Aufbauend auf einer Analyse ausgewählter methodentheoretischer Ansätze der Produktionsstättenplanung und des Umweltmanagements wird eine Methode des planungsintegrierten Umweltschutzes bei der Produktionsstättenplanung entwickelt. Sie besteht zum Einen aus einer umweltbezogenen Analyse und Bewertung, basierend auf der Ökobilanzierung, die an die Belange der Produktionsstättenplanung angepasst und integriert wird. Zum Anderen erfolgt das Entwerfen umweltverträglicher Lösungen. Hierzu wird das Konzept des planungsintegrierten Umwelschutzes zu heuristischen Regeln operationalisiert und den Planungsaktivitäten Funktionsbestimmung/Dimensionierung/Strukturierung/Gestaltung zugeordnet. Es erfolgt abschließend der beispielhafte Einsatz der Methode in einer Branchenstudie zur spanenden Metallbearbeitung.

Die Ermittlung des Paarungsmaßes von zylindrischen Oberflächen ist für die Steuerung und Regelung von Fertigungsprozessen von Bedeutung. Sie beruht dabei auf der Zuordnung von idealen anliegenden Geometrieelementen an die erfassten Oberflächenpunkte des Zylinders. Die Erfassung der zylindrischen Oberfläche sollte nach den Kriterien erfolgen, die der körperlichen Paarungslehrung entsprechen. Vorraussetzung für die Erfassung von zylindrischen Oberflächen zur Ermittlung des Paarungsmaßes ist die Festlegung einer Erfassungsstrategie. Durch die Erfassung müssen die höchsten Profilpunkte auf der Oberfläche bereitgestellt werden, an denen sich das ideale anliegende Geometrieelement ausrichtet. Eine Erfassungsstrategie erfordert die Festlegung der Größe und Form des Antastelementes, des Messpunktabstandes und der Lage der Messpunkte auf der zylindrischen Oberfläche. Informationen für diese Festlegung können nach einem neuen Ansatz aus der Oberflächengestalt ermittelt werden. In Abhängigkeit der kleinsten Krümmungsradien der Rauheit, der Welligkeit und Form werden die Form und Größe des Antastelementes, der Messpunktabstand und die Lage der Messpunkte auf der Oberfläche festgelegt.

Methoden zur Steigerung der Effektivität, Produktivität oder Zuverlässigkeit von Fertigungsanlagen werden bislang systematisch unvollständig angewendet. In der vorliegenden Arbeit werden bekannte Methoden in ihrer Wirkung auf die Prozesszuverlässigkeit hin untersucht. Grundsätzlich wird dabei das Fertigungssystem als sozio-technisches System im Sinne des MTO-Ansatzes (Mensch-Technik-Organisation) betrachtet und die Methoden auf die einzelnen Systemelemente angewendet. Die Prozesszuverlässigkeit wird in den Dimensionen Verfügbarkeit, Leistungs- und Qualitätsgrad betrachtet. Die aus der Analyse der Methoden abgeleiteten Standardabläufe beziehen sich auf die beiden Lebensphasen der Fertigungsanlage - Entwicklung- und Betriebsphase - in welchen die Prozesszuverlässigkeit maßgeblich bestimmt wird bzw. von besonderer Bedeutung ist. Die Akquise von Zustandsinformationen ist zur Verbesserung der Prozesszuverlässigkeit von zentraler Bedeutung. Der Nutzen und die Wirksamkeit werden am Beispiel einer permanenten, vorausschauenden Zustandsüberwachung nachgewiesen.

