LEHRSTUHL

METALLISCHE WERKSTOFFE

Das Ziel ist die Entwicklung eines Fräswerkzeugs, das während der Bearbeitung die Wandstärke von Aluminiumblechen ermittelt und auf dieser Basis die Bearbeitungsparameter regelt.
Durch die Integration eines Wanddickenmesssensors in das rotierende Fräswerkzeug soll synchron das Aluminiumblech gefräst werden sowie "online" die Restwandstärke gemessen werden. Für den Fall, dass die Bearbeitung die Toleranzgrenzen zu verlassen droht, wird ein Signal an die Werkzeugmaschinensteuerung zur Korrektur der Z-Achsposition gegeben. So ist zu jeder Zeit sichergestellt, dass das Bauteil auf Sollmaß gefräst ist. Es sind keine nachgelagerten Messarbeiten nötig, so dass sowohl die Bearbeitungszeit des Aluminiumblechs deutlich reduziert und als auch Ausschuss vermieden werden kann.

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Bei der Fertigung von Wagenkästen für den Schienenfahrzeugbau, vom Hochgeschwindig­keits­zug im Fernverkehr bis zu S- und U-Bahnen im Nahverkehr, hat es in den letzten Jahren erhebliche Verände­run­gen in den Konstruk­tio­nen, in den eingesetzten Werkstoffen und daraus resultierend auch bei den zum Zusammenbau eingesetzten Füge­verfahren gegeben. Das Ziel dabei besteht darin, das Gewicht der Wagenkästen zu verringern und gleichzeitig die Qualität zu erhöhen.
Zunehmend werden deshalb innovative, hochqualitative, energieeffiziente und schnelle Schweiß­verfahren eingesetzt. Hierzu gehören zunehmend das Laser­strahl- und das Plasma­schwei­ßen, wo­durch sich die Anforderungen an die Schweißanlagen in Bezug auf die Genauigkeit der Prozess­füh­rung und an die integrierte Mess- und Steuerungstechnik gravierend erhöhen. Erst der Einsatz dieser Schweißverfahren ermöglicht auch Verbin­dungen der Blechstrukturen im Stumpfstoß ohne Überlap­pung, die mit dem Laserstrahlschweißen ohne Zusatz­werkstoff verschweißt werden können.
Um diese Schweißprozesse auch unter diesen Voraussetzungen automatisiert einsetzen zu können, ist eine exakte Verfolgung der Schweißnaht mit einer Genauigkeit von wenigen Zehntelmillimetern not­wendig. Da die Bleche aber beim Stumpfstoß versatzfrei und ohne einen erkennbaren Höhenversatz zu verschweißen sind, können die bisher eingesetzten Lichtschnittsensoren einen Nahtverlauf nicht erkennen.
Das Ziel besteht in der Entwicklung alternativer Sensoren zur Nahtverfolgung.

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Mit Hilfe des Wirbelstromverfahrens werden leitfähige Schichten auf leitfähigem Substrat analysiert. Im Mittelpunkt stehen dabei die Dicke der Schicht und eventuell vorhandene Anomalien. Besonderer Wert wird auf die automatische Auswertung der Messdaten gelegt.

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Teil des DFG-Paketantrages Integrierte Bauteilüberwachung in Faserverbunden durch Analyse von Lambwellen nach deren gezielter Anregung durch piezokeramische Flächenaktuatoren.
Mit dem Ziel der quantitativen Beschreibung der Ausbreitungs- und Wechselwirkungsphänomene von Lambwellen in Faserverbunden werden experimentelle Untersuchungen an modellhaften CFK-Proben vorgenommen. Damit leistet das Teilprojekt einen Beitrag zur Aufklärung dieser Phänomene.
Für die Untersuchungen werden Lambwellen mit applizierten piezokeramischen Folien (Flächenaktuatoren) angeregt und die Normalkomponente der Oberflächenverschiebung mittels Scanning Laser Vibrometer ortsabhängig aufgezeichnet. Die visuellen Darstellungen der Wellenausbreitung (Kartografierungen) und die daraus abgeleiteten Charakteristika bilden eine Grundlage der Entwicklung theoretischer Modelle der Wellenausbreitung und -wechselwirkung. Einerseits liefert sie fundamentale Eingangsgrößen und anderseits dienen sie der Modellverifikation und -präzisierung.

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Aluminiumguss kann Poren aufweisen, die im Bauteileinsatz oder bei nachfolgenden Bearbeitungen zu Problemen führen. Es werden Erkenntnisse zur Nachweisbarkeit dieser Fehlstellen mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren gewonnen.

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Teil des DFG-Paketantrages Integrierte Bauteilüberwachung in Faserverbunden durch Analyse von Lambwellen nach deren gezielter Anregung durch piezokeramische Flächenaktuatoren.
Mit dem Ziel der quantitativen Beschreibung der Ausbreitungs- und Wechselwirkungsphänomene von Lambwellen in Faserverbunden werden experimentelle Untersuchungen an modellhaften CFK-Proben vorgenommen. Damit leistet das Teilprojekt einen Beitrag zur Aufklärung dieser Phänomene.
Für die Untersuchungen werden Lambwellen mit applizierten piezokeramischen Folien (Flächenaktuatoren) angeregt und die Normalkomponente der Oberflächenverschiebung mittels Scanning Laser Vibrometer ortsabhängig aufgezeichnet. Die visuellen Darstellungen der Wellenausbreitung (Kartografierungen) und die daraus abgeleiteten Charakteristika bilden eine Grundlage der Entwicklung theoretischer Modelle der Wellenausbreitung und -wechselwirkung. Einerseits liefert sie fundamentale Eingangsgrößen und anderseits dienen sie der Modellverifikation und -präzisierung.

