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Die Verarbeitung von Folien auf Schneid und Wickelmaschinen erzeugt je nach verwendetem Material Schneidstaubpartikel, welche die Produktqualität herabsetzen können. Um eine hohe Qualität sicherzustellen, wird der Schneidstaub in unmittelbarer Nähe zu seiner Entstehung durch spezielle Absaugungsvorrichtungen entfernt. Versuche haben jedoch gezeigt, dass trotz hoher Absaugleistung bei bestimmten Prozessparametern ein Teil der Partikel nicht erfasst wird. Daher wird im Anschluss an eine Erhebung der bestehenden Systemgrößen ein Modell der Absaugdüse mittels numerischer Simulation auf ihre Eignung zur Partikelentfernung untersucht. Die Untersuchung zeigt, dass bei der Auslegung der Düse eine Berücksichtigung der auf der Folie entstehenden Grenzschicht zwingend erforderlich ist. Um eine zuverlässige Absaugung aller Schneidstaubpartikel auch bei extremen Prozesseinstellungen sicherzustellen, werden weitere Untersuchungen und Anpassungen erforderlich.

Der Einsatz von Gläsern, insbesondere von ultradünnen Gläsern, wird in zahlreichen innovativen Anwendungen durch deren Sprödbruchverhalten eingeschränkt. In der vorliegenden Arbeit wird ein neues, fertigungstaugliches Kantenfestigkeitsmessverfahren für ultradünne Glasproben beschrieben, mit etablierten Festigkeitsprüfverfahren verglichen und als einsatztauglich befunden. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird ein auf Kantenfestigkeit optimiertes Ritz- und Bruchverfahren für ultradünnes Glas durch die Konstruktion neuer Maschinenbauteile unter der Verwendung einer hohen Anzahl getesteter Proben sowie fortschrittlicher statistischer Methoden entwickelt. Zudem wird nachgewiesen, dass sich die aus dem Verfahren resultierende Festigkeit mittels eines linearen Modells vorhersagen lässt, wenn eine Schneidflüssigkeit verwendet wird. Anhand einer großen Menge getesteter Proben wird sodann belegt, dass die resultierende Festigkeit einer 3-Parameter-Weibull-Verteilung folgt und daher eine Festigkeitsschwelle aufweist, unterhalb derer die Bruchwahrscheinlichkeit ingenieurtechnisch vernachlässigbar gering ist. Dies ermöglicht es Produktdesignern innovative Produkte zu entwickeln, die auf einer zuverlässig hohen Festigkeit von ultradünnem Glas basieren und damit den Anwendungsbereich von Gläsern signifikant zu erweitern., Glasses and especially Ultra Thin Glasses are limited in their use in various innovative applications due to their brittle nature. In this work, a new and shopfloor-ready measurement device to evaluate edge strength for Ultra Thin Glass specimen is introduced, compared with established strength testing methods and proven suitable for use. Furthermore, an edge strength optimized scribe and break process for Ultra Thin Glass has been developed, utilizing newly designed machine parts, a large number of tested specimen and advanced statistical methods. It is demonstrated that the predictability of the strength yielded by the process via a linear model is enabled by the use of a cutting liquid. In a later stage, it is shown through an extensive amount of tested specimen that the strength yielded by the developed process follows a three parameter Weibull distribution and therefore has a strength threshold under which the fracture probability is below engineering-relevant level. This will allow product designers to create innovative products based on a high and reliable strength of Ultra Thin Glass, thus expanding the application realm of glasses into a new area., Werkstofftechnik aktuell, vol. 25

Within the framework of the digital transformation of economy and society SMEs of the Cutting Tool Manufacturing Industry must adopt digital technologies within five functional areas of industry 4.0 with respect to their business model and competitors to secure their international market leadership. Using a technology roadmap, the following text shows what steps need to be taken for the implementation of industry 4.0 and which benefits can be expected.

Sawing processes in sawmills are characterized by high consumption of electric energy. Buzz saw blades, which are cutting tools with geometrically defined cutting edges, have a direct influence on the process efficiency and thereby on the electric energy consumption of cutting processes. Both are directly linked to cutting forces, which are determined by the geometry of the saw-tooth as well as the material properties of wood. Especially in environments with sub-zero temperatures, the moisture in frozen logs is a crucial influence on the material properties. By the fact the hardness of ice increases exponentially along temperature decreases, the efficiency of cutting processes for cutting frozen wood decreases, too. In this paper, the cutting forces for cutting frozen wood depending on tool geometries are investigated. Based on these results, special tool geometries for buzz saw blades can be designed to increase the sustainability of industrial sawing processes for cutting frozen wood.

