APE - Advanced Precision Engineering
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Course of studies
Die Firma XYZ benötigt einen neu entwickelten Tragarm für die folgende Generation der Schweißzange. Die Konzeption und Entwicklung des Tragarms findet unter den Gesichtspunkten der Fertigungs- und Montagekosten, sowie Nutzerfreundlichkeit und Design statt. Die Nutzerfreundlichkeit und das Design wird mit Hilfe des aktuellen Tragarms und einer Benchmarkanalyse optimiert. Die Benchmarkanalyse zeigt dabei die unterschiedlichen Ansätze der am Markt existierenden Produkte. Die Bewertung der Konzepte findet mit Hilfe einer Nutzwertanalyse statt. Durch die gewichteten Ergebnisse und Interviews mit den Projektbetreuern können Schwachstellen aufgedeckt und weitere Optimierungsmöglichkeiten gefunden werden. Die Konstruktion wird mit analytischen Methoden zur Berechnung und Auslegung ergänzt. Das Ergebnis ist ein Tragarm, dessen Reichweite und Arbeitsraum den Kundenbedürfnissen entspricht. Unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit, Kippsicherheit und Nutzerfreundlichkeit weist der Tragarm ein eigenständiges Design mit Kippmechanismus auf, welches eine stufenlose Anpassung des Arbeitsraumes ermöglicht.
Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes war es, eine kostengünstige, aber effektive und flexible Automatisierungsmaßnahme für Fräsbauteile einzurichten. Dadurch sollte der Mitarbeiter entlastet und für anderweitige Tätigkeiten eingesetzt werden, um durch diesen Aspekt zeitgleich Kosten einzusparen. Zudem musste die Lösung für zukünftige Optimierungen und Veränderungen an der Maschine ausgelegt sein. Durchgeführt wurde das Forschungsprojekt an einer 3-Achs CNC-Fräsmaschine (Chiron Mill 2000). Die Automatisierung bezieht sich auf die Entnahme von unterschiedlich langen Werkstücken (76 bis 400 mm), deren Abtransport aus dem Maschinenumfeld sowie das Nachschieben des Rohmaterials. Um eine zielgerechte Lösung zu finden, wurden Methoden wie der morphologische Kasten herangezogen. Es entstand eine einfach handhabbare und kosteneffiziente Lösung mit einem Transportband, einem pneumatisch beaufschlagten Spindelgreifer und einem profilgenauen, konstruiertem auf den Greifer montierbaren Fingerpaar. Mit dem Forschungsprojekt wurde eine deutliche Steigerung der Eingriffszeit durch einen Mitarbeiter ermöglicht, wobei aber die Prozesszeit für einen Zyklus angestiegen ist. Zudem konnten die Kosten für die Produktion der Bauteile deutlich gesenkt werden. Durch die Automatisierungslösung konnte der Werker von monotonen Arbeitsgängen befreit und für stärker wertschöpfende Tätigkeiten gewonnen werden.
Die additive Fertigung von Bauteilen aus Kunststoff bietet einige Vorteile gegenüber der klassischen Fertigung durch Spritzguss. Da das Herstellungsverfahren jedoch einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften eines Bauteiles hat, wird in dieser Untersuchung das anisotrope Verhalten von Polyamid, das durch FDM verarbeitet wird, analysiert und dem Spritzguss gegenübergestellt. Des Weiteren wird auf der Grundlage der Ermittlung von Materialkennwerten im Zugversuch ein FEM-Modell aufgebaut. Dadurch wird eine Möglichkeit zur Vorhersage der Verformungen von anisotropen, additiv gefertigten Bauteilen geschaffen.
Die derzeitige Kühlkreisregelung einer bestehenden Drehmaschinenbaureihe, welche ein kontinuierliches Erwärmen der Werkzeugspindel während der Bearbeitung nicht verhindern kann, wurde im Rahmen dieser Projektarbeit optimiert. Hierbei verkürzt die neue Kühlkreisregelung der Werkzeugspindel sowohl die Warmlaufphase und gewährleistet gleichzeitig eine gleichbleibende Temperatur der Komponenten bei der Bearbeitung der Werkstücke. Dies sorgt für eine konstante Spitzenhöhe der Spindel sowie des Reitstockes über mehrere Betriebsstunden hinweg. Auch die Kühlung des Hydrauliköls wurde optimiert, sodass dieses deutlich schneller als bisher auf Betriebstemperatur erwärmt und anschließend konstant gehalten werden kann.
This paper deals with the constructive adaptation of an existing mechanical single-jet valve meter (valve meter driven only by a water jet) for the realisation of a digital system. For this purpose, an existing mechanical single-jet valve meter system is constructively adapted in such a way that the existing mechanical counter can be replaced by an existing digital counter. Subsequently, the measuring behaviour of the newly created meter system is examined on a testing bench
Das Streben des Menschen nach persönlichem Wohlbefinden steigt mit dem Wohlstand – die aktuelle Pandemiezeit wirkt hier stark beschleunigend. Den Traum von einem eigenen Wellnessbereich im privaten Heim erfüllen sich immer mehr Privatpersonen.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Geschäftsprozess der Saunafertigung untersucht. Dabei lag der Fokus der Analyse auf den einzelnen Prozessschritten des Fertigungsprozesses hinsichtlich Zeit, Material, Maschine und Mensch. Die herausgearbeiteten Optimierungsansätze orientieren sich dabei an dem magischen Dreieck und der Digitalisierung.
Es zeigte sich, dass viele Prozessschritte noch händisch und in Papierform durchgeführt werden. Der technisch bereits mögliche Einsatz von digitalbasierten Schritten ist nicht in vollem Umfang ausgeschöpft. Für eine effiziente zukunftsorientierte Prozessgestaltung ist die weitere Digitalisierung unerlässlich.
Um bei Winkelmessungen zu geringen Kosten nicht in der Anzahl der Umdrehung beschränkt zu sein, wird eine Neuentwicklung eines Low-Budget Drehgebers in diesem Projekt verfolgt. Die Anforderungen sind hierbei Herstellkosten im einstelligen Bereich, eine Auflösung von ca. 0,1° und der Drehgeber soll auf Arduino-Basis betrieben werden. Ziel dieser Arbeit ist es mit Hilfe von Simulationen die Grenzen des Systems festzulegen, mit diesen Erkenntnissen einen Prototyp zu erstellen und diesen anschließend mit einem Messgerät zu validieren.
In dieser wissenschaftlichen Publikation werden verschiedene Möglichkeiten alternativer Energieträger vor allem im Automobilbereich vorgestellt und miteinander bezüglich Schadstoffausstoß, Speicherung, Gesamtwirkungsgrad und Infrastruktur verglichen. Aufgrund des hohen Potenzials von Methan als alternativem Energieträger wird genauer auf die Modifizierung des Verbrennungsmotors bei Verwendung von Methan als Kraftstoff eingegangen. Da für die Gewinnung der meisten hier vorgestellten Energieträger elektrische Energie benötigt wird, spielt die Energiequelle eine große Rolle für die Zukunft des automotiven Antriebs.