TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Lasertechnologie : Laser - Materialbearbeitung ; Grundlagen - Verfahren - Anwendungen
N2 - Theoretische Grundlagen, Grundlagen der Materialbearbeitung mit Laserstrahlung, Aufbau und Funktion von Laser-Bearbeitungsanlagen, Laserstrahl-Schneiden, Laserstrahl-Schweißen, Laserstrahl-Bohren, Beschriften und Markieren mit dem Laser, Oberflächenveredeln mit dem Laser, Lasersicherheit, Umweltschutz
KW - Laser
KW - Materialbearbeitung
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Übungsklausur zum Fach Lasertechnologie
N2 - Übungsklausur
KW - Lasertechnologie
KW - Übungsklausur
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Lasermesstechnik 1
N2 - Strahlquelle, Verfahren, Triangulation, Interferometrie, Laufzeit, Lidar, Holographie, Speckle, Applikationen, Laseroptische Strömungsmessung, Laser Doppler Velocimetry, Particle Image Velocimetry
KW - Lasermesstechnik
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Lasermesstechnik 2
N2 - Laser-Doppler-Velozimetrie: Grundlagen, Referenzstrahlverfahren, Kreuzstrahlverfahren, Signalauswertung, Richtungserkennung, Mehrkomponentensysteme, Anwendungen
KW - Lasermesstechnik
KW - Laseroptische Strömungsmessung
KW - Laser-Doppler-Velozimetrie
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Zusammenfassung der Inhalte der Veranstaltung Lasertechnologie zur Vorbereitung auf die schriftliche Klausur
N2 - Grundlagen und Anwendungen
KW - Lasertechnologie
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Rapid Prototyping : Werkzeuge für die schnelle Produktentwicklung
N2 - Grundlagen der Rapid Prototyping-Verfahren Industrielle Rapid Prototyping Verfahren: Stereolithographie (SL), Lasersintern (SLS), Schicht- (Laminat) Verfahren (LLM), Extrusions-Verfahren (FLM), 3D-Printing (3DP) Abformverfahren und Folgeprozesse: Vakuumgießen, Gießharz-Werkzeuge, Vorserienwerkzeuge aus Aluminium
KW - Rapid Prototyping
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Short course on rapid prototyping
N2 - Rapid Prototyping Technology: Types of models, rapid prototyping processes, prototyper Fundamentals of rapid prototyping Industrial rapid prototyping technology: Stereolithography, (Selective) laser sintering ((S)LS), Layer laminate manufacturing (LLM), Fused layer modeling (FLM), Three dimensional printing (3DP)
KW - Rapid Prototyping
KW - Rapid Prototyping
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Zusammenfassung der Inhalte der Veranstaltung Rapid Prototyping zur Vorbereitung auf die schriftliche Klausur
N2 - Definition, Beschreibung der verschiedenen Verfahren, Anwendungsbeispiele
KW - Rapid Prototyping
KW - Rapid Prototyping
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Übungsklausur zum Fach Rapid Prototyping
N2 - Übungsklausur
KW - Rapid Prototyping
KW - Übungsklausur
KW - Rapid Prototyping
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Werkstoffkunde III : Werkstoff- und Verfahrenskunde für die spanlosen Fertigungsverfahren, Pulvermetallurgie, Oberflächentechnik, Abtragen ; Skript zur Vorlesung
N2 - Werkstoff- und Verfahrenskunde für die spanlosen Fertigungsverfahren, Pulvermetallurgie, Oberflächentechnik, Abtragen Diffusionsvorgänge, Änderung der Stoffeigenschaften, Schutzschichtenbildung, Oberflächenhärten, Pulver-basierende Fertigungsverfahren (Pulvermetallurgie), Abtragende Verfahren
KW - Werkstoffkunde
KW - Spanlose Fertigungsverfahren
KW - Pulvermetallurgie
KW - Oberflächentechnik
KW - Abtragen
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Übungsklausur zum Fach Werkstoffkunde 3
N2 - Übungsklausur
KW - Werkstoffkunde
KW - Fertigungsverfahren
KW - Übungsklausur
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Fertigungsverfahren I : Urformen ; Skript zur Vorlesung
N2 - Urformen aus dem flüssigen oder teigigen Zustand Im Mittelpunkt stehen alle Gießverfahren. Großtechnische Bedeutung haben neben den Metallgießverfahren vor allem auch Verfahren zum Urformen von Kunststoffen und in steigendem Maße auch solche zur Herstellung von Keramiken und Kompositwerkstoffen
KW - Fertigungsverfahren
KW - Urformen
KW - Gießen
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Fertigungsverfahren I : Umformen ; Skript zur Vorlesung
N2 - Grundlagen, Druck-Umformen (Walzen, Schmieden, Gesenkschmieden), Zugdruckumformen (Durchziehen, Tiefziehen), Zugumformen, Biegeumformen
KW - Umformverfahren
KW - Druck-Umformen
KW - Zugdruckumformen
KW - Zugumformen
KW - Biegeumformen
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Übungsklausur zum Fach Fertigungsverfahren 1
N2 - Übungsklausur
KW - Fertigungsverfahren
KW - Übungsklausur
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Regelungstechnik : Skript zur Vorlesung
N2 - Prinzip und Geschichte der Regelungstechnik; technische Steuerungen und Regelungen; Definition und Stellung innerhalb der Automatisierungstechnik. Elementare Übertragungsglieder, Streckentypen, typische Regler (unstetige Regler, stetige Regler), Reglerentwurf (einfache Verfahren, einschließlich Faustformelverfahren). Stabilitätsanalyse von Regelkreisen (einfache Verfahren, ohne Herleitung der Beweise)
KW - Regelungstechnik
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Digitale Regelungstechnik
N2 - Grundlagen (Prinzip, Komponenten, Abtastung, Aliasing) Algorithmus (Implementierung, Pseudo Code, Ermittlung der Faktoren) Beispiel
KW - Digitale Regelungstechnik
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Fuzzy Regelung
N2 - Überblick Fuzzy-Regler, Fuzzy Sets (Scharfe Mengen, Fuzzy Sets, Formen (stückweise linear, gaußförmig, glockenförmig), Eigenschaften (Gleichheit, Teilmenge)), Fuzzy Operatoren (NICHT, UND, ODER) Fuzzyfizierung Inferenzen (Verarbeitungsvorschrift, Ermittlung der aktiven Regeln, Ermittlung der Fuzzy Mengen, Überlagerung) Defuzzyfizierung (Mean-of-Maximum, Center-of-Gravity, Largest-of-Maximum, Smallest-of-Maximum, Center-of-Singletons) Entwurf, Beispiel, Fuzzy Tools, Internet, Literatur
KW - Regelungstechnik
KW - Fuzzy Regelung
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Übungsklausur zum Fach Regelungstechnik
N2 - Übungsklausur
KW - Regelungstechnik
KW - Übungsklausur
Y1 - 2005
ER -
TY - GEN
A1 - Kämper, Klaus-Peter
T1 - Skript zur Vorlesung Mikrotechnik 1
N2 - Kennwortgeschützter Zugang nur für Studierende bei Prof. Dr. Klaus-Peter Kämper. Sommersemester 2007. Version 2.3 vom 27.02.2007 I-8, 484 S.: Ill.; graph. Darst. Inhaltsverzeichnis: 1 Einführung: Was ist Mikrotechnik? 2 Fertigung im Reinraum 3 Der Werkstoff Silizium 4 Dünnschichttechnologie 5 Photolithographie 6 Ätztechnologie 7 „Bulk Micromachining“ 8 „Surface Micromachining“ 9 Trockenätzen tiefer Mikrostrukturen 10 LIGA-Technik 11 Mikrofunkenerosion 12 Laser in der Mikrotechnik 13 Mechanische Mikrofertigung 14 Photostruktuierbares Glas 15 Aufbau- und Verbindungstechnik
KW - Mikrosystemtechnik
Y1 - 2007
ER -
TY - CHAP
A1 - Merten, Sabine
A1 - Conrad, Thorsten
A1 - Kämper, Klaus-Peter
A1 - Picard, Antoni
A1 - Schütze, Andreas
T1 - Virtual Technology Labs - an efficient tool for the preparation of hands-on-MEMS-courses in training foundries
N2 - Hands-on-training in high technology areas is usually limited due to the high cost for lab infrastructure and equipment. One specific example is the field of MEMS, where investment and upkeep of clean rooms with microtechnology equipment is either financed by production or R&D projects greatly reducing the availability for education purposes. For efficient hands-on-courses a MEMS training foundry, currently used jointly by six higher education institutions, was established at FH Kaiserslautern. In a typical one week course, students manufacture a micromachined pressure sensor including all lithography, thin film and packaging steps. This compact and yet complete program is only possible because participants learn to use the different complex machines in advance via a Virtual Training Lab (VTL). In this paper we present the concept of the MEMS training foundry and the VTL preparation together with results from a scientific evaluation of the VTL over the last three years.
