TY - JOUR A1 - Schwarz, Alexander A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Schleser, Markus A1 - Popoola, Patricia T1 - New Welding Joint Geometries Manufactured by Powder Bed Fusion from 316L JF - Materials Performance and Characterization 8 Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1520/MPC20180096 SN - 2379-1365 IS - in press ER - TY - JOUR A1 - Cosma, Cosmin A1 - Kessler, Julia A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Campbell, Ian A1 - Balc, Nicolae T1 - Improving the Mechanical Strength of Dental Applications and Lattice Structures SLM Processed JF - Materials N2 - To manufacture custom medical parts or scaffolds with reduced defects and high mechanical characteristics, new research on optimizing the selective laser melting (SLM) parameters are needed. In this work, a biocompatible powder, 316L stainless steel, is characterized to understand the particle size, distribution, shape and flowability. Examination revealed that the 316L particles are smooth, nearly spherical, their mean diameter is 39.09 μm and just 10% of them hold a diameter less than 21.18 μm. SLM parameters under consideration include laser power up to 200 W, 250–1500 mm/s scanning speed, 80 μm hatch spacing, 35 μm layer thickness and a preheated platform. The effect of these on processability is evaluated. More than 100 samples are SLM-manufactured with different process parameters. The tensile results show that is possible to raise the ultimate tensile strength up to 840 MPa, adapting the SLM parameters for a stable processability, avoiding the technological defects caused by residual stress. Correlating with other recent studies on SLM technology, the tensile strength is 20% improved. To validate the SLM parameters and conditions established, complex bioengineering applications such as dental bridges and macro-porous grafts are SLM-processed, demonstrating the potential to manufacture medical products with increased mechanical resistance made of 316L. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/ma13040905 SN - 1996-1944 VL - 13 IS - 4 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Wollert, Jörg T1 - Generische IoT Adapter für semantische Maschinenschnittstellen T2 - Internet of Things – vom Sensor bis zur Cloud Y1 - 2018 SP - 1 EP - 5 ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Lai, Chow Yin A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Wollert, Jörg T1 - Integration von VR und AR in Produktlebenszyklen - Eine Übersicht über die Nutzung virtueller Technologien im industriellen Umfeld T2 - Automation 2019 Y1 - 2019 N1 - Project Industrie 4.0 Model Factory at FH Aachen SP - 1 EP - 12 ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Lai, Chow Yin A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Wollert, Jörg T1 - Generic integration of VR and AR in product lifecycles based on CAD models T2 - Proceedings of The 23rd World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics: WMSCI 2019 Y1 - 2019 ER - TY - JOUR A1 - Wilbring, Daniela A1 - Enning, Manfred A1 - Pfaff, Raphael A1 - Schmidt, Bernd T1 - Neue Perspektiven für die Bahn in der Produktions- und Distributionslogistik durch Prozessautomation JF - ETR - Eisenbahntechnische Rundschau Y1 - 2020 SN - 0013-2845 VL - 69 IS - 3 SP - 15 EP - 19 ER - TY - CHAP A1 - Gerhards, Benjamin A1 - Schleser, Markus A1 - Otten,, Christian A1 - Schwarz, Alexander A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Innovative Laser Beam Joining Technology for Additive Manufactured Parts T2 - Conference Proceedings 72nd IIW Annual Assembly and International Conference, 7-12 July 2019, Bratislava Y1 - 2019 SP - 1 EP - 8 ER - TY - CHAP A1 - Gerhards, Benjamin A1 - Schleser, Markus A1 - Otten, Christian T1 - Advancements of mobile vacuum laser welding for industrial thick sheet applications T2 - Conference Proceedings 72nd IIW Annual Assembly and International Conference, 7-12 July 2019, Bratislava Y1 - 2019 SP - 1 EP - 8 ER - TY - CHAP A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Lai, Chow Yin A1 - Wollert, Jörg T1 - Microservice Architecture for Automation - Realization by the example of a model-factory’s manufacturing execution system T2 - Proceedings of the 23rd World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics: WMSCI 2019 Y1 - 2019 SP - 33 EP - 37 ER - TY - JOUR A1 - Thomas, Axel T1 - Die Wiederbelebung der Mitarbeiterwohnungsidee bei kommunalen Unternehmen JF - VM Verwaltung und Management Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.5771/0947-9856-2019-6-286 SN - 0947-9856 VL - 25 IS - 6 SP - 286 EP - 291 PB - Nomos-Verl.-Ges. CY - Baden-Baden ER - TY - JOUR A1 - Engeln-Müllges, Gisela T1 - Entartungsbedingungen für Gleitflächennomogramme und Nomographierbarkeitsbedingungen für Fluchtebenennomogramme JF - ZAMM ‐ Journal of Applied Mathematics and Mechanics / Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik Y1 - 1982 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/zamm.19820620203 SN - 1521-4001 VL - 62 IS - 2 SP - 77 EP - 93 ER - TY - CHAP A1 - Engemann, Heiko A1 - Du, Shengzhi A1 - Kallweit, Stephan A1 - Ning, Chuanfang A1 - Anwar, Saqib T1 - AutoSynPose: Automatic Generation of Synthetic Datasets for 6D Object Pose Estimation T2 - Machine Learning and Artificial Intelligence. Proceedings of MLIS 2020 N2 - We present an automated pipeline for the generation of synthetic datasets for six-dimension (6D) object pose estimation. Therefore, a completely automated generation process based on predefined settings is developed, which enables the user to create large datasets with a minimum of interaction and which is feasible for applications with a high object variance. The pipeline is based on the Unreal 4 (UE4) game engine and provides a high variation for domain randomization, such as object appearance, ambient lighting, camera-object transformation and distractor density. In