620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Das Selektive Laserschmelzen setzt sich in neuen Anwendungsgebieten durch und gewinnt stetig an Bedeutung. Da für das Selektive Laserschmelzen von Kupfer bisher keine Studien existieren, bei denen Laserleistungen von weniger als 195 Watt genutzt wurden, wird in dieser Arbeit eine Machbarkeitsstudie an einer Anlage mit einem Laser von 100 Watt Leistung durchgeführt.
Ziel dieser Arbeit ist es herauszufinden, ob trotz der niedrigeren Laserleistung ähnliche Ergebnisse erzielt werden können, wie in vorangegangenen Studien. Hierbei wird durch experimentelle Versuche festgestellt, dass eine sehr geringe Reproduzierbarkeit der Bauteileigenschaften möglich ist. Es werden die Eigenschaften der Probekörper der vorangegangenen Studien für einzelne Probekörper erzielt, allerdings ist eine Reproduzierbarkeit dieser Ergebnisse selbst bei Benutzung gleicher Parameter nicht gegeben.
Im Rahmen der Arbeit wurde mittels der Microsoft .NET-Entwicklungsplattform die Anwendung "Visual SOM Studio" entwickelt. Es handelt sich dabei um ein Projektierungswerkzeug, mit dem Objektkonfigurationen auf Grundlage des SOM ("substation object model")- Schnittstellenmodells erstellt werden können. Durch die Unterstützung des SOM-Schnittstellenmodells ist Visual SOM Studio in der Lage, Objektkonfigurationen nach IEC 61850 Teil 7 für Stationsleitsysteme zu erzeugen. Des weiteren wird die Protokollebene der Kommunikation zwischen Objekten über das .NET-Remotingframework beleuchtet, um das Kommunikationsverhalten von Serverobjekten des SOM-Schnittstellenmodells zu verdeutlichen.
Die Arbeit stellt aufbauend auf den Grundlagen von Microsoft's .NET-Technologie die Implementierung einer Client/Server-Anwendung innerhalb einer verteilten Architektur vor, die mittels einer speziellen Schnittstellendefinition konform zur Stationsleittechniknorm IEC 61850 ist. Es werden ausgewählte Funktionsknoten beispielhaft dargestellt und ihre Client/Serverkommunikation mittels des .NET-Remotingframeworks beschrieben.
Die vorliegende Diplomarbeit wurde im Rahmen des Abschlusses des Diplom-Studienganges Maschinenbau an der Fachhochschule Dortmund bei der Firma Purem Abgassysteme GmbH & Co. KG in Unna angefertigt. Ziel dieser Arbeit ist die Dokumentation der Konstruktion, des Aufbaus sowie der Inbetriebnahme eines Prüfstandes für Dosiersysteme, welche zentrale Bauteile der von der Firma Purem gefertigten Abgassysteme für Lastkraft-fahrzeug Dieselmotoren darstellen. Neben einer Vorstellung heute üblicher Methoden zur Schadstoffminimierung im Abgas sollen die Inbetriebnahme und eine begleitende Fehler-Möglichkeits- und Einfluss- Analyse (FMEA) die zentralen Schwerpunkte der Arbeit bilden. Die Bereiche der Konstruktion und des Aufbaus werden einen stärkeren Zeichnungs- und Bilder-Charakter haben als die beiden Themenschwerpunkte.
In this thesis, the radiation sensitivity of the novel Cologne Chip GateMate A1 field-programmable gate array (FPGA) is evaluated. An initial introduction of radiation mechanisms and their effects on electronics is given, followed by a brief overview of radiation test standards. The common elements present in FPGAs are discussed, which is followed by details of the GateMate FPGA device and a description of the software design flow. Afterwards, the development of a purpose-built printed circuit board (PCB) for radiation tests with the GateMate FPGA is detailed.
Four components of the GateMate have been tested during three radiation campaigns, as well as a benchmark circuit to compare the radiation performance of the GateMate with other FPGAs tested at the European Organization for Nuclear Research (CERN). The test architecture consists of the device under test (DUT) FPGA and a TESTER FPGA whose task is to provide inputs to the DUT and record its response. The DUT and TESTER designs developed for all tests are discussed in detail. Finally, the results obtained during the irradiation campaigns are presented, showing that the GateMate FPGA performs similarly to other FPGAs using the same process technology. Only the benchmark test was not finalized, as implementation problems prevented its completion in the given time frame. The thesis concludes with a comprehensive summary and outlook.
Bedingt durch die zunehmende Bedeutung des Selektiven Laserschmelzens wird innerhalb des Fachbereichs Maschinebau der FH Dortmund an der Weiterentwicklung und Lehre des Selektiven Metall-Laserschmelzens gearbeitet.
Zum Erreichen eines tieferen Prozessverständnisses sowie einer effizienteren Parametrisierung werden in der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Bauteileigenschaften untersucht. Dabei wurde im Rahmen experimenteller Versuche kein signifikanter Unterschied zwischen neuem und aufbereitetem Ausgangsmaterial (1.4404 Pulver) detektiert. Durch die Analyse der vorhandenen Parametersätze wurden die Haupteinflussfaktoren für die Bauteileigenschaften identifiziert. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang zwischen Energieeintrag und Schmelzspurbreite sowie die Korrelation zwischen Energieeintrag und Gefügedichte bestätigt.
Die vorliegende Masterthesis behandelt die Prozess- und Kristallstruktursimulation Selektiv
Lasergeschmolzener CuSn10 Bauteile mit Ansys. Zunächst wurde das Ausgangspulver
untersucht und auf der vorhandenen Fertigungsanlage parametrisiert. Mit dem erstellten
Parametersatz wurden Werkstoffproben gefertigt und untersucht, um zusammen mit
Literaturwerten ein Werkstoffmodell für die Simulationen aufbauen zu können. Anschließend
wurde ein thermisch-mechanisches Modell zur Prozesssimulation in Ansys aufgebaut und
anhand gefertigter Bauteile kalibriert. Es gelang, damit die Eigenspannungen in einem Bauteil
vorherzusagen, welches zuvor gefertigt und mittels Bohrlochmethode untersucht wurde. Eine
weitere Validierung scheiterte aufgrund der gewählten Geometrie des Validierungsbauteiles .
Die Kristallstruktur konnte mit einem in Ansys hinterlegten Werkstoffmodel für einen 1.4404
simuliert und mit vorhandenen Werten überprüft werden. Mit dem erstellten Werkstoffmodell
wurde die Kristallstruktur für CuSn10 vorhergesagt, jedoch im Rahmen dieser Arbeit nicht
validiert. Abschließend wird eine Empfehlung für das weitere Vorgehen gegeben.