KW - Virtuelles Laboratorium
KW - Virtuelles Labor
KW - Hand-on-training
KW - Virtual Technology Lab
KW - MEMS ; education and training foundry
Y1 - 2006
ER -
TY - GEN
A1 - Kämper, Klaus-Peter
T1 - Lecture notes Sensors and Actuators
N2 - Kennwortgeschützter Zugang nur für Studierende bei Prof. Dr. Klaus-Peter Kämper. Wintersemester 2007/2008. Version vom 30.08.2007. 472 Seiten (pdf-Format)
N2 - Password necessarily. Access only for Students by Prof. Dr. Klaus-Peter Kämper. Winter semester 2007/2008. Version 2007-08-30. 472 pages (pdf) Contents 1. Introduction 2. Introduction to Sensors 3. Introduction to Microfabrication 4. Pressure Sensors 5. Acceleration Sensors 6. Angular Rate Sensors 7. Position Sensors 8. Flow Sensors 9. Piezoelectric Actuators 10. Magnetostrictive Actuators 11. Actuators based on Shape Memory Alloys 12. Actuators based on Electrorheological Fluids 13. Actuators based on Magnetorheological Fluids
KW - Sensor
KW - Aktor
KW - Sensoren
KW - Aktoren
KW - Sensores
KW - Actuators
KW - Microfabrication
Y1 - 2007
ER -
TY - BOOK
A1 - Merten, Sabine
T1 - Verbesserung der Ausbildung in der Mikrosystemtechnik - virtuelle Labore bereiten auf die Herstellung realer Drucksensoren vor (2 Fassungen: konvertiert und original
N2 - Die Ausbildung in Hochtechnologien wie beispielsweise der Mikrosystemtechnik ist oft durch einen hohen Grad an Komplexität charakterisiert. Damit verbunden sind hohe Kosten für die Errichtung und den Betrieb der speziellen Laborräume und ihre häufig geringe Verfügbarkeit für die Studierenden. Zukünftige Ingenieure sammeln während ihrer Ausbildung aus diesen Gründen nur in beschränktem Umfang praktische Erfahrungen. Die Industrie hingegen fordert Personal mit hoher fachlicher Kompetenz, also fundiertem theoretischen Wissen und umfangreichen praktischen Kenntnissen. Dieser Diskrepanz – qualifizierte Ingenieure auf der einen Seite und eine eher theoretisch ausgerichtete Ausbildung auf der anderen Seite – wird mit einem neuen Blended-Learning-Konzept für MST-Technologiepraktika begegnet. Lernende werden über ein virtuelles Labor, das einen echten Reinraum mit realen Anlagen simuliert, intensiv auf reale Laborpraktika vorbereitet. Dabei geht es im virtuellen Labor gleichermaßen um die Vermittlung von Theorie und Praxis. Nur trainierte Teilnehmer mit einer intensiven Vorbereitung sind in der Lage, relativ eigenständig ein echtes MST-Bauteil innerhalb des anschließenden einwöchigen Laborkurses zu fertigen. Die Wirksamkeit des Konzeptes und die Steigerung des Lernerfolges durch die kombinierten virtuellen und realen Laborkurse wurden im Rahmen der Dissertation begleitend untersucht. Die Ergebnisse flossen direkt in die Weiterentwicklung der Technologiepraktika ein. Die Konzepte und Erkenntnisse sind zudem sehr interessant für die Entwicklung von Blended-Learning-Angeboten in ähnlichen oder anderen Fachgebieten sowie für weitere Bildungseinrichtungen. (Die Dissertation liegt hier in 2 Fassungen vor: Die Originalfassung ist nur bei guter Rechnerausstattung und guter Netzanbindung nutzbar, die konvertierte Fassung ist unverändert, allerdings sind Qualitätseinbußen beim Ausdruck einiger Grafiken möglich)
N2 - Education in high technologies, like e.g. Microsystems technology, is usually characterized by a high degree of complexity. In addition it is usually connected with large economic efforts for invest, operation and maintenance of the special laboratory facilities. The access to such facilities for educational purposes is often quite limited. Therefore engineering students rather rarely gather practical experience in such technologies during their university studies. In contrast, industry has a large demand for engineers with high professional competence, i.e. profound theoretical knowledge combined with substantial practical experience. The newly developed blended learning concept for MST laboratory training tries to bridge the gap between the need for qualified engineers and the more theoretical university education. The learners prepare intensively for real hands-on clean room trainings with a virtual technology laboratory, i.e. a computer simulation of the clean room machines and the corresponding processes. In the virtual technology laboratory the students brush up their theoretical knowledge and at the same time learn to operate the complex clean room machines. Only well trained and intensively prepared students are capable to produce a fully functional MST component within a compact clean room laboratory course of only one week duration and an only modest amount of supervision. The effectivity of this concept and the increase of the learning success due to the specific mixture of virtual and real laboratory sessions has been accompanied and analysed by this dissertation. The results have been used to further improve the laboratory courses. Concepts and results are also very attractive for comparable blended learning proposals in other technical disciplines.
KW - Mikrosystemtechnik
KW - Virtuelles Laboratorium
KW - Lernprogramm
KW - Hochschule / Lehre / Evaluation
KW - Computersimulation
KW - Drucksensor
KW - Blended-Learning
KW - Reinraumpraktikum
KW - blended learning
KW - hands-on cleanroom training
Y1 - 2005
N1 - Zugl.: Saarbrücken, Univ., Diss., 2005
ER -
TY - CHAP
A1 - Gebhardt, Andreas
A1 - Schmidt, Frank-Michael
T1 - Farbige Prototypen als Werkzeug für den Konstrukteur
T1 - Colored prototypes as instrument for the constructing engineer
N2 - Physische Prototypen, also Anschauungs- und Funktionsmodelle nach den generativen oder Rapid Prototyping (RP) Verfahren haben sich in diesem Zusammenhang vor allem als Hilfsmittel zur effektiven Kommunikation und zur Evaluierung von Produkteigenschaften einen festen Platz in der Produktentstehung erworben. Die positiven Effekte der etablierten RP Verfahren sind unumstritten. Einfachere, schnellere und wirtschaftlichere Maschinen (Prototyper, Fabrikator), vor allem auch für die Büroumgebung, geben neue Impulse im Sinne der Optimierung der heutigen Verfahren. Eine neue Dimension verspricht die Option „Farbe“ der bisher fast ausschließlich monochromen Modelle. Ist Farbe nur „nice to have“ oder welchen Effekt haben farbige Modelle als Werkzeug von Konstrukteuren und Produktenwicklern? Welche Perspektiven bietet „Farbe“ darüber hinaus?