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Aluminiumguss kann Poren aufweisen, die im Bauteileinsatz oder bei nachfolgenden Bearbeitungen zu Problemen führen. Es werden Erkenntnisse zur Nachweisbarkeit dieser Fehlstellen mit Hilfe des Wirbelstromverfahrens gewonnen.

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In Aluminiumlegierungen für Kolben von Verbrennungsmotoren sind kleinste unter der Oberfläche liegende Hohlräume bzw. Oxide zerstörungsfrei nachzuweisen. Dazu wird die Eignung des Wirbelstromverfahrens untersucht. Neue Erkenntnisse werden zur Sensorauslegung und zu den Prüfparametern erwartet.

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Beim Verpressen von kleinen Stahlkugeln zur Abdichtung druckführender Systeme können Risse in den Kugeln entstehen und die dauerhafte Dichtheit infrage stellen. Es wird geklärt, welches zerstörungsfreie Prüfverfahren geeignet ist, rissbehaftete Kugeln im verpressten Zustand zu detektieren.

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Precision Cast - Komplettlösungen für extrem gewichtsreduzierte, hochintegrative und stark beanspruchte Gusskomponenten, die den gesamten Gießereiprozess abbilden

Vision des Wachstumskerns ist, Precision Cast langfristig zum Technologieführer bei der Produkt-/Prozessentwicklung und zum Marktführer bei der Fertigung hochwertiger, serienreifer Gussteile zu entwickeln. Gemeinsam soll eine weltmarktfähige Umsetzung internationaler Produktanfragen zu Gussteilen auf einem völlig neuen Fertigungsniveau und unter Einsatz optimaler Fertigungsmittel und -methoden realisiert werden. Basierend auf den Potenzialen des Bündnisses und den Gegebenheiten des Marktes werden langfristig neben erheblichen Umsatzzuwächsen innerhalb des Wachstumskerns auch positive Effekte für die Region Leipzig, insbesondere ein Wachstum bei Zulieferern und Bearbeitern sowie ein weiterer Imagegewinn erwartet.

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Den hohen Anforderung an die Werkstoffintegrität im Randschichtbereich von Aluminium-Strukturbauteilen wird gegenwärtig dadurch Rechnung getragen, dass eine visuelle und/oder penetrative Oberflächenprüfung vorgenommen wird, die jedoch nur offene Fehlstellen zur Anzeige bringt. Noch immer liegen der Prüfakt und die Bewertung der Anzeigen beim Menschen, dessen Subjektivität ein wesentlicher Unsicherheitsfaktor ist. Im Rahmen des Projektes sollen neue Verfahren entwickelt werden, deren Potenzial in der vollautomatischen Prüfung und Bewertung von Randschichten komplexer Geometrien bei gleichzeitig geringeren Kosten als heute besteht.

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Entwicklung von Methoden zur Prozesssteuerung mit Hilfe zerstörungsfrei zugänglicher Prozess- und Werkstückparameter. Beitrag der Universität Magdeburg: Entwicklung hochauflösender Wirbelstrom-Mehrfrequenzverfahren zur Detektion und Charakterisierung von Anomalien im oberflächennahen Bereich rotierender Bauteile aus Titan- und Nickelbasislegierungen.

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Entwicklung von Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung des Umformgrades im Bodenbereich und zum Rissnachweis im Halsbereich von Clinchverbindungen. Dabei steht die Untersuchung der Eignung von Ultraschall- und Wirbelstromverfahren im Mittelpunkt. Auf der Basis der Ergebnisse des Projektes soll ein marktfähiges Prüfgerät entstehen.

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Abbildende Wirbelstromprüfung mit schnellem Handscanner

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Entwicklung, Herstellung, Eigenschaftscharakterisierung adaptiver Werkstoffsysteme auf der Basis von Kohlenstofffaserverbunden mit integrierter Piezokeramik.

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Entwicklung und Optimierung von Verfahren der zerstörungsfreien Materialcharakterisierung wie Durchstrahlung, Ultraschallprüfung, Thermografie, Wirbelstromprüfung und Materialografie zur Optimierung des Intergrationsprozesses von Keramikfolien in Kohlenstofffaserverbunde.

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Zur Prüfung von Elektronenstrahlschweißnähten in dickwandigen Kupferbehältern wird ein Wirbelstromverfahren entwickelt, dass Poren bis in eine Tiefe von 4 mm detektiert und charakterisiert.

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Theoretische und experimentelle Aufklärung der Wirbelstromausbreitung in interkristallin korrodierten oberflächennahen Bereichen - Grundlage eines neuen zerstörungsfreien Diagnoseverfahrens.

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Optimierung des Sensordesigns mit Hilfe der Volumenintegralmethode

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