TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Zipf, Matthias A1 - Stark, Thomas A1 - Knopp, Kevin A1 - Zänglein, Marc A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Schmidt, Franz A1 - Brunner, Martin A1 - Müller, Michael T1 - Experimental set-up for dynamic material investigation at high temperatures T2 - Sensors and Measuring Systems; 19th ITG/GMA-Symposium N2 - Energy efficiency and operation safety in energy conversion, process technology, and aerospace engineering requires advanced material investigation, in particular at high temperatures to characterize the materials and components. Additionally, modern additive manufacturing methods, in particular the 3D metal laser printer requires a detailed control of the melting temperature. Many applications are based on a layered structures, e.g. thermal barrier coatings in gas turbines. Also components manufactured by additive manufacturing pose a layered structure. In these structures the mechanical contact between the layers and to the substrate is of high interest. Besides, the complete characterisation of the additive manufactured component is important for its later application. To cope with these new demands, the University of Applied Sciences Wuerzburg - Schweinfurt (FHWS) and the Bavarian Center for Applied … Y1 - 2018 UR - https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8436229 SN - 978-3-8007-4683-5 SP - 516 EP - 519 PB - VDE Verlag ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Schmidt, Franz A1 - Brunner, Martin T1 - Optische Sensorik für die additive Fertigung T2 - Sensoren und Messsysteme 2019 Y1 - 2019 CY - Nürnberg ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Knopp, Kevin A1 - Zänglein, Marc T1 - Hochtemperaturmessung und Materialuntersuchung für Energietechnik und additive Fertigungsverfahren BT - Werkstoffwoche 2017 Y1 - 2017 CY - Dresden ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Ebert, Hans-Peter A1 - Knopp, Kevin A1 - Shandy, Amir T1 - Non-contact detection of the adhesive properties of ceramic coatings for high temperature applications using infrared thermography; Transactions BT - Transactions Y1 - 2022 PB - SMiRT-26 CY - Berlin/Potsdam ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Müller, Michael A1 - Ebert, Hans-Peter A1 - Möller, F. A1 - Krüger, U. A1 - Schmidt, Franz A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Zänglein, Marc T1 - Einsatz von Thermografiegeräten zur berührungslosen Detektion der Haftungseigenschaften an keramischen Wärmedämmschichten BT - Temperatur 2020 Y1 - 2020 CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Ebert, Hans-Peter A1 - Müller, Michael A1 - Möller, F. A1 - Krüger, U. A1 - Schmidt, F. A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Zänglein, Marc A1 - Ochs, Dennis A1 - Shandy, Amir T1 - Non-contact detection of the adhesion properties of ceramic based thermal barrier coatings by determining the surface temperatures using thermography BT - ECTP 2020 Y1 - 2020 CY - Venedig (Italien) ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Hay, B. A1 - Fleurence, N. A1 - Razouk, R. A1 - Anhalt, Klaus A1 - Sarge, S. A1 - Wu, J. A1 - Milosevic, N. A1 - Cataldi, M. A1 - Lorrette, C. A1 - Knopp, Kevin A1 - Boboridiss, K. A1 - Manara, Jochen A1 - Vidi, Stephan A1 - Pichler, P. A1 - Denner, T. T1 - Metrological facilities for thermophysical properties measurements at very high temperature BT - MSE 2020 Y1 - 2020 CY - Darmstadt ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Brunner, Martin T1 - Optische Sensorik für die additive Fertigung T2 - 4SMARTS 2019 Y1 - 2019 SN - 978-3-8440-6425-4 SP - 105 EP - 116 ER - TY - GEN A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Brunner, Martin A1 - Müller, Michael T1 - Messsystem für dynamische Materialuntersuchung bei hohen Temperaturen BT - Sensoren und Messsysteme 2018 (Poster) Y1 - 2018 CY - Nürnberg ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Zänglein, Marc A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan A1 - Manara, Jochen T1 - Experimentierplattform für dynamische Materialuntersuchung BT - Temperatur 2020 Y1 - 2020 CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Zipf, Matthias A1 - Stark, Thomas A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Zänglein, Marc