KW - Prototyping
KW - Rapid prototyping
KW - Prototypen
KW - Funktionsmodelle
KW - Produktentstehung
KW - Prototyper
KW - Produktenwicklung
KW - prototypes
KW - working models
KW - product emergence
KW - prototyper
KW - product development
Y1 - 2005
ER -
TY - CHAP
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Technology Diffusion through a Multi-Level Technology Transfer Infrastructure. Contribution to the 1st. All Africa Technology Diffusion Conference Boksburg, South Africa June 12th - 14th 2006
N2 - Table of contents 1. Introduction 2. Multi-level Technology Transfer Infrastructure 2.1 Level 1: University Education – Encourage the Idea of becoming an Entrepreneur 2.2 Level 2: Post Graduate Education – Improve your skills and focus it on a product family. 2.3 Level 3: Birth of a Company – Focus your skills on a product and a market segment. 2.4 Level 4: Ready to stand alone – Set up your own business 2.5 Level 5: Grow to be Strong – Develop your business 2.6 Level 6: Competitive and independent – Stay innovative. 3. Samples 3.1 Sample 1: Laser Processing and Consulting Centre, LBBZ 3.2 Sample 2: Prototyping Centre, CP 4. Funding - Waste money or even lost Money? 5. Conclusion
KW - Technologietransfer
KW - technology transfer
KW - technology diffusion
Y1 - 2006
ER -
TY - JOUR
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Generative Manufacturing of Ceramic Parts "Vision Rapid Prototyping"
N2 - Table of Contents Introduction 1. Generative Manufacturing Processes 2. Classification of Generative Manufacturing Processes 3. Application of Generative Processes on the Fabrication of Ceramic Parts 3.1 Extrusion 3.2 3D-Printing 3.3 Sintering – Laser Sintering 3.4 Layer-Laminate Processes 3.5 Stereolithography (sometimes written: Stereo Lithography) 4. Layer Milling 5. Conclusion - Vision
KW - Rapid prototyping
KW - Rapid Technologie
KW - Rapid Prototyping
Y1 - 2006
ER -
TY - CHAP
A1 - Merten, Sabine
A1 - Kämper, Klaus-Peter
A1 - Brill, Manfred
A1 - Picard, Antoni
A1 - Cassel, Detlev
A1 - Jentsch, Andreas
A1 - Rollwa, Markus
T1 - Virtuelle Sensor-Fertigung: Hightech mit LabVIEW
N2 - Eine neue Generation von Praktika an Hochschulen wächst heran. Moderne Wege beim Verstehen und Erlernen naturwissenschaftlicher Zusammenhänge sowie industrieller Fertigungsprozesse sind gefordert. Das Technologiepraktikum „Virtuelle Sensor- Fertigung“, entwickelt im Verbundprojekt INGMEDIA an den Fachhochschulen Aachen und Zweibrücken, trägt als neuartiges Lern- und Lehrmodul dieser Forderung Rechnung. Die Studierenden lernen einen vollständigen Fertigungsprozess mit Hilfe von virtuellen, in LabVIEW programmierten Maschinen kennen, bevor sie die reale Prozesskette im Reinraum durchführen.
N2 - A new generation of university laboratory courses is presently being developed. Modern concepts for the understanding and learning of applied science and industrial fabrication processes are required. The technology course “Fabrication of a microsensor”, developed by the Universities of Applied Sciences Aachen and Zweibrücken in the joint research project INGMEDIA, represents a new approach towards education in high technology production. The students learn the operation of the complex microfabrication line with the help of virtual fabrication machines, programmed in LabVIEW, before they perform the actual process in a genuine clean room.
KW - LabVIEW
KW - Virtuelle Sensor-Fertigung
KW - Fertigungsprozess
KW - virtuelle Maschinen
KW - virtual sensor fabrication
KW - manufacturing process
KW - virtual
KW - virtual machines
Y1 - 2003
ER -
TY - JOUR
A1 - Kämper, Klaus-Peter
A1 - Picard, Antoni
A1 - Brill, Manfred
A1 - Cassel, Detlev
A1 - Jentsch, Andreas
A1 - Merten, Sabine
A1 - Rollwa, Markus
T1 - The Virtual Clean Room - a new tool in teaching MST process technologies
N2 - The Virtual Clean Room - a new tool in teaching MST process technologies University education in high-technology fields like MST is not complete without intensive laboratory sessions. Students cannot fully grasp the complexity and the special problems related to the manufacturing of microsystems without a thorough hands-on experience in a MST clean room.
KW - Virtuelle Maschine
KW - VM
KW - Mikrosystemtechnik
KW - MST
KW - virtual clean room
Y1 - 2003
ER -
TY - GEN
A1 - Bellenberg, Markus
T1 - Optimierung einer Roboter-Schweißzelle als Basis eines E-Learning Systems
T1 - Optimization of a Robot-welding Station as the Basis for an E-Learning System
N2 - Ziel war die technische Überarbeitung und Optimierung des vorliegenden Prototypen, um eine Basis für ein E-Learning System (Internet unterstütztes Lernen) zu schaffen. Zu diesem Zweck wurde das Programm der Robotersteuerung neu erstellt, notwendige mechanische Änderungen an Roboterequipment und Materialförderung vorgenommen sowie eine neue Internet-Anbindung geschaffen. Wesentliche Ergebnisse der Arbeit sind: • Erzeugen roboterbasierter kreisinterpolierter Bahnschweißnähte • Kommunikation des Lernsystems via Internet • Lernorientierte Steuerungssoftware
N2 - The main goal of this final thesis was the revision and optimization of the given prototype as a basis for an E-Learning environment. All components of the system, including specific technical aspects, are discussed in order to create the basis for future training documentation. Similarly, the programs for the robot motion sequences and welding processes were renewed in order to create well-structured, clear and properly documented software that is suitable for use in a formal training program.
KW - Roboter
KW - MAG-Schweißen
KW - MIG-Schweißen
KW - Schweißen
KW - Mechatronik
KW - Kawasaki
KW - E-Learning
KW - Roboter-Schweißen
KW - welding
KW - welded joint
KW - mechatronics
Y1 - 2002
ER -
TY - JOUR
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Grundlagen des Rapid Prototyping: Eine Kurzdarstellung der Rapid Prototyping Verfahren
N2 - Generative Verfahren sind seit etwa 1987 in den USA und seit etwa 1990 in Europa und Deutschland in Form von Rapid Prototyping Verfahren bekannt und haben sich in dieser Zeit von eher als exotisch anzusehenden Modellbauverfahren zu effizienten Werkzeugen für die Beschleunigung der Produktentstehung gewandelt. Mit der Weiterentwicklung der Verfahren und insbesondere der Materialien wird mehr und mehr das Feld der direkten Anwendung der Rapid Technologie zur Fertigung erschlossen. Rapid Technologien werden daher zum Schlüssel für neue Konstruktionssystematiken und Fertigungsstrategien.
N2 - Generative procedures have been known under the term of 'rapid prototyping method' for about 18 years in the USA and about 15 years in Europe and Germany. In this time they changed from what was regarded as being a rather exotic way of model construction procedures to a very efficient and useful instrument for faster product manufacturing. In the course of the further development of the methods, and in particular the materials, the field for direct application of rapid technology opens up for manufacturing. Therefore rapid technologies become the key for new construction systematics and manufacturing strategies.
KW - Rapid prototyping
KW - Laserstrahlsintern
KW - 3D-Printing
KW - Extrusionsverfahren
KW - Gießharzwerkzeuge
KW - Laminat Verfahren
KW - Lasersintern
KW - Stereolithographie
KW - Vakuumgießen
KW - FLM
KW - Fused deposition modelling
KW - Laminated-Object-Manufacturing
Y1 - 2004
ER -
TY - JOUR
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Rapid Prototyping für metallische Werkstücke: Direkte und indirekte Verfahren
N2 - Die generative Herstellung von Kunststoffbauteilen hat im Gewand des Rapid Prototyping die Produktentwicklung nachhaltig positiv beeinflusst und ist im Begriff als Rapid Manufacturing die Fertigung zu revolutionieren. Je mehr sich die besonderen Eigenschaften generativ gefertigter Kunststoffbauteile herumsprechen, desto lauter wird der Ruf nach Metallbauteilen. Die Entwicklung entsprechender Prozesse läuft auf Hochtouren, kann aber bisher aber erst vereinzelt Erfolge vorweisen. Dabei wären es gerade die Metallbauteile, die ausgestattet mit den besonderen Merkmalen generativ gefertigter Werkstücke, in vielen Branchen einen deutlichen Entwicklungsschub auslösen könnten. Für den potenziellen Anwender ist dabei besonders verwirrend, dass die unterschiedlichsten Ansätze nebeneinander verfolgt werden. Im Folgenden soll daher der Versuche unternommen werden, dieses weite Feld systematisiert darzustellen und Möglichkeiten und Trends zu erläutern.
N2 - The generative manufacturing of plastic components via rapid prototyping has positively affected the product development. As 'rapid manufacturing' the method is about to revolutionize the manufacturing in general. The more the special characteristics of generative manufactured plastic components are getting about, the louder becomes the call for generative manufactured metal components. The development of analogical processes runs on full speed. So far however, only sporadic successes can be registered. Though there are in particular the metal components which could, equipped with the special characteristics of generative manufactured components, initiate a developmental boost in many industries. For the potential operator it is particularly confusing that the different approaches are traced parallel. Therefore in the following contribution the attempt is undertaken not only to represent this wide field in a systematic way but to describe possibilities and trends as well.
KW - Rapid prototyping
KW - Rapid Prototyping
KW - Rapid Manufacturing
KW - generative Fertigungsverfahren
KW - Werkzeugeinsätze
KW - Werkzeuge
KW - Rapid prototyping
KW - rapid manufacturing
Y1 - 2005
ER -
TY - JOUR
A1 - Gebhardt, Andreas
A1 - Brücker, Christoph
A1 - Schmidt, Frank-Michael
T1 - RP gestützte Herstellung komplexer transparenter Hohlräume für die Strömungsanalyse
N2 - Die Berechnung der Durchströmung von Bauteilen ist gegenüber derjenigen von umströmten Bauteilen deutlich im Hintertreffen. Das liegt vor allem an der fehlenden Verfügbarkeit geeigneter optisch transparenter Modellkanäle für die experimentelle Analyse. Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Herstellung transparenter durchströmter Geometrien auf der Basis generativ gefertigter Urmodelle vor. Damit können beliebig komplexe Innenströmungen optisch analysiert werden. Anhand von zwei Beispielen aus der Medizin, der Modellierung der oberen Atemwege und des Bronchialbaums, wird das Verfahren vorgeführt. Der generative Bauprozess mittels 3D-Printing wird beschrieben und die Abformung in transparentem Silikon gezeigt. Schließlich werden beispielhaft der Messaufbau und Ergebnisse der Anwendung vorgestellt. Das Verfahren bildet die Grundlage für die Analyse und Berechnung komplexer Innenströmungen und trägt somit zur Verbesserung zahlreicher technischer Anwendungen bei.
N2 - Unlike the flow around technical products the interior flow is not understood very well. That’s mainly because of a lack of suitable transparent investigation tunnels that are needed to apply optical methods. The paper proposes a procedure to make precise complex hollow structures from a highly transparent material using masters from generative or Rapid Prototyping processes. Taking two examples from the medical field, the upper human airways and the bronchial tree, the entire process is shown. The 3D Printing build process is illustrated as well as the silicon casting process. Finally the measuring equipment is demonstrated and sample results are given. The process establishes the basis for the investigation and calculation of complex interior flow pattern and therefore contributes to a better understanding and consequently improvement of appropriate technical products.
KW - Rapid prototyping
KW - Rapid Prototyping
KW - Strömungsanalyse
KW - Innenströmung
KW - Modellkanäle
KW - 3D-Printing
Y1 - 2005
ER -
TY - JOUR
A1 - Gebhardt, Andreas
T1 - Rapid Manufacturing - eine interdisziplinäre Strategie
N2 - Als um 1987 ein Verfahren namens Stereolithographie und ein Stereolithography Apparatus (SLA) vorgestellt wurden, war der Traum von der Herstellung beliebiger dreidimensionaler Bauteile direkt aus Computerdaten und ohne bauteilspezifische Werkzeuge Realität geworden. Ein Anwendungs-Szenario wurde gleich mitgeliefert. Diese Technologie würde es möglich machen, die gesamte Ersatzteilversorgung der Amerikanischen Pazifikflotte mittels ein paar dieser Maschinen, umfangreicher Datenstätze und genügend Rohmaterial vor Ort auf einem Flugzeugträger direkt nach Bedarf zu fertigen. Diese Vorstellung definierte schon damals die direkte digitale Fertigung, das Rapid Manufacturing. In der Realität bestanden die mit diesem Verfahren hergestellten Bauteile nur aus Kunststoff, waren ungenau, bruchempfindlich und klebrig und allein in der Produktentwicklung, eben als Prototypen zu benutzen. Sie waren schnell verfügbar, weil zu Ihrer Herstellung keine Werkzeuge benötigt wurden. Folgerichtige und zudem modern hießen sie: Rapid Prototyping. Rapid Prototyping wurde schnell zum Synonym eines neuen Zweiges der Fertigungstechnik, der Generativen Fertigungstechnik. Die weitere Entwicklung brachte neue Verfahren, höhere Genauigkeiten, verbesserte Werkstoffe und neue Anwendungen. Die Herstellung von Negativen, also Werkzeugen, mit dem gleichen Verfahren wurde marketing-getrieben Rapid Tooling genannt und als die ersten Bauteile nicht mehr als Prototypen, sondern als Endprodukte eingesetzt wurden, nannte man dies Rapid Manufacturing - das Ziel war erreicht. War das Ziel wirklich erreicht? Ist es Rapid Manufacturing, wenn ein generativ gefertigtes Bauteil die gewünschte Spezifikation erreicht? Was muss passieren, damit aus dem Phänomen Rapid Prototyping eine Strategie wird, die geeignet ist, einen Paradigmenwechsel von der heutigen Hersteller-induzierten Massenproduktion von Massenartikeln zur Verbraucher-induzierten (und verantworteten) Massenproduktion von Einzelteilen für jedermann ermöglichen und möglicherweise unsere Arbeits- und Lebensformen tiefgreifend zu beeinflussen? Im Beitrag wird der Begriff der (Fertigungs-) Strategie „Rapid Manufacturing“ näher beleuchtet. Es wird diskutiert, welche Maßnahmen auf der technischen und der operative Ebene getroffen werden müssen, damit die generative Fertigungstechnik im Sinne dieser Strategie umgesetzt werden kann. Beispiele belegen, dass diese Entwicklung bereits begonnen hat und geben Anregungen für eine konstruktive Diskussion auf der RapidTech 2006.
N2 - As a process called stereolithography and a stereolithography apparatus (SLA) was presented in 1987, the dream of manufacturing any three-dimensional component directly from computer data and without component-specific tools became reality. An application scenario was supplied at the same time. This technology would make it possible to produce the entire spare parts requirement of the American Pacific Fleet merely through the use of a couple of such machines, extensive datasets and enough raw material on board an aircraft carrier directly as required. This image defined direct digital fabrication, rapid manufacturing, even at that time. In reality, this procedure only managed to produce components in plastic which were imprecise, fragile and sticky and only usable as prototypes in product development. They were rapidly available, because no tools were required for their manufacture. Consequentially, they are now known as Rapid Prototyping in modern jargon. Rapid Prototyping quickly became a synonym for a new branch of production engineering known as generative production engineering. Continued development brought new processes, improved accuracy, improved materials and new applications. The manufacturing of negatives, in other words tools, using the same procedure was quickly named rapid tooling by the marketing sector, and once the first components were used as final products instead of just prototypes the process was renamed "rapid manufacturing" - the goal had been reached. Was the goal really reached? Is it rapid manufacturing if a generatively manufactured component reaches the required specifications? What has to happen so that the rapid prototyping phenomenon becomes a strategy which is suitable for enabling the paradigm change from current manufacture-induced mass production of mass articles to consumer-induced (and consumer-responsible) mass production of single parts for anyone, and in all possibility makes dramatic changes in our way of working and living? The lecture includes detailed information about the (production) strategy term "rapid manufacturing". We will be discussing which measures need to be taken on the technical and operative level so that generative production engineering can be implemented in the sense of this strategy. Examples will show that this development has already started, and should provoke stimulation leading to constructive discussion during RapidTech 2006.
KW - Rapid prototyping
KW - Rapid Manufacturing
KW - Rapid Prototyping
KW - Stereolithographie
KW - Generative Fertigungstechnik
KW - Rapid prototyping
KW - rapid manufacturing
Y1 - 2006
ER -
TY - CHAP
A1 - Kallweit, Stephan
T1 - Pandaboard, TurtleBot, Kinect und Co. : Low-Cost Hardware im Lehreinsatz für die mobile Robotik.
N2 - Mit freundlicher Genehmigung der Autoren und des Oldenbourg Industrieverlags https://www.oldenbourg-industrieverlag.de/de/9783835633223-33223 erschienen als Beitrag im Tagungsband zur AALE-Tagung 2012. 9. Fachkonferenz 4.-5. Mai 2012, Aachen, Fachhochschule. ISBN 9783835633223 S 8-1 S. 229-238 Original-Abstract des Autors: "Die mobile Robotik wird durch den Einsatz von Low-Cost Hardware einem breiten Publikum zugänglich. Bis vor kurzem basierte eine erschwingliche Hardware meist auf Mikrocontrollern mit den entsprechenden Leistungseinschränkungen z.B. im Bereich der Bildverarbeitung. Die Wahrnehmung einer 3D-Umgebung und somit die Möglichkeit zur autonomen Navigation wurde mit relativ kostenintensiver Hardware, z.B. Stereo-Vision-Systemen und Laserscannern gelöst. Die zur Auswertung der Sensorik notwendige Rechenleistung stand - entweder aufgrund des Stromverbrauchs oder der Performance meist für mobile Plattformen (lokal) - nicht zur Verfügung. Durch Einsatz von leistungsfähigen Prozessoren aus dem Bereich der Mobilgeräte (Smartphones, Tablets) und neuartigen Sensoren des Consumer-Bereichs, wie der Kinect, können mobile Roboter kostengünstig für den Einsatz in der Lehre aufgebaut werden.
KW - Robotik
KW - mobile robots
Y1 - 2012
ER -
TY - GEN
A1 - Kämper, Klaus-Peter
T1 - Lecture notes Sensors and Actuators WS 2008/2009
N2 - Password necessarily. Access only for Students by Prof. Dr. Klaus-Peter Kämper. Winter semester 2008/2009. 488 pages (pdf) Contents 1. Introduction 2. Introduction to Sensors 3. Introduction to Microfabrication 4. Pressure Sensors 5. Acceleration Sensors 6. Angular Rate Sensors 7. Position Sensors 8. Flow Sensors 9. Piezoelectric Actuators 10. Magnetostrictive Actuators 11. Actuators based on Shape Memory Alloys 12. Actuators based on Electrorheological Fluids 13. Actuators based on Magnetorheological Fluids 14. Index
N2 - Kennwortgeschützter Zugang nur für Studierende bei Prof. Dr. Klaus-Peter Kämper. Wintersemester 2008/2009. 488 Seiten (pdf-Format)
KW - Sensor
KW - Aktor
KW - Sensoren
KW - Aktoren
KW - Sensores
KW - Actuators
KW - Microfabrication
Y1 - 2008
ER -
TY - CHAP
A1 - Klocke, Martina
T1 - Projektmodul im Bachelorstudiengang Maschinenbau und Mechatronik
T2 - VDI-Workshop Projektorientiertes und problem-basiertes Lernen (PBL) in der Ingenieurausbildung
Y1 - 2012
N1 - 25 Folien zum eingeladenen Vortrag beim VDI-Workshop. Darmstadt, 22./23.11.2012
SP - 1
EP - 25
ER -
TY - CHAP
A1 - Schleser, Markus
A1 - Dilthey, Ulrich
A1 - Mund, F.
A1 - Böhm, Stefan
ED - Czarnecki, Lech
ED - Garbacz, Andrzej
T1 - Improvement of textile reinforced concrete by use of polymers
T2 - Adhesion in interfaces of building materials: a multi-scale approach : [Symposium "Adhesion in Building Bonds: Macro-, Micro- and Nano-Scale" at Warsaw University of Technology in the framework of the European Materials Research Society, fall meeting 2005 ; selected papers]. (Advances in materials science and restoration. No. 2)
Y1 - 2007
SN - 978-3-931681-89-0
SP - 153
EP - 162
PB - Aedificatio Publ.
CY - Freiburg
ER -
TY - CHAP
A1 - Sedlacek, G.
A1 - Geßler, A.
A1 - Schleser, Markus
A1 - Mund, F.
A1 - Völling, B.
T1 - Verbindungen vorgefertigter Textilbetonbauteile
T2 - Textile reinforced structures : proceedings of the 2nd Colloquium on Textile Reinforced Structures (CTRS2), Dresden, Germany, 29.9. - 1.10.2003
Y1 - 2003
SN - 3-86005-386-8
SP - 481
EP - 493
PB - Techn. Univ.
CY - Dresden
ER -
TY - CHAP
A1 - Dilger, Klaus
A1 - Mund, Frank
A1 - Dilthey, Ulrich
A1 - Schleser, Markus
A1 - Raupach, Michael
A1 - Walk-Lauffer, Bernd
ED - Curbach, Manfred
T1 - Einsatz einer polymeren Phase zur Verbundverbesserung
T2 - Textile reinforced structures : proceedings of the 2nd Colloquium on Textile Reinforced Structures (CTRS2), Dresden, Germany, 29.9. - 1.10.2003
Y1 - 2003
SN - 3-86005-386-8
SP - 133
EP - 144
PB - Techn. Univ.
CY - Dresden
ER -
TY - CHAP
A1 - Reisgen, Uwe
A1 - Schoene, Jens
A1 - Schleser, Markus
A1 - Gries, Thomas
A1 - Glowania, Michael
T1 - Impregnated textile reinforcements for concrete applications
T2 - European Coatings Congress : Nürnberg, Germany, 30.3. - 1.4. 2009
Y1 - 2009
ER -
TY - CHAP
A1 - Dilthey, Ulrich
A1 - Schleser, Markus
A1 - Puterman, Moshe
T1 - Investigation and improvement of concrete reinforced with epoxy impregnated fabrics
T2 - Proceedings / 12th International Congress Polymers in Concrete, ICPIC 07, chuncheon, Korea, Sept. 26. - 28., 2007
Y1 - 2007
SN - 978-89-9600450-9
SP - 725
EP - 733
PB - Kangwoon National Univ.
CY - Chancheon
ER -
TY - CHAP
A1 - Gregorio, Fabrizio de
A1 - Fatigati, Giovanni
A1 - Kallweit, Stephan
T1 - Tiltrotor airframe flow field characterization by SPIV
T2 - 11th International Symposium on Partivle Image Velocimetry - PIV15 , Santa Barbara, California, Sept 14-16, 2015
Y1 - 2015
ER -
TY - JOUR
A1 - Fiedler, Gerda
A1 - Henn, Gudrun
A1 - Melcher, Karin
T1 - ANPAK - ein semesterbegleitender Anpassungskurs
JF - Zeitschrift für Hochschulentwicklung
N2 - In Folge mehrjähriger statistischer Untersuchungen an der FH Aachen ist unter anderem ein Eingangstest entstanden, der als Diagnosetool für einen erfolgreichen Studieneinstieg verwendet wird. Es hat sich herausgestellt, dass ein Testergebnis von weniger als 25 (von maximal 56 erreichbaren) Punkten die Chance auf einen erfolgreichen Studieneinstieg deutlich verringert. Ungefähr die Hälfte aller Erstsemester hat weniger als 25 Punkte im Eingangstest. Weniger als 20 % dieser Gruppe bestehen innerhalb eines Jahres die Klausur Mathematik 1. Die investierte Zeit von zwei Semestern ist mit Blick auf den Wissenszuwachs und damit letztendlich den Studienerfolg nicht effizient genutzt. Deshalb haben wir im WS 2013/14 einen semesterbegleitenden Anpassungskurs für diese Gruppe installiert. Ziel eines solchen Kurses ist es, die Student/innen innerhalb eines Jahres in die Lage zu versetzen, nach zwei Semestern problemlos den Vorlesungen in Mathematik zu folgen. Dieser Artikel beschreibt das Konzept dieses Anpassungskurses und zeigt erste Ergebnisse und Probleme des Pilotdurchgangs auf.
Y1 - 2014
SN - 2219-6994
VL - 9
IS - 4
SP - 85
EP - 100
PB - ÖGHD
CY - Wien
ER -
TY - CHAP
A1 - Nakagawa, Masaki
A1 - Michaux, Frank
A1 - Kallweit, Stephan
A1 - Maeda, Kazuhiro
T1 - Unsteady flow measurements in the wake behind a wind-tunnel car model by using high-speed planar PIV
T2 - 11TH International Symposium on Particle Image Velocimetry – PIV15 Santa Barbara, California, September 14-16, 2015
N2 - This study investigates unsteady characteristics of the wake behind a 28%-scale car model in a wind tunnel using highspeed planar particle image velocimetry (PIV). The car model is based on a hatchback passenger car that is known to have relatively high fluctuations in its aerodynamic loads. This study primarily focuses on the lateral motion of the flow on the horizontal plane to determine the effect of the flow motion on the straight-line stability and the initial steering response of the actual car on a track. This paper first compares the flow fields in the wake behind the above mentioned model obtained using conventional and high-speed planar PIV, with sampling frequencies of 8 Hz and 1 kHz, respectively. Large asymmetrically coherent flow structures, which fluctuate at frequencies below 2 Hz, are observed in the results of highspeed PIV measurements, whereas conventional PIV is unable to capture these features of the flow owing to aliasing. This flow pattern with a laterally swaying motion is represented by opposite signs of cross-correlation coefficients of streamwise velocity fluctuations for the two sides of the car model. Effects of two aerodynamic devices that are known to reduce the
fluctuation levels of the aerodynamic loads are then extensively investigated. The correlation analyses reveal that these devices indeed reduce the fluctuation levels of the flow and the correlation values around the rear combination-lamp, but it is found that the effects of these devices are different around the c-pillar.
Y1 - 2015
ER -
TY - JOUR
A1 - Luft, Angela
A1 - Bremen, Sebastian
A1 - Luft, Nils
T1 - A cost/benefit and flexibility evaluation framework for additive technologies in strategic factory planning
JF - Processes
N2 - There is a growing demand for more flexibility in manufacturing to counter the volatility and unpredictability of the markets and provide more individualization for customers. However, the design and implementation of flexibility within manufacturing systems are costly and only economically viable if applicable to actual demand fluctuations. To this end, companies are considering additive manufacturing (AM) to make production more flexible. This paper develops a conceptual model for the impact quantification of AM on volume and mix flexibility within production systems in the early stages of the factory-planning process. Together with the model, an application guideline is presented to help planners with the flexibility quantification and the factory design process. Following the development of the model and guideline, a case study is presented to indicate the potential impact additive technologies can have on manufacturing flexibility Within the case study, various scenarios with different production system configurations and production programs are analyzed, and the impact of the additive technologies on volume and mix flexibility is calculated. This work will allow factory planners to determine the potential impacts of AM on manufacturing flexibility in an early planning stage and design their production systems accordingly.
KW - additive manufacturing
KW - factory planning
KW - manufacturing flexibility
KW - volume flexibility
KW - mix flexibility
Y1 - 2023
U6 - https://doi.org/10.3390/pr11071968
SN - 2227-9717
VL - 11
IS - 7
PB - MDPI
CY - Basel
ER -
TY - CHAP
A1 - Ferrein, Alexander
A1 - Kallweit, Stephan
A1 - Scholl, Ingrid
A1 - Reichert, Walter
T1 - Learning to Program Mobile Robots in the ROS Summer School Series
T2 - Proceedings 6th International Conference on Robotics in Education (RiE 15)
N2 - The main objective of our ROS Summer School series is to introduce MA level students to program mobile robots with the Robot Operating System (ROS). ROS is a robot middleware that is used my many research institutions world-wide. Therefore, many state-of-the-art algorithms of mobile robotics are available in ROS and can be deployed very easily. As a basic robot platform we deploy a 1/10 RC cart that is wquipped with an Arduino micro-controller to control the servo motors, and an embedded PC that runs ROS. In two weeks, participants get to learn the basics of mobile robotics hands-on. We describe our teaching concepts and our curriculum and report on the learning success of our students.
Y1 - 2015
ER -
TY - CHAP
A1 - Bagheri, Mohsen
A1 - Schleupen, Josef
A1 - Dahmann, Peter
A1 - Kallweit, Stephan
T1 - Kletternde Wartungsplattform für die wetterunabhängige Instandhaltung von Rotorblättern an Windenergieanlagen - SMART
T2 - AKIDA 2016 Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung (AKIDA) am 15. und 16.11.2016, Technologiezentrum Aachen
N2 - In Deutschland liegt der Anteil der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung bei 13,3% mit mehr als 25.000 installierten Windenergieanlagen (WEA). Weltweit erfährt die Windbranche ein rasantes Wachstum. Indien und China berichten eine jährliche Wachstumsrate an Neuinstallationen von 45%. Die Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft ist noch vergleichsweise jung. Durch die weltweit steigende Anzahl an Windenergieanlagen wächst zunehmend der Bedarf an innovativen Wartungslösungen. Komponenten wie Generator oder Getriebe sind inzwischen weitestgehend ausgereift. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die wesentliche Kernkomponente - die Rotorblätter.
Industriekletterer inspizieren die Rotorblätter oder Türme i.d.R.
in einem zwei Jahres Rhythmus. Sie werden zunehmend durch Seilarbeitsbühnen unterstützt. Für größere Reparaturen kommen Kräne zum Einsatz, mit denen das Rotorblatt für die Instandhaltung demontiert wird. Die Standardinspektion besteht aus Sicht- und Klopfprüfung der Rotorblattoberfläche und ist nur bei sehr ruhiger Wetterlage durchführbar. Seit September 2014 wird das Forschungsprojekt SMART (Scanning, Monitoring, Analysis, Repair and Transportation), Entwicklung einer Wartungsplattform für WEA, vom BMWi gefördert. Das Konsortium besteht aus zwei Firmen und der
Fachhochschule Aachen. Die SMART-Anlage klettert reibschlüssig am Turm der WEA mittels speziellen Kettenfahrwerken (Abbildung) auf- und abwärts. Ein ringförmiges Spannsystems, basierend auf dem Konzept der „Nürnberger“-Schere, erzeugt die erforderliche Anpresskraft für den Kletterprozess. Wettergeschützte Arbeitskabinen ermöglichen die ganzjährige Instandhaltung von Rotorblättern und ebenso Türmen. Dadurch können Wartungsarbeiten auf 24 Stunden am Tag ausgeweitet werden. Der kombinierte Einsatz (Sensorfusion) bildgebender Messtechnik wie Thermografie, Ultraschall, und Terahertz in der Arbeitskabine kann die Dokumentation, Effizienz und Qualität der Instandhaltungsarbeiten erheblich verbessern. Langfristiges Ziel von SMART ist ein Condition Monitoring für Rotorblätter und Türme auf Basis digitalisierter dreidimensionaler Volumenscans. Der kooperative Einsatz mit UAVs erweitert die Instandhaltungsstrategie. UAVs ermöglichen die schnelle, kostengünstige globale optische Inspektion von Rotorblattoberflächen zur Detektion potentieller Fehlstellen. Der „Proof-of-Concept“ Meilenstein wurde mit der Demonstration eines funktionsfähigen Modells im Dezember 2015 erfolgreich abgeschlossen.
Y1 - 2016
ER -
TY - JOUR
A1 - Engemann, Heiko
A1 - Cönen, Patrick
A1 - Dawar, Harshal
A1 - Du, Shengzhi
A1 - Kallweit, Stephan
T1 - A robot-assisted large-scale inspection of wind turbine blades in manufacturing using an autonomous mobile manipulator
JF - Applied Sciences
N2 - Wind energy represents the dominant share of renewable energies. The rotor blades of a wind turbine are typically made from composite material, which withstands high forces during rotation. The huge dimensions of the rotor blades complicate the inspection processes in manufacturing. The automation of inspection processes has a great potential to increase the overall productivity and to create a consistent reliable database for each individual rotor blade. The focus of this paper is set on the process of rotor blade inspection automation by utilizing an autonomous mobile manipulator. The main innovations include a novel path planning strategy for zone-based navigation, which enables an intuitive right-hand or left-hand driving behavior in a shared human–robot workspace. In addition, we introduce a new method for surface orthogonal motion planning in connection with large-scale structures. An overall execution strategy controls the navigation and manipulation processes of the long-running inspection task. The implemented concepts are evaluated in simulation and applied in a real-use case including the tip of a rotor blade form.
KW - mobile manipulation
KW - large-scale inspection
KW - wind turbine production
KW - autonomous navigation
KW - surface-orthogonal path planning
Y1 - 2021
U6 - https://doi.org/10.3390/app11199271
SN - 2076-3417
N1 - Belongs to the Special Issue "Advances in Industrial Robotics and Intelligent Systems"
VL - 11
IS - 19
SP - 1
EP - 22
PB - MDPI
CY - Basel
ER -
TY - CHAP
A1 - Kallweit, Stephan
A1 - Schleupen, Josef
A1 - Dahmann, Peter
A1 - Bagheri, Mohsen
A1 - Engemann, Heiko
T1 - Entwicklung eines Kletterroboters zur Diagnose und Instandsetzung von Windenergieanlagen (SMART)
T2 - Automatisierung im Fokus von Industrie 4.0 : Tagungsband AALE 2016 ; 13. Fachkonferenz, Lübeck
Y1 - 2016
SN - 978-3-8356-7312-0
N1 - AALE-Konferenz <13., 2016, Lübeck>
SP - 207
EP - 212
PB - DIV Deutscher Industrieverlag GmbH
CY - München
ER -
TY - CHAP
A1 - Kallweit, Stephan
A1 - Ferrein, Alexander
A1 - Scholl, Ingrid
A1 - Reichert, Walter
T1 - Mobile Autonome Systeme in der Lehre, am Beispiel der ROS Summer School
T2 - Tagungsband AALE 2014 : das Forum für Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft ; 11. Fachkonferenz, Regensburg ; [11. Konferenz für Angewandte Automatisierungstechnik in Lehre und Entwicklung / Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg; VFAALE, Verein der Freunde und Förderer der Angewandten Automatisierungstechnik]
Y1 - 2014
SN - 978-3-8356-7142-3
N1 - Die Textverteilung der elektronischen Zweitveröffentlichung entspricht nicht der der o.g. Verlagsausgabe.