Aufgrund steigender Anforderungen im Bereich des Umweltschutzes ist die Einsparung fossiler Brennstoffe bei gleichzeitig höherem Anspruch der Kunden an den Leistungsumfang moderner Personenkraftwagen ein wichtiger Forschungsschwerpunkt in der Fahrzeugindustrie. Diesem Zielkonflikt wird im Wesentlichen durch die Entwicklung von alternativen Antriebskonzepten und der konsequenten Umsetzung des Leichtbaugedankens entgegengewirkt. Im Großserienbereich des Karosseriebaus wird Letzteres vorwiegend über den Einsatz der metallischen Mischbauweise realisiert. Dies setzt jedoch auch die Anwendung angepasster Fügetechnologien voraus. Für artungleiche Fügewerkstoffe aus Aluminium und ultrahochfestem Stahl bietet das Schneidclinchverfahren großes Potenzial. Kerngedanke dieser Arbeit ist es, die Schneidclinchtechnologie in die Prozessbestandteile Schneiden und Umformen zu unterteilen, diese separat zu analysieren und Wechselwirkungen zu identifizieren. Hierfür wird sowohl ein schädigungsbasiertes numerisches Prozessmodell als auch ein für Grundlagenuntersuchungen angepasstes und modulares Werkzeug vorgestellt. Anschließend werden im Rahmen eines umfangreichen numerischen und experimentellen Versuchsprogramms werkstoff-, werkzeug- sowie prozessseitige Einflussgrößen identifiziert und deren Wirkung hinsichtlich geometrischer Verbindungskenngrößen, dem Prozesskraftverlauf sowie resultierender quasistatischer Verbindungskennwerte quantifiziert. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen die Ableitung von Hinweisen für die praktische Anwendung des Schneiclinchprozesses und leisten somit einen großen Beitrag für die Reduktion von Streuungen sowie die Steigerung der Prozessrobustheit. Legal necessities for a reduction of CO2 emissions as well as increasing customer demands for comfort require an ongoing development of drive and car body concepts. One of the most important approaches regarding the body in white construction is the consequent implementation of lightweight materials. The combination of high-strength steel materials and nonferrous metals allows a weight reduction without decreasing crash-performance of the car. The high yield strength and low formability as well as the increase in the number of components and materials are major challenges for adapted joining technologies. The shear-clinching process offers great potential in this field of application. The combination of a cutting and a forming operation in a single stage process allows the joining of aluminum and ultra-high-strength steel sheets without a pre-holing operation or any auxiliary part. In this context, this scientific work elaborated a comprehensive process understanding of the subprocesses and the combined shear-clinching technology. For this purpose, an adapted tool system as well as a damage-based numerical model of the cutting process were developed, based on previous investigations on the qualification of the shear-clinching process. Subsequently, numerical and experimental analyses of the subprocesses as well as experimental parameter studies were carried out. The results were used to identify effects on the shear-clinching joint as well as to develop guidelines for the practical application of the shear-clinching process.

Im Rahmen des Bundesxzellenzclusters MERGE EXC 1075 an der TU Chemnitz erfolgte die Entwicklung einer neuartigen großserientauglichen Technologie zur Herstellung faserverstärkter Thermoplastbauteile. Für die Demonstration der Technologie wurde eine Pilotanlage realisiert, die zum Ablegen des Thermoplasttapes über eine Verlegeeinheit – einen sog. Tapelegekopf – verfügt. Mit Abschluss des Legeprozesses wird das Halbzeug, das aus einer angebremsten Spule abgezogen wird, abgeschnitten und der Prozess wird von neuem begonnen. Für das Schneiden des Materials haben Voruntersuchungen gezeigt, dass konturierte Klingen erforderlich sind, um ein Verlaufen des Bandes zu vermeiden. Darüber hinaus hat sich als zweckmäßig erwiesen eine zusätzliche Fixierung vorzunehmen. Dies verbessert die Schnittqualität und Zuverlässigkeit des Systems. Aufgrund enger Bauraumrestriktionen wurde entschieden die Schneidbewegung und das Fixieren zwangläufig synchronisiert auf einen Antrieb zurück zu führen. Hierfür wurden zwei ungleichmäßige Rastgetriebe synthetisiert, ausgelegt sowie in weiteren Entwicklungsstufen auskonstruiert, gefertigt und getestet. Mit der Inbetriebnahme des Gesamtanlagensystems erfolgte ebenfalls der Funktionsnachweis dieses mechanisch zwangläufigen Schneidsystems, das im Rahmen des Vortrags vorgestellt wird. Diese Arbeiten entstanden im Rahmen des Bundesexzellenzclusters EXC 1075 „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen“ und wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Die Autoren danken für die finanzielle Unterstützung.