A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Schmidt, Franz T1 - Experimental set-up for dynamic material investigation at high-temperatures for power engineering and additive manufacturing BT - 44. Freiburger Infrarot Kolloquium Y1 - 2019 CY - Freiburg ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Zänglein, Marc A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan A1 - Manara, Jochen A1 - Müller, Michael A1 - Möller, F. T1 - Systematische thermophysikalische Charakterisierung von Wärmedämmschichten BT - Sensoren und Messsysteme 2019 Y1 - 2019 CY - Nürnberg ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Zänglein, Marc A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan A1 - Manara, Jochen A1 - Müller, Michael A1 - Möller, F. T1 - Thermophysikalische Charakterisierung von Wärmedämmschichten BT - Temperatur 2020 Y1 - 2020 CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Ochs, Dennis A1 - Lenski, Philipp A1 - Knopp, Kevin A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan T1 - Untersuchung von Materialeigenschaften additiv gefertigter Proben abhängig von der relativen Dichte BT - Temperatur 2020 Y1 - 2020 CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Ochs, Dennis A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan T1 - Einsatz optischer Sensoranwendungen für additive Fertigungsverfahren BT - Werkstoffwoche 2019 Y1 - 2019 CY - Dresden ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Schmidt, Franz A1 - Brunner, Martin T1 - Optical Sensor systems for additive manufacturing BT - Tempmeko 2019 Y1 - 2019 CY - Chengdu (China) ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Manara, Jochen A1 - Zipf, Mathias A1 - Stark, Thomas A1 - Knopp, Kevin A1 - Zänglein, Marc A1 - Lenski, Philipp A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Schmidt, Franz A1 - Brunner, Martin A1 - Müller, Michael T1 - Thermophysical property measurements at high-temperatures for power engineering and additive manufacturing processes BT - QIRT 2018, 25 - 29 June 2018, Berlin, Germany N2 - To address the needs for increasing efficiency in power conversion, stratified structures like thermal barrier coatings, are used to increase operation temperature. Also advanced material processing like 3D laser printing of metals and ceramics are based on a layer-to-layer process at high temperatures, resulting in non-homogeneous components. Both systems require more and more detailed investigation methods to characterise the material properties of the resulting structures and to optimize the relevant processes. To address the required needs in advanced material characterisation recently an attempt was started to develop a unique measurement set-up for advanced material characterisation. This method is based on the well know laser flash principle, which was improved by adding supplementary heating sources and additional detection channels. Combining different heating mechanism and heating times with the two-dimensional measuring of the thermal flow across the sample enables the determination of different opto-thermal parameters and other material properties, e.g. mechanical contact, electrical conductivity or optical data, which also depend on or affect the flow of heat. In this paper we describe the implementation of the different optical methods to measure the thermal heat flow by point-like and two-dimensional temperature measurement and present first results on several samples. KW - thermophysical property measurement KW - additive manufacturing process Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-17678 SN - 978-3-940283-94-8 CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Hay, Bruno A1 - Beaumont, Oliver A1 - Lambeng, Nora A1 - Cataldi, Michel A1 - Lorrette, Christophe A1 - Knopp, Kevin A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Beckstein, Fabia A1 - Stobitzer, Dorothea A1 - Milošević, Nenad A1 - Stepanic, Nenad A1 - Wu, Jiyu A1 - Mildeova, Petra T1 - Inter‑laboratory Comparison on Thermal Diffusivity Measurements by the Laser Flash Method at Ultra‑high Temperature JF - International Journal of Thermophysics N2 - thermal diffusivity measurements by the laser flash method in the temperature range from 23 °C to 3000 °C. The main objective