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Messtechnik/Sensorik

Ermittlung von Kräften bei der elektromagnetischen Blechumformung

Studentische Arbeit

Ausgangssituation

Die elektromagnetische Blechumformung ist ein Verfahren der Hochgeschwindigkeitsumformung, bei der Bleche in sehr kurzer Zeit in eine neue Form gebracht werden. Bei der elektromagnetischen Blechumformung wird entgegen der konventionellen Blechumformung die Kraft für die Umformung berührungslos durch ein Magnetfeld auf das Werkstück aufgebracht. Neben den Vorteilen des Verfahrens treten verschiedene Effekte ausgehend von dem starken Magnetfeld während der Umformung auf. So werden alle Bestandteile der Umformanlage durch das Magnetfeld beeinflusst und beispielsweise elektrische Signale werden gestört. Dennoch ist es das Ziel, die durch das Magnetfeld auf das Blech aufgebrachten Kräfte zu ermitteln, wobei entsprechende Sensoren vom Magnetfeld nicht beeinflusst oder zerstört werden dürfen. Weiterhin stellt der kurze Zeitraum, in der die Energie bei der Hochgeschwindigkeitsumformung umgesetzt wird, eine Herausforderung dar.

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Charakterisierung von Oberflächen mit Hilfe der Ortsfrequenzanalyse

Studentische Arbeit

Die Ultrapräzisionsdiamantbearbeitung wird eingesetzt um Oberflächen mit sehr geringen Rauheiten (<10 nm) zu erzeugen. Analytisch ist es aktuell nicht ausreichend gut möglich die Qualität erzeugter Oberflächen zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit sollen reale und simulierte Oberflächen mit Hilfe der Ortsfrequenzanalyse untersucht werden. Dabei steht im Vordergrund den Einfluss einzelner Prozessparameter, wie beispielsweise die Unwucht des Spindelrotors, zu isolieren. Der Hauptanteil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung der von der Ortsfrequenztransformation erzeugten Daten mit Hilfe von Methoden der Bildverarbeitung. 

 

 

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Bestimmung der Geschwindigkeit bei der Hochgeschwindigkeitsumformung von Blechen

Studentische Arbeit

Ausgangssituation

Die Verfahren der Hochgeschwindigkeitsumformung sind durch eine Energieumsetzung in einem sehr kurzen Zeitraum charakterisiert. Dabei können hohe Beschleunigungen und hohe Werkstückgeschwindigkeiten auftreten, welche sich auf das Ergebnis der Umformung auswirken können. Ausgehend von dem Ziel, die Geschwindigkeit des Bleches bei elektromagnetischen Umformung zu ermitteln, müssen verschiedene Herausforderungen gelöst werden.

Zunächst läuft der Vorgang der Blechbewegung bzw. Umformung des Bleches in einem kurzen Zeitraum ab, wobei keine lineare Bewegung des Blechs vorliegt. Ausgehend vom Ziel, die Nichtlinearität der Bewegung möglichst umfassend zu erfassen, muss eine hohe Abtastfrequenz vorliegen. In Kombination mit dem geringen Weg, den das Werkstück bei der Umformung zurücklegt, ergeben sich weitere Anforderungen in Bezug auf die Bestimmung der Blechposition. So muss die Blechposition in sehr geringen zeitlichen und räumlichen Abständen bestimmt werden, wobei eine Bestimmung der Blechposition bei zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten vorhanden sein muss.

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Überwachung von Bohrprozessen in Schichtverbunden

Studentische Arbeit

Das Bohren von Verbundwerkstoffen stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Werkzeuge. Werden insbesondere Schichtverbunde aus Werkstoffen mit stark unterschiedlichen Zerspanungseigenschaften betrachtet, wie z. B. Titan und CFK, einer typischen Verbundstruktur in der Luftfahrttechnik, stellt sich die Forderung nach einer prozessgeführten Nachstellung der Prozessparameter wie Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl. Eine rein von der Position gesteuerte Umschaltung ist bei solchen Anwendungen aufgrund von Schichtdickenschwankungen und der meist relativ großen Nachgiebigkeit gegenüber Kräften normal zur Bauteiloberfläche nicht zielführend.

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