Ideen verdeutlichen und kommunizieren mittels photorealistischen Konstruktionen

Um die steigenden Qualit��tsanforderungen in der Produktions- und Fertigungstechnik zu erf��llen, ist eine moderne Prozess��berwachung unumg��nglich. Auch beim Laserschneiden ist es das Ziel, durch eine permanente Erfassung des Ist-Zustandes der Schnittqualit��t, m��gliche Fehler fr��hzeitig zu erkennen und diesen bereits w��hrend des Bearbeitungsprozesses entgegenzuwirken. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Planung und praktische Umsetzung einer Messvorrichtung zur Erfassung der optischen Emissionen beim CO2-Laserschneiden. Die gewonnenen Daten dienen nach einer Auswertung als Indikator f��r die Schnittqualit��t. Grundlage daf��r bildet die Tatsache, dass das Verh��ltnis von s- zu p-polarisierter W��rmestrahlung, die von einer Materialoberfl��che emittiert wird, stark vom Abstrahlwinkel abh��ngt. So kann durch gezielte Beobachtung der Schneidfront deren Winkel bestimmt werden. Die praktische Umsetzung dieser Idee kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. In dieser Arbeit wird dazu ein Strahlauskoppler im Strahlengang des Bearbeitungskopfes positioniert um so, die von der Schneidfront emittierte Strahlung, auszukoppeln und an einen Polarisationsstrahlteiler weiterzuleiten. Dort wird der urspr��ngliche Strahl in einen s- und einen p-polarisierten Strahl aufgespalten. Eine Fotodiode wandelt die jeweilige Bestrahlungsst��rke in ein elektrisches Messsignal um, das durch eine geeignete Schaltung verst��rkt und von einer Datenerfassungssoftware aufgezeichnet wird. In mehreren Versuchsreihen wird der entworfene Messaufbau getestet und anf��nglich auftretende Probleme behoben. Die richtige Abstimmung der Messparameter ist aufwendig und zeitintensiv, dennoch kann im Zuge der Versuche die prinzipielle Funktion des Versuchsaufbaus gezeigt werden. Zusammenfassend besticht diese Methode zur Erfassung des Ist-Zustande der Schnittqualit��t durch einen einfachen Aufbau und verf��gt ��ber gro��es Entwicklungspotential. Im letzten Kapitel werden zus��tzlich Verbesserungsvorschl��ge angef��hrt, die sich aus den praktischen Erfahrungen der durchgef��hrten Versuche ableiten., To meet increasing quality requirements during production and manufacturing an advanced process monitoring system is essential. To fulfill high quality requirements it is a designated target to identify possible errors during laser cutting as early as possible. This is achieved by a permanent capture of the current status of the cutting quality and enables to counteract during the machining process. This diploma thesis describes the design and implementation of a measurement device for measuring the optical emissions during CO2 laser cutting. After evaluation, the obtained data indicates the quality of the cut. This is based on the fact that the ratio of s- to p- polarized radiation, which is emitted by a material surface, depends strongly on the angle of emission. Therefor it is possible to determine the quality of the cut by monitoring the emitted radiation. The practical implementation of this idea can be done in various ways. In this case a beam output coupler is positioned in the beam path. Therefore the radiation, which is emitted by the cutting front is transmitted to a Polarisation beam splitter where the original beam is split into a p- and an s- polarized beam. A photodiode is converting the radiation intensity into a corresponding electrical measurement signal, which is amplified by a suitable circuit and recorded by a data capturing software. In several series of experiments the therefor designed measurement setup is tested and initially problems are corrected. Finding the proper correlation of measurement parameters turns out to be highly complex and time consuming, but in the course of the experiments the principal function of the setup can be shown. It can be said, that this method of capturing the current status of the cutting quality is characterized through its simple structure and its great further development potential. Additional suggestions for further experiments, which are derived from practical experience, are given in the last chapter.

In der Automobilindustrie bleiben Stahlbleche als Ausgangswerkstoff unverzichtbar. Um die erhöhten Anforderungen dieser Schlüsselindustrie an die Blechteile zu erfüllen, wurden hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe entwickelt. Daraus lassen sich gewichtsreduzierte Bauteile fertigen, die heute einen wichtigen Beitrag für eine höhere Energie-Effizienz in der Automobil-industrie leisten. Bei der Herstellung der Bauteile aus höher- oder höchstfesten Werkstoffen stoßen konventionelle Herstellverfahren der Stanztechnik an ihre Grenzen und es lassen sich mit ihnen die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie nicht erfüllen. Insbesondere das wichtigste und kostengünstigste (Trenn-)Verfahren der Zerteiltechnik, das konventionelle Scherschneiden, verfestigt durch seinen verfahrenspezifischen Prozessablauf die Schnittkanten und kann z. B. zur Mikrorissbildung führen. Die weitere Verarbeitbarkeit des Blechteils wird beeinträchtigt, sodass es zu einem vollständigen Ausfall der Bauteilfunktion kommen kann. Eine Alternative zum konventionellen Scherschneiden ist das "adiabatische Trennen". Es wird heute bereits erfolgreich in der Kaltmassivumformung z. B. zum Trennen von Stangenmaterial eingesetzt und kann hier als Stand der Technik bezeichnet werden. Das Verfahren basiert auf einem seit den 1940er Jahren bekannten physikalischen Phänomen der Scherbandbildung (Abb. 1). Die positive Wirkung dieses Phänomens wird damit erklärt, dass als Folge der hohen Geschwindigkeit des Stempels ein kurzzeitiger (< 100 µs) Temperaturanstieg eintritt, der auf einem sehr schmalen Werkstoffbereich (< 100 µm) begrenzt ist. Eine hohe Kaltverfestigung wie beim normalen Scherschneiden tritt nicht auf und es entstehen keine voreilenden Risse. Die durch den Trennvorgang entstehende Wärme kann nicht in die Umgebung der Prozesszone abfließen. Damit ist der Bereich der Trennfuge im Vergleich zum Scherschneiden weicher und die Duktilität des Werkstoffes der Randfasern bleibt erhalten.

n der Automobilindustrie bleiben Stahlbleche als Ausgangswerkstoff unverzichtbar. Um die erhöhten Anforderungen dieser Schlüsselindustrie an die Blechteile zu erfüllen, wurden hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe entwickelt. Daraus lassen sich gewichtsreduzierte Bauteile fertigen, die heute einen wichtigen Beitrag für eine höhere Energie-Effizienz in der Automobil¬industrie leisten. Bei der Herstellung der Bauteile aus höher- oder höchstfesten Werkstoffen stoßen konventionelle Herstellverfahren der Stanztechnik an ihre Grenzen und es lassen sich mit ihnen die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie nicht erfüllen. Insbesondere das wichtigste und kostengünstigste (Trenn-)Verfahren der Zerteiltechnik, das konventionelle Scherschneiden, verfestigt durch seinen verfahrenspezifischen Prozessablauf die Schnittkanten und kann z. B. zur Mikrorissbildung führen. Die weitere Verarbeitbarkeit des Blechteils wird beeinträchtigt, sodass es zu einem vollständigen Ausfall der Bauteilfunktion kommen kann. Eine Alternative zum konventionellen Scherschneiden ist das ""adiabatische Trennen"". Es wird heute bereits erfolgreich in der Kaltmassivumformung z. B. zum Trennen von Stangenmaterial eingesetzt und kann hier als Stand der Technik bezeichnet werden. Das Verfahren basiert auf einem seit den 1940er Jahren bekannten physikalischen Phänomen der Scherbandbildung. Die positive Wirkung dieses Phänomens wird damit erklärt, dass als Folge der hohen Geschwindigkeit des Stempels ein kurzzeitiger (< 100 µs) Temperaturanstieg eintritt, der auf einem sehr schmalen Werkstoffbereich (< 100 µm) begrenzt ist. Eine hohe Kaltverfestigung wie beim normalen Scherschneiden tritt nicht auf und es entstehen keine voreilenden Risse. Die durch den Trennvorgang entstehende Wärme kann nicht in die Umgebung der Prozesszone abfließen. Damit ist der Bereich der Trennfuge im Vergleich zum Scherschneiden weicher und die Duktilität des Werkstoffes der Randfasern bleibt erhalten.

In der Automobilindustrie bleiben Stahlbleche als Ausgangswerkstoff unverzichtbar. Um die erhöhten Anforderungen dieser Schlüsselindustrie an die Blechteile zu erfüllen, wurden hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe entwickelt. Daraus lassen sich gewichtsreduzierte Bauteile fertigen, die heute einen wichtigen Beitrag für eine höhere Energie-Effizienz in der Automobilindustrie leisten. Bei der Herstellung der Bauteile aus höher- oder höchstfesten Werkstoffen stoßen konventionelle Herstellverfahren der Stanztechnik an ihre Grenzen und es lassen sich mit ihnen die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie nicht erfüllen. Insbesondere das wichtigste und kostengünstigste (Trenn-)Verfahren der Zerteiltechnik, das konventionelle Scherschneiden, verfestigt durch seinen verfahrenspezifischen Prozessablauf die Schnittkanten und kann z. B. zur Mikrorissbildung führen. Die weitere Verarbeitbarkeit des Blechteils wird beeinträchtigt, sodass es zu einem vollständigen Ausfall der Bauteilfunktion kommen kann. In der Automobilindustrie bleiben Stahlbleche als Ausgangswerkstoff unverzichtbar. Um die erhöhten Anforderungen dieser Schlüsselindustrie an die Blechteile zu erfüllen, wurden hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe entwickelt. Daraus lassen sich gewichtsreduzierte Bauteile fertigen, die heute einen wichtigen Beitrag für eine höhere Energie-Effizienz in der Automobilindustrie leisten. Bei der Herstellung der Bauteile aus höher- oder höchstfesten Werkstoffen stoßen konventionelle Herstellverfahren der Stanztechnik an ihre Grenzen und es lassen sich mit ihnen die erhöhten Anforderungen der Automobilindustrie nicht erfüllen. Insbesondere das wichtigste und kostengünstigste (Trenn-)Verfahren der Zerteiltechnik, das konventionelle Scherschneiden, verfestigt durch seinen verfahrenspezifischen Prozessablauf die Schnittkanten und kann z. B. zur Mikrorissbildung führen. Die weitere Verarbeitbarkeit des Blechteils wird beeinträchtigt, sodass es zu einem vollständigen Ausfall der Bauteilfunktion kommen kann. Eine Alternative zum konventionellen Scherschneiden ist das "adiabatische Trennen". Es wird heute bereits erfolgreich in der Kaltmassivumformung z. B. zum Trennen von Stangenmaterial eingesetzt und kann hier als Stand der Technik bezeichnet werden. Das Verfahren basiert auf einem seit den 1940er Jahren bekannten physikalischen Phänomen der Scherbandbildung. Die positive Wirkung dieses Phänomens wird damit erklärt, dass als Folge der hohen Geschwindigkeit des Stempels ein kurzzeitiger (< 100 ?s) Temperaturanstieg eintritt, der auf einem sehr schmalen Werkstoffbereich (< 100 µm) begrenzt ist. Eine hohe Kaltverfestigung wie beim normalen Scherschneiden tritt nicht auf und es entstehen keine voreilenden Risse. Die durch den Trennvorgang entstehende Wärme kann nicht in die Umgebung der Prozesszone abfließen. Damit ist der Bereich der Trennfuge im Vergleich zum Scherschneiden weicher und die Duktilität des Werkstoffes der Randfasern bleibt erhalten.

So gut die hohe Festigkeit von Spezialstählen für die Sicherheit von Fahrzeuginsassen ist, so schlecht ist sie für die Schneidstempel. In einem Verbundforschungsprojekt wurden jetzt die Möglichkeiten von EMPT-Schneiden als kosteneffiziente Alternative ausgelotet.

Die Bearbeitung von Sonderwerkstoffen wie Hochleistungskeramiken, Glas oder Verbundwerkstoffen stellt vielfach eine Herausforderung dar. Der Laser kann hierbei z.B. zum Schneiden oder zur Erzeugung tribologisch wirksamer Oberflächenstrukturen genutzt werden. Konkrete Anwendungen und Vorteile des Lasers werden in dem Beitrag vorgestellt.

Quietschende Reifen, ein scheppernder Aufprall - bei einem Unfall müssen die Bleche der Autokarosserien einen ausreichenden Aufprallschutz bieten und die Insassen bestmöglich schützen. Bei der Bearbeitung birgt diese Festigkeit der Stähle jedoch Herausforderungen, etwa wenn die Autobauer Kabeldurchführungen ausstanzen müssen. Mechanische Schneidwerkzeuge verschleißen schnell, wenn sie sich durch das harte Blech kämpfen. Zudem verbleibt ein Teil des zu entfernenden Materials an der Unterseite des Blechs, Experten sprechen vom Schnittgrat - das Blech muss aufwändig nachbearbeitet werden. Eine andere Möglichkeit sind Laser als Schneidwerkzeuge: Sie brauchen jedoch viel Energie, die Bearbeitung ist zeitaufwändig und teuer.

Durch den Einsatz von Faserlaser ergeben sich infolge der beugungsbegrenzten Strahlqualität grundsätzlich neue Möglichkeiten der Lasermakrobearbeitung und Lasermikromaterialbearbeitung. Es wird auf folgende Geschäftbereiche näher eingegangen: Kunststoffschweissen, Mikrostrukturierung, Laserreinigen, Mikroschneiden. Die optimale Zuführung des Laserlichtes mittels Faser an die Bearbeitungsanlage und die Baugröße des Faserlasers ermöglichen eine einfache Integration in eine neue Bearbeitungsanlage oder in bestehende Maschinen und Anlagen. Der Faserlaser hat sein Potential in der Mikromaterialbearbeitung noch nicht voll ausgeschöpft. Es sind noch weitere Entwicklungen im Bereich kürzere Pulsdauer sowie Frequenzvervielfachung notwendig.

New submicrometer Al2O3-ceramics exhibit much better mechanical and tribological characteristics than commercially available grades. Previously, the submicrometer-ceramics have been successfully tested for machining hardened steels, but there is not any scientific experience with machining wood-based materials. The aim of the presented study was to examine how these ceramics behave in dry sliding when in contact with wood-based materials and to compare their behaviour with that of hard metals and polycrystalline diamond. It has been found that the friction coefficient mostly depends on the properties of the wood-based material. Furthermore, the changes of the ceramic materials surface roughness have confirmed that the grain size-related material features affect its tribological properties.

The selectivity of a water jet (WJ) is already used with clinical advantage in the surgery of liver, brain, kidney and herniated lumbar discs. The aim of the present study was to determine whether a WJ can be used for synovectomy without damaging the joint capsule. 60 human cadaver knee specimens (67 ± 14 years) were dissected into synovial samples. They were randomly assessed to four pressure groups (pw = 3; 6; 9; 12 MPa) and three jet surface angles (ß = 30; 60; 90°) The nozzle diameter was do = 0.12 mm, the stand off distance of the jet was s = 10 mm with a feed rate of vv = 2 mm/s. The acquired parameters were depth of the cuts, histological layer, and change of the samples thickness. There was a correlation of the cutting depth and the pressure (pw), whereas the jet-surface angle (3) showed no correlation. The synovial layer of the cut likewise correlated with the pressure. At pw = 6 MPa the stratum subsynoviale could be cut selectively without damaging the fibrous capsule. The increase of the samples thickness was caused by an interstitial oedema. The different mechanical properties of the joint capsule and the stratum subsynoviale lead to the selective cutting of the water jet. Since the joint capsule was not damaged, the feasibility of WJ synovectomy has been proven. The device can be used for synovectomy in parts of the joint that are not visible as well as in very small joints., Die rheumatoide Arthritis (r.A.) ist die häufigste entzündlich-systemische Bindegewebserkrankung (1-2% der Bevölkerung, vor allem zwischen dem 35. und 45. Lebensjahr). Die Hauptmanifestationen sind neben den Sehnenscheiden und Schleimbeuteln vor allem die Gelenke. Eine kausale Therapie ist nicht bekannt und die bisher bekannten Methoden erlauben keinen selektiven Abtrag der pathologischen Synovialis ohne Schädigung der Kapsel und des Gelenkknorpels. Dagegen wird der Vorteil der Gewebsselektivität vom Druckwasserstrahl (DWS) bereits in der Chirurgie an Leber, Hirn, Niere und Bandscheibe genutzt. Es war Aufgabe der Arbeit festzustellen, inwieweit bei einer Synovektomie ein selektiver Abtrag der Synovialis ohne Verletzung der Gelenkkapsel durch die Anwendung eines DWS möglich ist. Am Kniegelenk wird die Subsynovialis in drei Typen, nämlich in den adipösen, areolären und fibrösen Typ eingeteilt. In der Literatur findet sich keine histotopographische Untersuchung der drei Subsynovialistypen am Humanknie. Die Histotopographie der Synovialis am menschlichen Knie wurde in einer Voruntersuchung an 6 Leichenknien bestimmt. Die quasi „reinen“ Grundformen der drei Synovialistypen bilden die Grundlage dieser Studie. Es wurden aus 60 humanen Kniegelenkspräparaten (67±14Jahre) Synovialisstreifen (etwa 1,5 x 3cm) gewonnen. Diese wurden zufällig vier Drücken (pW = 3; 6; 9; 12MPa) und drei Strahl-Probenwinkeln (ß= 30; 60; 90°) zugeordnet. Für jede Kombinationsmöglichkeit von Winkel, Druck und Subsynovialistyp wurden 10 Proben ausgewertet. Die Untersuchung erfolgte mit dem DWS-Gerät „Hydro-Jet Müritz 1000“ der Firma Pein Medizintechnik und einem speziellen Vorschubgerät. Bei einem Düsendurchmesser von dD=0,12mm und einem Arbeitsabstand von s=20mm wurden die Präparate mit einer Vorschubgeschwindigkeit von VV=2mm/s gekerbt und die makroskopischen Parameter Schnitt- und Schichttiefe, Änderung der Präparatdicke und Gewichtszunahme und die mikroskopischen Parameter Schnitttiefe, Schnittqualität, Schichttiefe, Vakuolenbildung und Gewebeschaden untersucht. Die Kerbtiefe korrelierte mit dem Druck (pW), jedoch nicht mit dem Winkel (ß). Die von der DWS-Kerbe erreichte Schicht korrelierte ebenfalls mit dem Druck. Bei pW=6MPa konnte das Stratum subsynoviale selektiv gekerbt werden, ohne die fibröse Kapsel zu schädigen. In diesem selektiven Druck wird nur die zu entfernende pathologische Subsynovialis geschädigt. Die Zunahme der Präparatdicke und des Gewichtes war durch ein interstitielles Ödem bedingt. Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Gelenkkapsel und Stratum synoviale erlauben dem DWS den selektiven Abtrag der synovialen Deckschicht und des Stratum subsynoviale. Somit ist eine DWS-Synovektomie prinzipiell machbar. Um die Anwendung des DWS zur Hydrojet-Synovektomie zu optimieren, sind noch weitere Untersuchungen und technische Anpassungen an den Einsatzbereich notwendig. Zu klären sind dabei noch die Fragen, wie die DWS-Wirkung auf entzündlich veränderte Synovialis ist, ob sich der selektive Druckbereich verändert, wie medikamentöse Zusätze die DWS-Wirkung beeinflussen und ob sich der DWS unter arthroskopischen Bedingungen im wässrigen Milieu verändert. Anschließend wäre der nächste Projektschritt eine klinische Anwendung in einer kontrollierten Studie.

In der vorliegenden Arbeit werden die Einflüsse von Quantisierung in der digitalen Signalverarbeitung untersucht. Dazu wird für theoretische Betrachtungen ein in der Literatur gebräuchliches Quantisierungsmodell verwendet. Auf die in diesem Modell verwendete Annahme des gleichverteilten Fehlers wird genauer eingegangen. Der durch die Quantisierung entstehende Fehler wird durch den Signal-Rauschabstand (SNR) charakterisiert. Unter anderem wird die Quantisierung bei der Multiplikation, bei der komplexen Multiplikation und bei dem Skalarprodukt untersucht. Neben den Einflüssen der Wortbreite werden auch die Auswirkungen von verschiedenen Quantisierungsmethoden betrachtet und gezeigt, was bei der Verwendung von Abschneiden und Runden beachtet werden sollte. Dabei wird auf den entstehenden Fehlermittelwert eingegangen und eine daraus resultierende Besonderheit von nichtlinearen Funktionen im Vergleich zu linearen zeitinvarianten Funktionen gezeigt. Die Ergebnisse der theoretischen Untersuchungen zur Quantisierung werden auf ein Beispiel aus der Praxis angewandt, nämlich auf die Multiuser-Detektion basierend auf einem rekurrenten neuronalen Netz. Dazu wird zunächst das verwendete Simulationsszenario vorgestellt und optimiert. Danach wird die Gesamtarchitektur einer Hardware-Umsetzung vorgestellt und der Hardware-Aufwand in Abhängigkeit von den Wortbreiten abgeschätzt. Anschließend werden zunächst die Auswirkungen von Quantisierungen der Eingangssignale untersucht. Danach werden mit den Erkenntnissen der theoretischen Untersuchungen weitere Quantisierungen eingefügt und somit die Anwendbarkeit in einem komplexen System gezeigt. Abschließend wird der Hardware-Aufwand für verschiedene Quantisierungsszenarien verglichen.

Moderne Stähle mit ihren hohen Festigkeiten führen beim Beschneiden von Blechformteilen zu hohen Belastungen der Schneidwerkzeuge. Eine Chance, Verbesserungen der Werkzeug-Standmengen beim Scherschneiden hochfester Blechwerkstoffe zu erreichen, ist der Einsatz von Werkzeugaktivelementen mit belastungsgerecht ausgelegten Beschichtungen.

A review. Sintered corundum components with submicrometer grain sizes exhibit properties which enable numerous new applications. Wet powder processing is developed to associate minimum grain sizes at highest densities with the lowest population of macrodefects. A closest ratio of powder particle size and sintered grain size is important for obtaining most fine-grained microstructures. This target was approached best by using powders with particle sizes in the range of 100-200 nm rather than with smaller nanoparticles. New components are presented from the fields of ceramic milling media, tool ceramics for cutting and grinding, bioceramics, transparent windows and armor applications.

An independent survey by the Fraunhofer IPA, Stuttgart, Germany shows promising potential for the latest in dicing technology.

Vorgestellt werden: 3 modular aufgebaute Werkzeugsysteme zum Tief- und Streckziehen, Biegen und Schneiden/Lochen, die schnell und kostengünstig auf ein wechselndes Teilesortiment umgestellt werden können, FEM-Simulation des IHU-Prozesses als virtuelles Prototyping

Vorgestellt werden: 3 modular aufgebaute Werkzeugsysteme zum Tief- und Streckziehen, Biegen und Schneiden/Lochen, die schnell und kostengünstig auf ein wechselndes Teilesortiment umgestellt werden können, FEM-Simulation des IHU-Prozesses als virtuelles Prototyping

Cutting processes play a centrao role in food industry. Beyond the conventional processing with mechanic tools the use of high-pressure jet tools provides process-immanent advantages. Thus, with high-pressure jet the processing of foods can be carried out highly flexible. In many fields of the food industry compound materials with different properties must be cut (e.g. pizza-paste/filling, biscuit/chocolate, cheese/rind, etc.). The high-pressure jet offers a tool that can operate quite independently of the specific material characteristics. Because of the small mechanical loads of the substance during the cutting, it is possible to cut different materials simultaneously without deforming the substance, destroying the joint of splitting brittle materials. Moreover, the permanently renewing cutting medium avoids contamination by the cutting tool. By integrating an appropriate software support like CAD/CAM systems, different variants of the high-pressure jet can be realised without modify ing the tool. Through the high flexibility lf the jet, the cutting path can be fit to the current demanded geometry. Thus a minimisation of waste as well as an exact portioning by weight and form is possible. After a general introduction, this papaer describes the technique of high-pressure jet facilities and the using potentials of this technique, particularly in the food industry. Moreover, we formulate requirements for the process and compare it with conventional mechanical cutting processes.

Was in der metallverarbeitenden Industrie für den Einsatz von Robotern nicht unbedingt erforderlich ist, muß in der Fleischbranche als grundlegende Voraussetzung gesehen werden: Die Interaktion des Industrieroboters mit seinem Produkt.

Schneidprozesse spielen in der Lebensmittelindustrie eine zentrale Rolle. Neben der konventionellen Bearbeitung mit mechanischen Werkzeugen können mit dem Werkzeug Hochdruckstrahl große porzeßimmanente Vorteile genutzt werden. So läßt sich mit dem Hochdruckstrahl die Bearbeitung von Lebensmitteln weitreichend flexibilisieren. In vielen Anwendungen der Lebensmittelindustrie müssen verschiedene Materialien geschnitten werden (z.B. Pizzateig/Belag, Biscuit/Schokolade, Käse/Rinde etc.). Der Hochdruckstrahl bietet hier ein Werkzeug, das weitgehend unabhängig von spezifischen Materialeigenschaften agieren kann. Durch die geringen beim Schneidprozeß auftretenden mechanischen Belastungen des Schnittgutes können verschiedene Stoffe problemlos gleichzeitig geschnitten werden, ohne daß es zu Deformationen im Schnittgut, Beeinträchtigungen des Verbundes oder bei spröden Materielien zu Splittern kommt. Darüber hinaus werden durch das sich ständig erneuernde Schneidmedium Verschmutzung und Kontamina tion durch das Werkzeug vermieden. Bei Integration entsprechender softwaretechnischer Unterstützung beispielsweise durch CAD/CAM - Systeme können mit dem Hochdruckstrahl unterschiedliche Varianten ohne Umrüsten des Werkzeugs realisiert werden. Durch die hohe Flexibilität des Strahles kann der Schnittpfad an die jeweils aktuelle Geometrie angepaßt werden. Damit können nicht nur der Verschnitt minimiert, sondern auch eine gewichts- und gestaltgenaue Portionierung vorgenommen werden. Dieser Artikel beschreibt nach einer allgemeinen Einführung unter anderem in die Anlagentechnik für Hochdruckstrahlen und Einsatzpotentiale dieser Technik insbesondere in der Lebensmittelindustrie. Darüber hinaus werden Anforderungen an den Prozeß formuliert und im Vergleich mit konventionellen mechanischen Schneidprozesseb betrachtet.

Slices are the lowest common denominator among RP systems. Simple Slicing routines involve failures which directly cause inaccurate parts. A slicing tool was developed at IPA, which enables the correction of the contours dependant on application and surface treatment of the object.

Laser sind extrem leistungsstark und vielseitig. Sie bohren, schneiden, schweißen, beschriften, behandeln Oberflächen. Gerade im letzten Jahr nahm die Zahl der verfügbaren Systeme und deren Fähigkeiten deutlich zu. Ein Rückblick.

Hydraulischer Antrieb - Schwingschnittprinzip - automatisches Einstellen von Schnittspalt und Schnittwinkel - automatische Zu- und Abführsysteme - Stapelanlage verbessert Schnittleistung um 40 Prozent - automatische Beschickungsanlage in Portalausführung mit Vakuumsaugern - Zangenvorschubsystem - automatisches Schneidzentrum - Winkelschere für Komplettschnitte - Schachtelprogramm zur automatischen Schnittaufteilung und Schnittplanoptimierung - zwei Scherenmesser mit getrennten Messerantrieben.

Das Einsatzpotential von Excimer-Laser zum Trennen von keramischen Werkstoffen und faserverstärkten Kunststoffen wird aufgezeigt. Insbesondere die Bearbeitungsqualität ist im Vergleich zum CO2-Laser wesentlich besser. Nachteilig wirkt sich die geringe mittlere Laserleistung von Excimer-Lasern aus. Die Abtragrate liegt bei ca. 1 um/Puls, wobei kommerzielle Systeme Pulsraten bis ca. 500 Hz erreichen.

Der feststoffbeladene Wasserstrahl ist ein leistungsfaehiges Bearbeitungsverfahren fuer faserverstaerkte Kunststoffe. Bei gleichzeitig verbesserter Oberflaechenqualitaet kann die Vorschubgeschwindigkeit ein Vielfaches derer von reinem Wasser als Schneidmedium betragen. Der Zusatz von Festkoerpern zum Wasserstrahl fuehrt prinzipbedingt zu breiteren Schnittfugen und erfordert einen hoeheren apparativen Aufwand. (IPT)

Es wird ein Verfahren zur schnellen Unterbrechung des Schnittvorganges beim Wasserstrahlschneiden vorgestellt, mit dem der Verlauf der Schnittfront sichtbar gemacht werden kann. Hierzu wird das Schnittgut durch eine Schlagvorrichtung aus der Schnittzone schnell herausbewegt. Der gekruemmte Verlauf der Schnittfront gestattet Rueckschluesse auf die oertliche Abtraggeschwindigkeit des Schneidstrahles. Die Schnittfront ist an der Werkstueckoberseite durch Tropfenschlag in Schnittrichtung, an der Werkstueckunterseite entgegen der Schnittrichtung gekruemmt. Der Verlauf der Front ist nicht stationaer, sondern um die Gleichgewichtslage herum schwingend. (IPT)

Faserverstaerkte Kunststoffe sind in ihrer Natur nach inhomogene Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften von Faser- und Matrixmaterial. Dem Vorteil der weitgehend belastungsgerechten Konstruierbarkeit stehen Nachteile bei der Bearbeitbarkeit gegenueber. Klassische Bearbeitungsverfahren wie Saegen, Bohren oder Fraesen zeigen zum Teil unbefriedigende Ergebnisse hinsichtlich Werkzeugstandzeit und Umweltbelastung, die bei der Anwendung der Wasser- bzw. Laserstrahltechnologie umgangen werden koennen. Der Zusatz von Festkoerpern zum Wasserstrahl erlaubt eine deutliche Erhoehung der Schnittrate bei gleichzeitig verbesserter Oberflaechenqualitaet der erzeugten Schnittflaeche. Durch geeignete Wahl der Prozessparameter sowie die Verwendung einer angepassten Laserquelle kann das Schnittergebnis beim Laserstrahlschneiden weitgehend optimiert werden. Diese Stellmoeglichkeiten erlauben sowohl das Durchtrennen von Werkstoffen als auch das Abtragen definierter Werkstoffvolumina. (IPT)

Hochfeste Laminate mit Kohlenstoffaserverstaerkung koennen mit der Wasserstrahltrenntechnik bereits heute rationell bearbeitet werden. Die erzielbaren Bearbeitungsgeschwindigkeiten liegen insbesondere bei der Konturbearbeitung deutlich ueber denen spanender Fertigungstechniken. Dabei werden die bekannten Probleme hinsichtlich Werkzeugstandzeit oder thermischer Werkstoffbeeinflussung vermieden. Der besondere Vorteil des Wasserstrahlschneidens liegt in der Tatsache, dass auf einer Bearbeitungsmaschine sowohl das Fertigprodukt Laminat als auch das Vorprodukt Prepeg und mit Einschraenkungen auch Gewebe geschnitten werden koennen. Da die Technologie des Wasserstrahlschneidens noch weitgehend unerforscht ist, ist von diesem Verfahren in Zukunft eine Leistungssteigerung zu erwarten. (IPT)

Die Vorteile, die der Einsatz der Laserstrahlung in der Werkstoffbearbeitung und in der flexiblen Fertigung bringen kann, werden im Bereich Bearbeitung von Kunststoffen bisher nur in sehr geringem Umfang genutzt. Ursachen hierfuer sind u.a. unzureichende Kenntnisse der Vorgaenge auf bzw. in dem Werkstueck waehrend der Einwirkung der Laserstrahlung und, dadurch bedingt, die fehlende Abstimmung zwischen Laserwellenlaenge und Materialeigenschaften bezueglich eines optimierten Bearbeitungsergebnisses. Bis jetzt existieren nur wenige technische Loesungen fuer die industrielle Anwendung der Lasertechnik im Bereich Kunststoffbearbeitung. Der vorliegende Artikel soll eine Uebersicht ueber den Stand der Technik in der Kunststoffbearbeitung mit Laserstrahlung und deren Entwicklungsmoeglichkeiten geben. (ILT)