addition to the object pose and bounding box, the metadata includes all randomization parameters, which enables further studies on randomization parameter tuning. The developed workflow is adaptable to other 3D objects and UE4 environments. An exemplary dataset is provided including five objects of the Yale-CMU-Berkeley (YCB) object set. The datasets consist of 6 million subsegments using 97 rendering locations in 12 different UE4 environments. Each dataset subsegment includes one RGB image, one depth image and one class segmentation image at pixel-level. Y1 - 2020 SN - 978-1-64368-137-5 U6 - http://dx.doi.org/10.3233/FAIA200770 N1 - Frontiers in Artificial Intelligence and Applications. Vol 332 SP - 89 EP - 97 PB - IOS Press CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Engemann, Heiko A1 - Du, Shengzhi A1 - Kallweit, Stephan A1 - Cönen, Patrick A1 - Dawar, Harshal T1 - OMNIVIL - an autonomous mobile manipulator for flexible production JF - Sensors Y1 - 2020 SN - 1424-8220 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/s20247249 N1 - Special issue: Sensor Networks Applications in Robotics and Mobile Systems VL - 20 IS - 24, art. no. 7249 SP - 1 EP - 30 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg T1 - Gamified Virtual Reality Training Environment for the Manufacturing Industry Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/ME49197.2020.9286661 SP - 1 EP - 6 ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg T1 - Simulation und Verifikation komplexer Handarbeitsprozesse durch die Kombination von Virtual Reality und Augmented Reality im Single-Piece-Workflow T2 - AALE 2020, 17. Fachkonferenz Angewandte Automatisierungstechnik in Lehre und Entwicklung, Automatisierung und Mensch-Technik-Interaktion, Leipzig, DE, 4.-6.3.2020 Y1 - 2020 SN - 978-3-8007-5180-8 SP - 1 EP - 4 ER - TY - BOOK A1 - Schmidt, Bernd T1 - Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik für Ingenieure der Schienenfahrzeugtechnik und anderer Fachrichtungen : neu mit neuem SI-System und weiteren Inhalten für Mechantroniker KW - Elektrotechnik KW - Elektronik Y1 - 2019 SN - 978-3-944131-04-7 PB - B. Schmidt, Fachverlag für Elektro- und Informationstechnik CY - Bielefeld ET - 3. vollständig überarbeitete Auflage ER - TY - CHAP A1 - Schmidt, Thomas A1 - Kasch, Susanne A1 - Eichler, Fabian A1 - Thurn, Laura T1 - Process strategies on laser-based melting of glass powder T2 - Lasers in Manufacturing Conference 2021 N2 - This paper presents the laser-based powder bed fusion (L-PBF) using various glass powders (borosilicate and quartz glass). Compared to metals, these require adapted process strategies. First, the glass powders were characterized with regard to their material properties and their processability in the powder bed. This was followed by investigations of the melting behavior of the glass powders with different laser wavelengths (10.6 µm, 1070 nm). In particular, the experimental setup of a CO2 laser was adapted for the processing of glass powder. An experimental setup with integrated coaxial temperature measurement/control and an inductively heatable build platform was created. This allowed the L-PBF process to be carried out at the transformation temperature of the glasses. Furthermore, the component’s material quality was analyzed on three-dimensional test specimen with regard to porosity, roughness, density and geometrical accuracy in order to evaluate the developed L-PBF parameters and to open up possible applications. KW - 3D-printing KW - glass KW - additive manufactureing KW - laser based powder fusion Y1 - 2021 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 - http://dx.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 - 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 - JOUR A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg T1 - Gamification of virtual reality assembly training: Effects of a combined point and level system on motivation and training results JF - International Journal of Human-Computer Studies N2 - Virtual Reality (VR) offers novel possibilities for remote training regardless of the availability of the actual equipment, the presence of specialists, and the training locations. Research shows that training environments that adapt to users' preferences and performance can promote more effective learning. However, the observed results can hardly be traced back to specific adaptive measures but the whole new training approach. This study analyzes the effects of a combined point and leveling VR-based gamification system on assembly training targeting specific training outcomes and users' motivations. The Gamified-VR-Group with 26 subjects received the gamified training, and the Non-Gamified-VR-Group with 27 subjects received the alternative without gamified elements. Both groups conducted their VR training at least three times before assembling the actual structure. The study found that a level system that gradually increases the difficulty and error probability in VR can significantly lower real-world error rates, self-corrections, and support usages. According to our study, a high error occurrence at the highest training level reduced the Gamified-VR-Group's feeling of competence compared to the Non-Gamified-VR-Group, but at the same time also led to lower error probabilities in real-life. It is concluded that a level system with a variable task difficulty should be combined with carefully balanced positive and negative feedback messages. This way, better learning results, and an improved self-evaluation can be achieved while not causing significant impacts on the participants' feeling of competence. KW - Gamification KW - Virtual reality KW - Assembly KW - User study KW - Level system Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhcs.2022.102854 SN - 1071-5819 VL - 165 IS - Art. No. 102854 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -