Studienabschlussarbeiten

In der Automobilbranche erfordern neue Formen und Designs die Notwendigkeit einer hohen und stetig besser werdenden Qualität der sichtbaren äußeren Bauteile. Die endgültige Qualität der einzelnen Komponenten im Rohkarosseriebau wird bereits durch die Güte der verschiedenen Technologien bei der Blechbearbeitung festgelegt. Die qualitativen Merkmale von Motorhauben im Bereich der Rollfalztechnologie sollen durch Simulationsanwendung und den Vergleich der Ergebnisse mit realen Bauteilen bewertet werden, um Rückschlüsse zur Beschreibung des Nutzeffektes der virtuellen Fertigung im Zuge der Produktabsicherung zu gewinnen. Der Inhalt der Masterarbeit basiert auf verschiedenen Expertengesprächen, einer Literaturanalyse, Simulationsergebnissen und Untersuchungen am realen Produktionszyklus und ist in sieben Kapitel gegliedert. Die ersten beiden Kapitel geben einen Ausblick über die Notwendigkeit der frühzeitigen Produktabsicherung und verweisen auf die für diese Arbeit grundlegenden Inhalte. In den folgenden Kapiteln drei und vier werden das Referenzprojekt, die Versuchsdurchführung und notwendigen Schritte für den Aufbau der Umformsimulation detailliert dargestellt. Die Verifizierung der Simulationsergebnisse mit dem realen Falzergebnis erfolgt in Kapitel fünf. Die letzten beiden Kapitel dienen zur Zusammenfassung der Ergebnisse und legen das resultierende Fazit offen. Des Weiteren wird ein Ausblick über mögliche Einsatzperspektiven der verwendeten Simulationssoftware gegeben.

Die zunehmende Integration der Prüfprozesse in die Fertigungsprozesse führt zu kontinuierlichen, zunehmend automatisierten Fertigungsabläufen, aus denen der subjektive Einfluss des Menschen immer weiter eliminiert wird. Dadurch werden Zeit und Kosten eingespart, was zur Erhöhung der Effektivität eines Produktionsprozesses und im Besonderen zur Stabilisierung der Qualität beiträgt. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen für den Einsatz eines autarken optischen Sensorsystems im Maschinenraum von Bearbeitungszentren durchgeführt und konstruktive Lösungen erarbeitet. Einen Schwerpunkt dabei bildete der Entwurf einer vollintegrierten Ladelektronik, die unter Nutzung von drahtloser Energieübertragung für die Aufladung des im Sensorsystem integrierten Akkupacks, dessen konstruktiver Aufbau entworfen, realisiert und getestet wurde. Für den praktischen Einsatz sind die Ladeverhältnisse, insbesondere das Verhältnis zwischen notwendiger Betriebszeit des Sensors und der zur Verfügung stehenden Ladezeit innerhalb eines automatisierten Produktionsprozesses von Interesse. Dazu wurde der Verlauf verschiedener Kenngrößen, wie Strom, Spannung, Kapazität bei unterschiedlichen Belastungsfällen zwischen Lade- und Entladezeiten - Art der Beleuchtung des Prüfobjektes durch den Sensor - aufgezeichnet und ausgewertet.

Seit Jahren steigt die Anzahl der Filtrationsanlagen zur Wasseraufbereitung stetig an, befindet sich jedoch prozentual gesehen, ungeachtet der vielen Vorteile und im Vergleich zu konventionellen Aufbereitungsverfahren, auf einen sehr geringen Stand. Dem Einsatz als Membranbioreaktoren in Klärwerken und der somit reduzierte Platzbedarf dieser Anlagen bei gleichzeitig gesteigerter Reinigungsleistung oder als nachgeschaltete vierte Reinigungsstufe, stehen hohe Investitionskosten gegenüber. Verschiedene Unternehmen haben sich auf die Entwicklung und Herstellung von Membranfiltrationssystemen sowie ganzer Anlagen zur Wasseraufbereitung spezialisiert. Das Problem stellen jedoch die hohen Anschaffungskosten solcher Anlagen dar. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit, um diese Systeme für den Markt interessanter zu gestalten, müssen die Herstellungskosten gesenkt werden. Dementsprechend ist es notwendig, große Stückzahlen zu fertigen um die Produktionskosten zu reduzieren. Hierbei darf jedoch nicht die Qualität der Systeme vernachlässigt werden. Daher ist eine Qualitätskontrolle im Anschluss der Herstellungsprozesse unabdingbar um die Funktionsfähigkeit der Systeme zu gewährleisten. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Konstruktion einer automatisierbaren Integritätsprüfanlage partiell vergossener Membranpakete. Nach dem Formierungsprozess und der anschließenden Nachbearbeitung sind die Pakete auf Intaktheit der Membranoberfläche und Dichtigkeit der umlaufenden Schweißnähte zu prüfen. Zu Beginn werden verschiedene Methoden zur Dichtigkeitsprüfung hinsichtlich der Eignung für die Membranpakete und deren Realisierbarkeit evaluiert. Die grundlegenden Anforderungen und Vorgaben an die Konstruktion wurden in einer Anforderungsliste zusammengefasst, auf dessen Grundlage eine Konzeptionierung der Prüfanlage erfolgte. Anschließend wurde die Integritätsprüfanlage konstruktiv umgesetzt und die zur Funktionserfüllung benötigten peripheren Geräte dimensioniert und ausgewählt. Den Abschluss der Arbeit bilden ein vollständiges 3D-Model sowie ein komplettierter Zeichnungssatz zur Herstellung der Anlage.

Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Prüfeinrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten an Ladeluftdruckschläuchen. Hierzu werden zunächst der Herstellungsprozess und die möglichen Fehler genauer betrachtet. Im Anschluss findet eine Machbarkeitsuntersuchung anhand von Laborversuchen und einem praktischen Versuch vor Ort statt. Die anschließende Konstruktion wird mit Hilfe des Konstruktiven Entwicklungsprozesses durchgeführt. Abschließend wird eine vollständige technische Dokumentation angefertigt

Optische Messmittel gewinnen im industriellen Bereich immer mehr an Bedeutung, so können zum Beispiel Werkstücke, Werkzeuge oder gar Messmittel vermessen werden. Sie ermöglichen eine berührungslose und zerstörungsfreie Prüfung, zeichnen sich durch genaue und reproduzierbare Messungen aus und sind zudem vielfältig und flexibel verwendbar. Je nach vorgesehener Anwendung existieren verschiedene Arten von Messmitteln zur Bestimmung der projizierten Kontur eines Werkstücks. Für kleine Messbereiche kommen klassische Profilprojektoren zum Einsatz, welche meist ohne elektronische Auswertung arbeiten. Um größere Messbereiche abzudecken wurden zunächst elektronisch ausgewertete Profilprojektoren mit Antriebssystemen kombiniert. Durch den technischen Fortschritt der Kameratechnik wird, für gewisse Messbereiche, jedoch auch wieder der Einsatz klassischer statischer Profilprojektoren attraktiv. In Kombination mit entsprechenden telezentrischen Objektiven ist somit ein relativ großer Messbereich möglich, ohne ein Antriebssystem zu Verwenden. Um verschiedene Kamerasysteme zu testen und so z.B. eine Analyse des Einflusses auf die Messgenauigkeit durchführen zu können eignen sich die am Markt verfügbaren Geräte jedoch nur bedingt. Aus diesem Grund soll ein für den genannten Zweck geeigneter Profilprojektor konstruiert werden. Hierbei wird der Gestellaufbau während der Konzeptphase besonders beachtet. Für ihn wurden verschiedene Lösungsmöglichkeiten entwickelt und verglichen. Die diversen Lösungsmöglichkeiten werden anhand einer Verformungsberechnung mittels Finite Elemente Methode und einer Bewertungsmatrix verglichen. Um verschiedene Bauteile mit dem digitalen Profilprojektor messen zu können, wird der Aufbau entsprechend entwickelt. Die optischen Komponenten des digitalen Profilprojektors, also das telezentrische Objektiv, der Durchlichttisch und die Auflichtbeleuchtung sind so angeordnet, dass Messobjekte mit einem maximalen Durchmesser von 120 mm und einer maximalen Höhe von 20 mm vermessen werden können. Im Anschluss an die Konstruktionsphase erfolgen der Aufbau des Projektors und dessen Inbetriebnahme, die Ermittlung der Verzeichnung des telezentrischen Objektivs sowie die Kalibrierung mittels eines Normals. Als letzten Schritt der Arbeit erfolgen noch die Aufnahme mehrerer Messreihen und deren statistische Auswertung.