Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Virtuelle Fertigungstechnik beinhaltet.

Für Alt- und Gebrauchtmaschinen gelten spezielle Regelungen für die sicherheitsgerechte Gestaltung. Nicht selten müssen derartige Maschinen Einzelfallprüfungen standhalten, um explizit die rechtlichen Gegebenheiten anwenden zu können. Zu beachten ist dabei, dass gemäß § 5 Abs. 3 BetrSichV nur solche Arbeitsmittel zur Verfügung gestellt und verwendet werden „die den für sie geltenden Rechtsvorschriften über Sicherheit und Gesundheitsschutz entsprechen.“ Maschinen die „für eigene Zwecke selbst hergestellt wurden, müssen den grundlegenden Sicherheitsanforderungen der anzuwendenden Gemeinschaftsrichtlinien entsprechen.“ Für Maschinen die "wesentlich verändert" wurden, muss ein entsprechendes Konformitätsbewertungsverfahren gemäß der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG durchgeführt werden.:1. Einführung 2. Rechtliche Grundlagen 3. Gefährdungsbeurteilung

Der Trend in der Kunststoffverarbeitung geht in Richtung Funktionalisierung von Bauteilen, d.h. die Funktion mehrerer Komponenten wird durch ein einziges Bauteil übernommen. Ein Beispiel ist die technische Vereinigung von Kunststoff- mit Elektronikbauteilen, sogenannte spritzgegossene Schaltungsträger (Molded Interconnect Devices, MID). Deren Herstellung ist gemäß Stand der Technik jedoch äußerst energie-, zeit- und kostenintensiv. Die Veröffentlichung stellt daher eine prozesstechnische Alternative zur Herstellung von MID-Bauteilen vor, bei welcher die Leiterbahnaufbringung ohne zusätzliche Schritte und ohne nasschemische Prozesse auskommt.

In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen des Formstoffverdichtungsprozesses unter Einbeziehung von Methoden der Kontinuumsmechanik und mathematischen Modellierung durchgeführt. Es wurden der mathematische Apparat, der Algorithmus und die rechnerlauffähige Software "FormCompact" entwickelt. Damit ist es erstmals möglich, den Einfluss unterschiedlichster maschinen- technischer und formstofftechnologischer Parameter auf die Verteilung der Dichte und des Spannungszustandes in Formen aus tongebundenen Formstoffen zu berechnen. Die Ergebnisse der Berechnungen werden mit Hilfe des Visualisierungsmoduls in eindeutiger Übersicht dargestellt. Die vorgelegte Lösung wurde unter den Bedingungen des zweidimensionalen Zustandes durchgeführt. Zu Erhöhung der Genauigkeit wurden den Eckpunkten der Form und des Modells eine besondere Berücksichtung geschenkt. Als effektivstes Programmiersystem zur Lösung dieser Aufgabe erwies sich Borland Delphi. Die Validierung der Software erfolgte mit Hilfe von Daten, die einerseits aus eigenen experimentellen Untersuchungen und andererseits aus der Gegenüberstellung mit Literaturangaben gewonnen worden sind. Dabei konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den theoretischen, mit der Software berechneten und den experimentellen Werten festgestellt werden. Die Software stellt ein ausgezeichnetes Werkzeug zur Arbeitsvorbereitung in den Gießereien und bei der Konstruktion von Gießereimaschinen.

Gegenstand der Dissertation ist die Untersuchung der Stabilität von Oberflächenwellen auf einem Flüssigkeitsstrahl bei Anregung durch einen äußeren Gasstrahl.

Das Niederdruckgießen ist ein innovatives Gießverfahren. Es ermöglicht die gesteuerte Formfüllung entgegen der Schwerkraft. Die Entwicklung einer Niederdruck-Gießeinrichtung für Eisen-Kohlenstoff-Legierungen und die Anwendung der gesteuerten Formfüllung sind die Ziele der Arbeit. Ausgehend von den Niederdruck-Gießeinrichtungen für Aluminium werden Werkstoffe getestet, die sich als Material für das Steigrohr eignen. Für das Verfahren wird eine Niederdruck-Gießeinrichtung im Labormaßstab entwickelt. Diese umfasst den Druckbehälter, das Steigrohr, die Heizung und die Druckluftsteuerung. Für eine industrielle Anlage werden die Konstruktionsunterlagen erarbeitet. Mit der Laboranlage wird der Nachweis erbracht, dass das Verfahren prinzipiell für Eisen-Kohlenstoff-Legierungen anwendbar ist. Die Problematik der gesteuerten Formfüllung wird an einem Beispiel gezeigt. Mit einer Tabellenkalkulation wird eine einfache Berechnungsgrundlage für die gesteuerte Formfüllung vorgestellt. Diese wird mit einem Simulationsprogramm und durch Versuche bestätigt.

