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Richter, Johannes;
Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2014. - Online-Ressource (PDF-Datei: XIV, 221 S., 26,30 MB). - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 2) : Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2013
Parallel als Druckausg. erschienen

Die Herstellung von keramischen Wärmedämmschichten auf Gasturbinenschaufeln stellt eine komplexe Herausforderung dar, da der atmosphärische Plasmaspritzprozess durch eine Vielzahl von Einflussgrößen und hohe Sensitivität gegenüber äußeren Einwirkungen gekennzeichnet ist. Eine Sonderstellung unter den Störgrößen nimmt der Elektrodenverschleiß ein, da durch diesen Effekt eine kontinuierliche Veränderung der Beschichtungsergebnisse bezüglich Spritzeffzienz und Schichtmikrostruktur hervorgerufen wird. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine Prozessregelung zu entwickeln, die eine Stabilisierung des atmosphärischen Plasmaspritzprozesses und damit eine Reduzierung der Schwankungen der Beschichtungsergebnisse über die Elektrodenlaufzeit ermöglicht. Die Versuche sollen im fertigungsnahen Umfeld anhand von Turbinenschaufeln durchgeführt werden, um eine direkte Implementierung der Regelung in die Serienfertigung zu ermöglichen. Als Basis für die Entwicklung der Prozessregelung erfolgt zunächst die Beschreibung der Grundlagen zu Wärmedämmschichten, Herstellungsverfahren und Prozessdiagnostik. Darauf aufbauend werden die Einflussfaktoren mit den stärksten Effekten auf die Beschichtungsergebnisse anhand der elektrodenverschleißinduzierten Veränderungen im ungeregelten Langzeitbeschichtungsversuch ermittelt und als Regelgrößen definiert. Nach der Bestimmung der Steuergrößen werden im Anschluss die Prozessregelungsansätze in Langzeitbeschichtungsversuchen überprüft und die Prozessfähigkeiten berechnet. Die Versuche zeigen insgesamt eine signifikante Stabilisierung der Beschichtungsergebnisse unter Verwendung der entwickelten Prozessregelung auf Basis der Regelgrößen (i) Partikelintensität, (ii) Partikelgeschwindigkeit und (iii) elektrischer Spannung. Als Steuergrößen werden die elektrische Stromstärke, sowie das primäre und sekundäre Plasmagas verwendet. In den Verifizierungsversuchen wird darüber hinaus gezeigt, dass mit Hilfe der konventionellen Leistungsregelung nur eine bedingte Stabilisierung des Beschichtungsprozesses ermöglicht wird und die entwickelte Prozessregelung auch auf andere atmosphärische Plasmaspritzprozesse mit veränderten Parametern und Brennerkonfigurationen anwendbar ist.

https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00024874

Nagel, Falk; Kümmel, Benjamin; Bergmann, Jean Pierre; Simon, Flaviu; Hildebrand, Jörg
Optimierung der Spaltüberbrückung beim Laserstrahlschweißen von dünnen Blechen durch eine zweite Wärmequelle. - In: DVS Congress 2014, (2014), S. 10-14

Henfling, Bernd; Blindenhöfer, Gerd; Coburger, Reiner; Günther, Karsten; Bergmann, Jean Pierre
AWUSYS : Entwicklung eines hochpräzisen und zeiteffizienten industriellen Auswuchtsystems. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2014. - Online-Ressource (PDF-Datei: VIII, 101 S., 8,24 MB). - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung : Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik ; 1)Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

Im Rahmen des Projektes "Awusys" erfolgte die disziplinübergreifende Entwicklung eines hochpräzisen und zeiteffizienten industriellen Auswuchtsystems, welches neben der Unwuchtbestimmung zeitgleich Unwuchtkorrekturen mit höchster Genauigkeit umsetzen kann. Im Vergleich zu bestehenden Systemen sollte eine Genauigkeit bei der Unwuchtbestimmung von üblicherweise +/- 0,1 g auf +/- 0,01 g umgesetzt werden. Selbiges galt für den notwenigen Masseauf- und Masseabtrag, der mit einer Genauigkeit im 1/100 Bereich realisiert werden sollte. Die Entwicklung eines derartigen Systems wurde durch die Erarbeitung und Entwicklung unterschiedlicher Ansätze aus den Bereichen der Konstruktion, der Softwaretechnik, der Messtechnik, der Handhabetechnik und der Fertigungstechnik erfolgreich umgesetzt und in Form eines rechnergestützten Versuchsstandes zusammengeführt.

https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00024538

Petrich, Martin; Stambke, Martin; Bergmann, Jean Pierre
Examinations on laser remote welding of ultra-thin metal foils under vacuum conditions. - In: Physics procedia, ISSN 1875-3892, Bd. 56 (2014), S. 768-775

https://doi.org/10.1016/j.phpro.2014.08.084

Nagel, Falk; Simon, Flaviu; Kümmel, Benjamin; Bergmann, Jean Pierre; Hildebrand, Jörg
Optimization strategies for laser welding high alloy steel sheets. - In: Physics procedia, ISSN 1875-3892, Bd. 56 (2014), S. 1242-1251

A known phenomenon during laser welding of thin sheets is the deformation caused by thermally induced stresses. This deformation can result in a change of the gap width between the welded parts, which leads to an unstable welding process. Inducing displacements by using a second heat source will compensate for the change in gap width, hence optimizing the welding process. The base material is 1 mm thick austenitic stainless steel 1.4301, which is welded by a CO2 laser. The second heat source is a diode laser. The gap between the welded parts was set between 0.05 mm and 0.1 mm. The influence of the second heat source on the welding process and the welding result is described. The usage of a second heat source allows a higher gap width to be set prior to the welding process. The results of the numerical simulation were found to be corresponding to those of the experiments.

http://dx.doi.org/10.1016/j.phpro.2014.08.040