats als haptisches Eingabesystem und zur Zustandsüberwachung im Automobilbau demonstriert.

Gegenstand dieser Arbeit ist ein neuartiges Direktverarbeitungsverfahren zur Integration von Dehnungssensoren in rotationsförmige Faser-Kunststoff-Verbundbauteile mit dem Ziel einer präzisen, schnellen, robusten, kraftflussgerechten und kostengünstigen Echtzeitüberwachung des Verhaltens versagensrelevanter Strukturen. Der Fokus der Arbeit liegt dafür in der Erforschung eines metalldrahtbasierten und während der Bauteilfertigung in-situ hergestellten strukturintegrierten Sensors (AMBOS: Adapted Metal Wire Based and Fiber Oriented Sensor), dessen Position im Verbundwerkstoff mit hoher Genauigkeit der Verstärkungsfaserorientierung einer Einzelschicht entspricht. Neben der Bestimmung mechanischer Kennwerte der Drähte, dem Abzugsverhalten, einer Analyse des Sensordrahteinflusses auf die Verbundeigenschaften, der Bestimmung des Sensorauszugsverhalten sind auch die Sensorapplikation mittels Direktverarbeitung, die Untersuchung zum Schädigungsverhalten des Sensordrahtes während der Verarbeitung, die Positionierung im Verbundwerkstoff und die Isolierung des Sensordrahtes wesentlicher Forschungsgegenstand. Die Verifizierung des AMBOS-Systems erfolgt mit typischen Belastungszuständen eines Faser-Kunststoff-Verbund-Druckbehälters mit Betrachtung der Temperaturkompensation und den Wechselwirkungen des neuen Sensorsystems mit der Umgebung.:1. Einleitung 2. Stand der Forschung 3. Faserparalleler Drahtsensor für Wickelstrukturen 4. Charakterisierung der Drahtsensorsysteme 5. Validierung des neuen Messsystems an einem Seriendruckbehälter 6. Zusammenfassung und Ausblick / The subject of this work is a novel direct processing method for the integration of strain sensors into rotational fiber-reinforced plastic components with the goal of precise, fast, robust, load-path-adapted and cost-effective real-time monitoring of the behavior of failure-relevant structures. To this end, the focus of the work is on research into a metal wire-based structure-integrated sensor (AMBOS: Adapted Metal Wire Based and Fiber Oriented Sensor) manufactured in-situ during component manufacturing, whose position in the composite corresponds with high accuracy to the reinforcing fiber orientation of a single layer. In addition to the determination of mechanical characteristics of the wires, the pull-off behavior, an analysis of the sensor wire influence on the composite properties, the determination of the sensor pull-out behavior, the sensor application by means of direct processing, the investigation of the damage behavior of the sensor wire during processing, the positioning in the composite material and the insulation of the sensor wire are also essential objects of the research. The verification of the AMBOS system is carried out with typical loading conditions of a fiber-reinforced plastic composite pressure vessel with consideration of the temperature compensation and the interactions of the new sensor system with the environment.:1. Einleitung 2. Stand der Forschung 3. Faserparalleler Drahtsensor für Wickelstrukturen 4. Charakterisierung der Drahtsensorsysteme 5. Validierung des neuen Messsystems an einem Seriendruckbehälter 6. Zusammenfassung und Ausblick

In den letzten Jahren gewinnt der Leichtbau im Bauwesen im Zuge der Ressourceneinsparung wieder stärker an Bedeutung, denn ohne eine deutliche Steigerung der Effizienz ist zukunfts-fähiges Bauen und Wohnen nur schwer zu bewerkstelligen. Optimiertes Bauen, im Sinne der Errichtung und Unterhaltung von Bauwerken mit geringem Einsatz an Material, Energie und Fläche über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg, bedarf des Leichtbaus in punkto Material, Struktur und Technologie. In der vorliegenden Arbeit wird ein wissenschaftlicher Überblick zum aktuellen Stand der eigenen Forschungen in Bezug auf funktionsintegrativen Leichtbau im Bauwesen gegeben sowie erweiterte Methoden und Ansätze abgeleitet, die eine Konzeption, Bemessung und Erprobung von neuartigen Hochleistungs-Tragstrukturen in Leichtbauweise gestatten. Dabei steht die Entwicklung leistungs-starker und zugleich multifunktionaler Werkstoffkombinatio-nen und belastungsgerecht dimensionierter Strukturkomponenten unter dem Aspekt der Gewichtsminimalität in Material und Konstruktion im Fokus. Ein breit gefächertes Eigen-schaftsprofil für \"maßgeschneiderte\" Leichtbauanwendungen besitzen textilverstärkte Ver-bundbauteile, denn sowohl die Fadenarchitektur als auch die Matrix können in weiten Berei-chen variiert und an die im Bauwesen vorliegenden komplexen Anforderungen angepasst werden. In der vorliegenden Arbeit werden hierzu vor allem Methoden und Lösungen anhand von Beispielen zu: multifunktionalen Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV), funktionsintegrier-ten faserverstärkten mineralischen Tragelemente und Verbundstrukturen in textilbewehrter Beton-GFK-Hybridbauweise betrachtet. Von zentraler Bedeutung ist dabei die Schaffung von materialtechnischen, konstruktiven und technologischen Grundlagen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Leichtbauidee über Demonstrator und Referenzobjekt bis hin zur technologischen Umsetzung zur Überführung der Forschungsergebnisse in die Praxis. / In the last few years, lightweight construction in the building sector has gained more and more importance in the course of resource saving. Without a significant increase in efficiency, future-oriented construction and resource-conserving living is difficult to achieve. Optimized building, in the sense of the erection and maintenance of buildings with little use of material, energy and surface over the entire life time cycle of a building, requires lightweight design in terms of material, structure and technology. In this thesis, a scientific overview of the current state of research on function-integrative light-weight construction in architecture is presented. Furthermore, advanced methods and research approaches were developed and applied, that allows the design, dimensioning and testing of novel high-performance supporting structures in lightweight design. The focus is on the development of high-performance, multi-functional material combinations and load-adapted structural elements, under the aspect of weight minimization in material and construction. Textile-reinforced composites have a broad range of material properties for optimized \"tailor-made\" lightweight design applications, since the thread architecture as well as the matrix can be varied within wide ranges and can adapted to the complex requirements in the building industry. Within the scope of this thesis, methods and solutions are examined in the field of: multifunc-tional fiber-reinforced plastics (FRP), function-integrated fiber-reinforced composites with mineral matrix (TRC) and textile-reinforced hybrid composites (BetoTexG: combination of TRC and FRP). In this connection the creation of material, structural and technological foundations along the entire value chain is of central importance: From the lightweight design idea to the demonstrator and reference object, to the technological implementation for the transfer of the research results into practice.

Bei der Anwendung von Radarsensoren zur Fahrzeug-Umfelderfassung müssen verwendete Blenden (Radome), welche den Sensor vor externen Einflüssen schützen und das Fahrzeugdesign unterstützen, die hochfrequente elektromagnetische Welle ohne Beeinflussung transmittieren. Allerdings werden beim Durchstrahlen eines Bauteils unterschiedliche Anteile der Welle absorbiert, reflektiert oder transmittiert. Mit dem Ziel die Transmission von Materialien zu erhöhen, werden im Rahmen dieser Arbeit die Einflüsse auf den Materialparameter Permittivität von Kunststoffen und Lacken untersucht. Dadurch kann auch die praktische Umsetzbarkeit der theoretisch hergeleiteten Kompensationsmethoden für hochreflektierende Lacke nachgewiesen werden. Zur Absicherung der Radarfunktion müssen darüber hinaus auch Einflussfaktoren aus Design, Fertigungsprozess und Umgebung bekannt sein.:1 Einleitung 2 Problemstellung und Zielsetzung 3 Stand der Wissenschaft 4 Elektromagnetische Eigenschaften von Kunststoffen 5 Einfluss elektromagnetischer Eigenschaften von Lacken 6 Radome im Gesamtaufbau 7 Zusammenfassung und Ausblick Anhang / When radar sensors are used for vehicle environment scanning, the cover (radome) used to protect the sensor from external influences and support the vehicle design must transmit the high-frequency electromagnetic wave without interference. However, when the wave passes through a component it is absorbed, reflected or transmitted. The range of the radar sensor can be reduced, the sensor can be blinded by reflections and inhomogeneous reflection distributions can lead to angular errors. To increase the transmission of materials, the influences on the material parameter permittivity of plastics and paints are investigated. Furthermore, the practical feasibility of the theoretically derived compensation methods for highly reflective paints can be demonstrated. To ensure the radar function, influencing factors, including the design, the manufacturing process and environment, must also be known.:1 Einleitung 2 Problemstellung und Zielsetzung 3 Stand der Wissenschaft 4 Elektromagnetische Eigenschaften von Kunststoffen 5 Einfluss elektromagnetischer Eigenschaften von Lacken 6 Radome im Gesamtaufbau 7 Zusammenfassung und Ausblick Anhang