Nichtmetallische Einschlüsse üben normalerweise auf die Gebrauchseigenschaften von Stählen einen schädlichen Einfluss aus. Sie können aber unter gewissen Bedingungen positiv sein. Hohe Gebrauchseigenschaften von Stählen können garantiert werden, wenn die Größe nichtmetallischer Einschlüsse unter einem kritischen Niveau gehalten wird. Die vorliegende Studie dient dem Zweck, die Verfahrenstechnik zur Erzeugung feiner Oxidteilchen nahe oder unter 1 mm Durchmesser, die als Keime für die Bildung feinverteilten Ferrits und feinverteilter Ausscheidungen dienen, zu entwickeln. Alternative Desoxidationstechniken sind ein erfolgversprechender Ansatz, die genannten Wirkungen zu erreichen. Die Einflüsse von Desoxidationsmitteln wie Al, Ti, Zr und Mn sowie der Abkühlungsgeschwindigkeit auf die Oxideinschlüsse sowie deren Größe, Verteilung und Anzahl werden untersucht. Die Keimbildungsmechanismen feinverteilten Ferrits und feinverteilter Ausscheidungen werden vorgestellt. Der physikalische Mechanismus des Nozzle Cloggings wird vorgestellt und quantativ interpretiert. Eine gute Vergießbarkeit wird durch die Erzeugung von feinverteilten sphärischen Einschlüssen mit glatter Oberfläche, hoher Dichte und kleinem Benetzungswinkel garantiert. Desweiteren wird auch ein modifizierter e-Formalismus zur exakten thermodynamischen Analyse metallischer Schmelzen und ein Modell zur Berechnung des Wachstums von Oxideinschlüssen in Stahlschmelzen während der Erstarrung entwickelt.

Entsprechend der Zielsetzung dieser Arbeit wurden eng begrenzte Korngrößenbereiche der Ausgangskörnung vibrationsverdichtet und ein Zustand erreicht, der bei bestimmten Vibrationsparametern als stabil und reproduzierbar bezeichnet werden kann. Mittels eines Versuchsplanes sind stabile Körper hergestellt worden, bei denen eine ausreichende Festigkeit (bis 14 MPa) und eine definierte offene Porenvolumenstruktur (40-45 %) nachgewiesen werden konnte. Die Reproduzierbarkeit der durch Vibrationsverdichtung hergestellten Strukturen wurde anhand geringer Standardabweichung (< 5 %) der ermittelten Packungsdichte als auch der untersuchten Strukturencharakteristika bestätigt. Untersuchungen zur Einfiltration einer Feinkornfraktion in ein starres Gerüst mittels Vibrationsverdichtung zeigten, dass dieses Verfahren unter Beachtung von Einflußgrößen zur Herstellung von Gradientenwerkstoffen prinzipiell geeignet ist. Auch ein Einsatz der Vibrationsverdichtung zur gezielten Entmischung eines aus unterschiedlichen Körnungen zusammengesetzten keramischen Rohstoffgemisches konnte bestätigt werden.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, mit Hilfe einer neu entwickelten Methode zur getrennten Bestimmung des Feststoffausbringens durch Trübemitführung und Heterokoagulation die Wirkung einiger wichtiger Prozessparameter zu bewerten. Darüber hinaus ist der Einfluss der Modifizierung des Suspensionszustandes (Änderung der Turbulenzintensität) bzw. des Flockungszustandes hydrophiler Teilchen auf die Trübemitführung feiner hydrophiler Teilchen in mechanischen Flotationsapparaten aufzuklären. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sind ein Beitrag zur Erweiterung der Kenntnisse über die Mechanismen der Trübemitführung in mechanischen Flotationsapparaten. Sie liefern wesentliche neue Hinweise zur Steuerung und Reduzierung der Trübemitführung. Aus den Schlussfolgerungen der Arbeit können wichtige Maßnahmen und Kriterien zur Optimierung der Feinstteilchenflotation bei der Aufbereitung komplex zusammensetzter, wertstoffarmer Rohstoffe und für das Recycling von festen Abfällen abgeleitet werden.

Die Distinkte-Element-Methode (Programm UDEC von Itasca) wurde angewendet, um das Bruch- und Verformungsverhalten von geklüfteten Gebirgsbereichen beim Tunnelbau und die Interaktionen zwischen Gebirge und Tunnelausbau systematisch zu untersuchen. Durch die numerischen Untersuchungen wurden die Einflussfaktoren auf das Bruch- und Verformungsverhalten und die Hauptversagensarten von geklüftetem Fels aufgezeigt. Ein neues „De- und Reaktivierungsverfahren“ wurde entwickelt und erfolgreich verwendet. Beruhend auf der Simulation der Anker- und Spritzbetonsicherungen und der einzelnen Bauzustände bei Teilausbrüchen wurde ein Konzept zur Beurteilung der Standsicherheit eines Hohlraums in geklüftetem Fels und zur Dimensionierung der Sicherungsmaßnahmen dargestellt.