SP - 157
EP - 163
PB - Dt. Industrieverl.
CY - München
ER -
TY - JOUR
A1 - Pfaff, Raphael
A1 - Enning, Manfred
A1 - Sutter, Stefan
T1 - A risk‑based approach to automatic brake tests for rail freight service: incident analysis and realisation concept
JF - SN Applied Sciences
N2 - This study reviews the practice of brake tests in freight railways, which is time consuming and not suitable to detect certain failure types. Public incident reports are analysed to derive a reasonable brake test hardware and communication architecture, which aims to provide automatic brake tests at lower cost than current solutions. The proposed solutions relies exclusively on brake pipe and brake cylinder pressure sensors, a brake release position switch as well as radio communication via standard protocols. The approach is embedded in the Wagon 4.0 concept, which is a holistic approach to a smart freight wagon. The reduction of manual processes yields a strong incentive due to high savings in manual
labour and increased productivity.
KW - Freight rail
KW - Brake test
KW - Incident analysis
KW - Train composition
KW - Brake set-up
Y1 - 2022
U6 - https://doi.org/10.1007/s42452-022-05007-x
SN - 2523-3971
N1 - Corresponding author: Raphael Pfaff
VL - 4
IS - 4
SP - 1
EP - 14
PB - Springer
CY - Cham
ER -
TY - THES
A1 - Ferraioli, Luigi
T1 - Validierung einer Simulationsumgebung für Umfeldsensorik von Schienenfahrzeugen
N2 - Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der digitalen Nachbildung eines Testgeländes sowie eines Schienenfahrzeugs in der Simulationsumgebung Gazebo. Der Schwerpunkt liegt auf der präzisen Abbildung der Umfeldsensorik anhand eines realen Schienenfahrzeuges. Ziel ist die Erzeugung äquivalenter Messdaten der Simulationsumgebung und des realen Schienenfahrzeuges unter gleichen Einsatzbedingungen. Dazu werden unterschiedliche Verfahren eingesetzt, um die Parameter der einzelnen Sensorik so zu konfigurieren, dass die Messergebnisse mit den Messdaten der realen Sensorik konvergieren.
Die Ergebnisse der Messdaten zeigen, dass obwohl die Simulationsumgebung einige physikalische Materialeigenschaften nicht berücksichtigt, eine präzise Abbildung der Sensorik und geometrischen Strukturen des Testgeländes möglich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Kombination von Gazebo und ROS2 Integrationstests und die Entwicklung von Softwareanwendungen sowohl in der Simulation als auch auf dem realen Schienenfahrzeug. Eine realitätsnahe und reproduzierbare Auswertung der Sensormessdaten der Simulationsumgebung für Schienenfahrzeuge ist somit realisierbar.
Y1 - 2023
PB - FH Aachen
CY - Aachen
ER -
TY - THES
A1 - Nordmann, Alexander
T1 - Prozessüberwachung beim Werkzeugschleifen von WC-Co Hartmetallschaftfräsern
Y1 - 2022
PB - FH Aachen
CY - Aachen
ER -
TY - JOUR
A1 - Pfaff, Raphael
A1 - Babilon, Katharina
T1 - Railway Challenge - moderne Auflage der Rainhill Trials?
JF - ETR - Eisenbahntechnische Rundschau
N2 - Die IMechE Railway Challenge wird jährlich in Stapleford, Großbritannien ausgetragen. Im Rahmen der Challenge entwickeln und bauen Studierende eine Lokomotive und vergleichen sich in verschiedenen Disziplinen, darunter eine automatisierte Zielbremsung, optimale Energierückgewinnung beim Bremsen und minimale Geräuschemissionen. Neben diesen und weiteren technischen Wettbewerbsdisziplinen treten die Fahrzeuge und die Teams auch in nicht-technischen Disziplinen wie einer Business Case Challenge an.
Y1 - 2023
SN - 0013-2845
N1 - Homepageveröffentlichung unbefristet genehmigt für Fachhochschule Aachen / Rechte für einzelne Downloads und Ausdrucke für Besucher der Seiten genehmigt / © DVV Media Group GmbH
VL - 2023
IS - 4
SP - 55
EP - 58
PB - DVV Media Group
CY - Hamburg
ER -
TY - JOUR
A1 - Pfaff, Raphael
A1 - Gidaszewski, Lars
A1 - Schmidt, Bernd
T1 - Berücksichtigung von No Fault Found im Diagnose- und Instandhaltungssystem von Schienenfahrzeugen
JF - ETR - Eisenbahntechnische Rundschau
N2 - Intermittierende und nicht reproduzierbare Fehler, auch als No Fault Found bezeichnet, treten in praktisch allen Bereichen auf und sorgen für hohe Kosten. Diese sind häufig auf unpräzise Fehlerbeschreibungen zurückzuführen. Im vorliegenden Beitrag werden Anpassungen der Vorgehensweise bei der Entwicklung und Anpassungen des Diagnosesystems vorgeschlagen.
Y1 - 2020
SN - 0013-2845
IS - 5
SP - 56
EP - 59
PB - DVV Media Group
CY - Hamburg
ER -
TY - JOUR
A1 - Wingens, Niklas
A1 - May, Jörg
A1 - Pfaff, Raphael
T1 - Betrieblich-technische Innovationsansätze zur Bremsprobe nach einer Prozessänderung
JF - ETR - Eisenbahntechnische Rundschau
Y1 - 2019
SN - 0013-2845
IS - 5
PB - DVV Media Group
CY - Hamburg
ER -
TY - THES
A1 - Schnitzler, Nora
T1 - Identifikation und Bewertung geeigneter Mikrostrukturierungen zum Schutz von Biohybridbeschichtungen von Zahnimplantaten vor Abrasion beim Zähneputzen
N2 - Die Oberflächen dentaler Implantate sind definiert durch eine raue Oberfläche, um die Integration in den menschlichen Knochen zu optimieren. Entzündungen des umgebenden Zahnfleisches zählen dabei zu den häufigsten Komplikationen nach einer Implantation. Diese Entzündungen entstehen hauptsächlich durch bakterielle Infektionen des Weichgewebes an der Implantations-Stelle. Die raue Oberfläche trägt jedoch zu einer solchen Infektion bei. Da der Implantat-Kopf zum Teil aus dem Knochen herausragt, erfolgt beispielsweise beim Zähneputzen eine Freilegung der Implantat-Oberfläche. Die durch die Rauheit vergrößerte Oberfläche bietet dabei ideale Voraussetzungen für eine Bakterienansiedlung. In der aktuellen Forschung steht die Entwicklung einer Oberfläche im Vordergrund, die eine antibakterielle Funktionalisierung erzeugt. Diese verhindert die Bakterienansiedlung und wirkt einer Entzündung entgegen. Um die Beschichtung vor Verschleiß zu schützen und ihre Lebensdauer der antibakteriellen Wirkung zu erhöhen, ist es möglich die Oberfläche mit einer
Mikrostruktur zu versehen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Identifikation geeigneter Mikrostrukturierungen, die der antibakteriellen Beschichtung einen optimalen Schutz vor Verschleiß bieten. Am Beispiel von Titan-Zahnimplantaten wird der Schutz der aufgetragenen Biohybridbeschichtung gegen abrasiven Verschleiß untersucht. Im Vorfeld wird eine Analyse der fertigungstechnischen Möglichkeiten mit Blick auf dentale Implantate und Mikrostrukturen durchgeführt, um das ein passendes Verfahren zu identifizieren. Die Analogiebauteile als Probenkörper werden, mithilfe des zuvor ausgewählten Verfahrens, mit verschiedenen Mikrostrukturen versehen. Im Rahmen einer Versuchsdurchführung, die die mechanische Belastung bei einem Zahnputzdurchgang imitiert, werden die verschiedenen Mikrostrukturen auf ihre Eignung für diese Anwendung überprüft. Ein Vorversuch dient zur Identifizierung eines geeigneten Ankerpeptids, welches den bindenden Bestandteil der Biohybridbeschichtung darstellt. Aus
drei zuvor ausgewählten Ankerpeptiden wird das mit der besten Adhäsionsfähigkeit herausgestellt. Im finalen Versuchsdurchlauf wird das Ankerpeptid auf die Oberflächen, die mit den Mikrostrukturen versehen sind, aufgetragen. Dabei ist das Ziel eine Mikrostruktur
herauszustellen, die den höchstmöglichen Schutz bietet.