After almost half a millennium of technological development, printing technologies have achieved a level to fulfill their mission: to satisfy the demands of a faithful human reception of the whole variety of shape and color from nature by discrete colored screen dots on substrates (e.g. paper, foil). Nowadays improvements of industrial printing are more or less solely limited to improvements of the production efficiency. During the last decade, several R&D and business approaches have been published which employ printing technologies for the production of items with functionalities other than color images. In case of these new applications, the major advantage of printing technologies is the full additivity of the material deposition addressing exactly the geometrical areas where it is needed – without lithography. Beyond that, the digital printing technique inkjet allows the handling of smallest amounts of rare (and therefore costly) functional materials. In our paper we introduce our strategy of functional printing that exploits the potential of cutting-edge printing technologies for the digital fabrication of items with advanced – i.e. “not only graphical” – functionalities. The presented examples comprise concepts for printed energy storage devices, packages with RFID functionality, printed membranes and micro sieves, electrically conducting tracks and outline further approaches to manufacture devices and components of organic and large-area electronics. The implementation of functional printing requires well-directed interdisciplinary efforts to manufacture stacks of functional layers and to understand their structure-property relationships. In many cases the envisaged functionality is directly related rather to the nanoscopic structures than to bulk materials properties. We introduce the integrated research approach of Printed Functionalities in Chemnitz comprising Chemnitz University of Technology for science, the Fraunhofer Institution for Electronic Nanosystems (FhG ENAS) for applied science and industrialization as well as world-class companies on the Chemnitz Smart Systems Campus for the exploitation of future organic and large-area electronics products.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Modellerstellung und Technologie eines gravimetrischen Gassensors für organische Gase. Die Besonderheit liegt in dem verwendeten Resonatortyp. Es handelt sich um einen lateral elektrostatisch angeregten quadratischen Plattenresonator, der mit einer Rezeptorschicht versehen wird. Mit Hilfe von FEM-Berechnungen werden die Eigenfrequenzen und Eigenformen berechnet. Für die untersuchte Lamé- und Square-Mode wird die Sensorgüte unter Berücksichtigung des "Squeeze-Film-Damping" sowie der viskoelastischen Rezeptorschichteigenschaften bestimmt. Die Sensormoden werden durch ein Feder-Masse-Modell mit einem Freiheitsgrad modelliert und durch ein elektrisches Ersatzschaltbild repräsentiert. Die berechneten Nachweisgrenzen für Oktan und Toluol bei 6-facher Rauschgrenze liegen im zweistelligen ppb-Bereich. Für die technologische Umsetzung werden SOI-Wafer verwendet. Die ≤ 100 nm betragenden Spaltbreiten zwischen Elektroden und Resonator werden durch das RIE-Ätzen von Siliziumgräben mit senkrechten Seitenwänden, der Abscheidung von SiO2 als Opferschicht und dem Füllen der Gräben mit hochdotiertem Polysilizium hergestellt. Die Kontaktierung der Resonatoren erfolgt über einen leitenden Stamm, der aufgrund von selbstjustierenden Prozessen die Resonatorplatte zentriert einspannt. / The following work is concerned with the modelling and fabrication technology of a gravimetric sensor for volatile organic compounds (VOC). Novelty is the combination of a lateral electrostatic driven square plate resonator with a gas sensitive detection layer. The eigenfrequencies and -modes are calculated with FEM simulations. Especially suited for gas sensors are the Lamé- and Square eigenmodes which are studied more closely. The quality factor is determined considering "squeeze film damping" and the viscoelastic properties of the gas sensitive detection layer. To present the sensor oscillation modes a spring mass model with one degree of freedom is determined and extended by an equivalent circuit diagram. The calculated limits of detections for octane and toluene are in the binary ppb-range, working with six times the limit of frequency noise. SOI-wafers are the base material for the sensor process flow. Electrode gaps ≤100 nm, essential for the electrostatic drive, are fabricated by RIE-etching vertical trenches into the device layer down to the buried oxide and by depositing a silicon dioxide as sacrifical layer and by refilling the trenches with highly doped polysilicon. The electrical contact of the resonator plate is ensured through an electrical conducting polysilicon stem. The developed process flow enables a self alignment ot the stem, clamping the plate centered.

Der Mini-Guide wendet sich an Prozess- und Qualitätsmanagementverantwortliche in kleinen und mittleren Unternehmen, die eine Systematik suchen, mit einfachen Mitteln ihre Prozesse grafisch darzustellen, um in ihnen Verbesserungspotential zu erkennen. Der Modellierungsleitfaden im ersten Teil des Buches gibt dafür eine wertvolle Methodenhilfe. Die praktische Umsetzung wird mit Hilfe des Grafiktools MS Visio demonstriert. Es wurde dabei mit Standardeinstellungen (EPC-Shape) gearbeitet. Die Modellierungsmethodik kann damit auf sehr unkomplizierte Weise in einer Firma, die MS Visio installiert hat, genutzt werden. Der zweite Teil des Buches widmet sich dem Aufbau eines webbasierten Qualitätsinformationssystems, das die Arbeit von Teams an unterschiedlichen Standorten bei der Kommunikation, dem Dokumentenmanagement und dem Wissensmanagement unterstützt. Der Entwurf eines solchen Systems als webbasierte Kollaborationsplattform wurde auf Basis von MS Sharepoint WSS 3.0 prototypisch umgesetzt. Die dargestellten Inhalte sind Ergebnis eines von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) geförderten Projektes an der Fakultät für Maschinenbau der TU Chemnitz. Das Projekt hatte das Ziel, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bei der kooperativen Zusammenarbeit, insbesondere in Produktionsnetzwerken, zu unterstützen. Das aus erfahrenen Wissenschaftlern, Praktikern und Studenten zusammengesetzte Team des Instituts für Fertigungsmesstechnik und Qualitätssicherung (IFMQ) zeichnete im Projekt für das Thema Qualitätsmanagement (QM) und Qualitätsinformationssysteme (QIS) verantwortlich.

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