Durch eine Fluoreszenzprüfung mithilfe eines Flourescence Plate Readers wird jede Kombination nach den Belastungsversuchen auf den Restanteil der Beschichtung überprüft.
Das Ergebnis stellt eine Mikrostruktur dar, die den bestmöglichen Schutz bietet. Dies ist erkennbar durch den höchsten Anteil an Restbeschichtung. Eine Strukturierung mit sogenannten Micro-Grooves in Kombination mit dem MacHis-Ankerpeptid erzielte in der Analyse der Belastungssimulationen die besten Ergebnisse bezüglich des Schutzes der Beschichtung. Durch die Versuche bestätigte sich eine weitere
Annahme. Die Strukturierung der Oberfläche erzielt einen deutlich höheren Schutz im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfläche. Zudem hat sich herausgestellt, dass eine Beschichtung mit dem sogenannten PEO-Verfahren eine deutlich größere Adhäsion der
Biohybridbeschichtung erzielt. Dies wird jedoch Thema weiterführender Forschungen sein und kein Bestandteil der vorliegenden Arbeit.
Y1 - 2022
PB - FH Aachen
CY - Aachen
ER -
TY - THES
A1 - Vu, Tuan Dat
T1 - Objekterkennung und Schienenerkennung in der
Schienenfahrzeugtechnik
Y1 - 2022
PB - FH Aachen
CY - Aachen
ER -
TY - THES
A1 - Keller, Simon Mark
T1 - Risikoanalyse einer bordautonomen Schienenfahrzeugortung mittels GNSS
N2 - Bei Schienenfahrzeugen, die mit dem Zugsicherungssystem ETCS betrieben sind, wird die Odometrie durch eine diskrete Ortung mittels physischen Balisen zurückgesetzt.
Diese Arbeit befasst sich mit der Innovation von virtuellen Balisen. Virtuelle Balisen, können eingesetzt werden, um physische, im Gleisbett montierte Balisen zu ersetzen. Durch den Einsatz von virtuellen Balisen soll der Infrastrukturausbau von ETCS vorangetrieben werden, indem sie als virtuelle Komponente auf Schienenfahrzeugen eingesetzt werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Fragestellung beantwortet, ob eine bordautonome Zugortung mittels virtuellen Balisen in einem ausgewählten Szenario mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist? Das Szenario besteht aus einem Schienenfahrzeug, welches mit dem Zugsicherungssystem ETCS Level 2 auf einer eingleisigen Nebenstrecke betreiben wird. Hierzu werden zunächst die Grundlagen von ETCS und der satellitenbasierten Ortung erläutert. Des Weiteren werden die Grundlagen des CSM Prozesses und der expliziten Risikoabschätzung eingeführt.
Aufbauend auf diesen Grundlagen wird der CSM Prozess angewandt und dabei eine Systemdefinition mit den Schnittstellen des Systems zur Umwelt erstellt. Mit der Hazop-Methode werden die Gefährdungen der Schnittstellen erfasst und beurteilt. Die sicherheitsrelevanten Gefährdungen werden in einer FMEA bewertet. In der folgenden Diskussion werden sicherheitsrelevante Gefährdungen nochmals betrachtet.
Das Ergebnis der Arbeit ist, dass im ausgewählten Szenario, unter der Verwendung der CSM-Prozesse und der industriell anerkannten Methoden Hazop und FMEA, die Integration der Board-autonomen-Ortung mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist.
Y1 - 2022
PB - FH Aachen
CY - Aachen
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - Echtzeit-Ethernet mit Standardtechnik
JF - Elektronik : Fachmedium für industrielle Anwender und Entwickler ; Sonderh. Embedded : Fachmagazin für die Entwicklung von Embedded-Systemen
Y1 - 2014
SN - 0013-5658
VL - Bd. 63
IS - H. 12
SP - 28
EP - 32
PB - WEKA-Fachmedien
CY - Haar
ER -
TY - CHAP
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - Industrie 4.0 - warten bis die Revolution vorbei ist?
T2 - Automatisierung im Fokus von Industrie 4.0 : Tagungsband AALE 2016 ; 13. Fachkonferenz, Lübeck
Y1 - 2016
SN - 978-3-8356-7312-0
N1 - AALE-Konferenz <13., 2016, Lübeck>
SP - 127
EP - 136
PB - DIV Deutscher Industrieverlag GmbH
CY - München
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
A1 - Booke, Andreas
T1 - IoT von der Stange
JF - elektronik
N2 - Heute sollte am besten jedes Gerät in die große Rechnerwolke eingebettet werden. Doch so einfach ist das nicht, denn Cloud ist viel mehr als nur das Internet der Dinge. Als Anwender muss man sich also fragen, welche Dienste man möchte und welchem Anbieter man sein Vertrauen schenkt.
KW - Einbetten in das Internet der Dinge
Y1 - 2016
IS - 21 (2016)
SP - 30
EP - 37
PB - WEKA-Fachmedien
CY - München
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - Rapid Application Development
JF - Design & Elektronik
N2 - Das IoT ist ohne eingebettete Systeme undenkbar. Erst kleine und kleinste Mikrocontroller mit intelligenten Kommunikationsschnittstellen und Anbindung ans Internet ermöglichen sinnvolles und flächendeckendes Einsammeln von Daten. Doch wie kompliziert ist der Einstieg in die Embedded-Welt? Dieser Artikel gibt Einblick, wie die »Arduino-Plattform« die Einstiegshürden für eingebettete Systeme dramatisch reduzieren kann.
Y1 - 2016
SN - 0933-8667
IS - 4
SP - 8
EP - 11
PB - WEKA-Fachmedien
CY - München
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - Funkstandards für Sensornetzwerke
JF - Elektronik : Fachmedium für industrielle Anwender und Entwickler
Y1 - 2014
SN - 0013-5658
VL - Bd. 63
IS - H. 12
SP - 36
EP - 41
PB - WEKA-Fachmedien
CY - Haar
ER -
TY - CHAP
A1 - Huber, Max
A1 - Rau, Sebastian
A1 - Streblow, Rita
A1 - Wollert, Jörg F.
A1 - Müller, Dirk
T1 - Lüftungskanäle als Funkstrecke
T2 - Jahreskolloquium Kommunikation in der Automation (KommA 2014) : Lemgo, 18.11.2014 / Jürgen Jasperneite ... (Hrsg.)
Y1 - 2014
SN - 978-3-9814062-4-5
SP - 1
EP - 8
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - Echtzeit-Ethernet : Protokoll-Reigen
JF - Elektronik : Fachmedium für industrielle Anwender und Entwickler
Y1 - 2014
SN - 0013-5658
VL - Bd. 63
IS - H. 26
SP - 24
EP - 31
PB - WEKA-Fachmedien
CY - Haar
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - OS-Funktionalität ohne OS für das IoT
JF - Design & Elektronik
N2 - Low-end-Embedded-Plattformen stellen eine hohe Anforderung an die Entscheidungsfähigkeit des Entwicklers: Zum nächstgrößeren Prozessor greifen und ein Betriebssystem benutzen oder doch besser auf das Betriebssystem verzichten? Die Frage lässt sich einfach beantworten: Einen Nanokernel verwenden und das Embedded-System mit einem minimalen Footprint realisieren. Adam Dunkels Protothreads sind eine ausgesprochen effiziente Art, Mikrocontroller gut strukturiert zu programmieren und gleichzeitig auf Overhead zu verzichten. So können auch mit kleinen 8-bit-Prozessoren anspruchsvolle Aufgaben in einem Thread-Modell bearbeitet werden. Man muss also nicht immer das Rad neu erfinden oder gleich auf Linux-basierte Systeme zurückgreifen.
KW - Designpraxis
KW - Minimal-Ansatz für Embedded-Systeme
Y1 - 2016
SN - 0933-8667
IS - 11
SP - 85
EP - 90
PB - WEKA-Fachmedien
CY - München
ER -
TY - JOUR
A1 - Wollert, Jörg F.
T1 - IO-Link – für smarte Sensoren
JF - elektroniknet.de
Y1 - 2015
ER -