was to assess the variability and coherency of thermal diffusivity measurements performed at ultra-high temperatures at the European level. Three refractory materials (molybdenum, tungsten and isotropic graphite IG210) were selected for this inter-laboratory comparison, due to their high melting point. The disk-shaped specimens needed were machined from the same blocks of materials in order to reduce any potential scattering of results between participants due to inhomogeneity effects. The homogeneity of the sets of specimens was studied by the pilot laboratory (LNE) before launching the comparison process. Thermal diffusivity measurements were then carried out by the seven participants on the three materials during two successive thermal cycles up to the maximum temperatures that can be reached by the devices used. The analysis of results showed a good agreement between the participants for temperatures above 400 °C, with relative deviations within the uncertainties of measurement and lower than ± 4 % for molybdenum, ± 5 % for isotropic graphite and ± 9 % for tungsten. Y1 - 2023 UR - https://doi.org/10.1007/s10765-023-03159-5 VL - 2023 SP - 44 EP - 48 ER - TY - CHAP A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Lenski, Philipp A1 - Zänglein, Marc A1 - Manara, Jochen A1 - Stark, Thomas A1 - Zipf, Matthias A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Schreiber, Ekkehard A1 - Krüger, U. A1 - Schmidt, Franz A1 - Brunner, Martin T1 - Sensor systems for additive manufacturing Y1 - 2018 PB - Key Note Lecture MSE 2018 CY - Darmstadt ER - TY - JOUR A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Knopp, Kevin A1 - Shandy, Amir A1 - Winterstein, Achim A1 - Arduini, Mariacarla A1 - Hemberger, Frank A1 - Vidi, Stephan A1 - Manara, Jochen A1 - Müller, Michael T1 - Thermophysikalische Charakterisierung von Wärmedämmschichten T1 - Thermophysical characterization of thermal barrier layers JF - tm - Technisches Messen N2 - Die Effizienzsteigerung moderner Gasturbinen erfordert die stetige Anhebung der Betriebstemperatur. Die derzeitigen Brenngastemperaturen liegen mit über 1400 °C signifikant über der kritischen Temperatur der verwendeten Turbinenstähle. Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit werden die Turbinenschaufeln neben Aktivkühlung durch Beschichtung mit thermischen Schutzschichten, sogenannten thermal barrier coatings (TBC), geschützt. Da es sich bei den TBC um Keramikschichten handelt, ist für die Erhöhung der Haftfestigkeit das Aufbringen eines Haftvermittlers (Verbindungsschicht) notwendig. Da die Eigenschaften dünner Schichten stark von den Eigenschaften des Bulkmaterials abweichen können und zudem von der Herstellungsmethode beeinflusst werden, ist eine Untersuchung der thermischen und infrarot-optischen Eigenschaften der tatsächlichen Schichtstrukturen unumgänglich, insbesondere im Hochtemperaturbereich. Hierfür wurden Proben des reinen Trägerstahls, des Trägerstahls mit Haftvermittlerschicht und des kompletten Schichtsystems aus Trägerstahl, Haftvermittlerschicht und Wärmedämmschicht verschiedener Dicken hergestellt und mittels Laser-Flash-Methode untersucht. Die Auswertung erfolgte dabei analytisch, ausgehend von der Trägerstahl-Einschichtprobe, über die Zweischicht- und Dreischichtsysteme. Vervollständigt wurden diese Untersuchungen durch infrarot-optische Charakterisierungen, mit denen sich die Wärmeausbreitung durch die Schichtsysteme beschreiben lässt. Zusammen mit den Laser-Flash Messungen erlaubt dies eine spätere Quantifizierung der einzelnen, bei Keramiken auftretenden, Wärmetransportmechanismen. N2 - Increasing the efficiency of modern gas turbines requires the increase of operating temperature. Current fuel gas temperatures above 1400 °C significantly exceed critical temperatures of the turbine steels used. To ensure operational safety, the turbine blades are actively cooled and also protected by protective layers, the so-called thermal barrier coatings (TBC). Since the TBC are ceramic layers, an adhesion promoter (bond coat) must be applied to increase the adhesive strength. Since properties of thin layers can differ from properties of the bulk material and are also influenced by the manufacturing method, an investigation of the thermal and infrared-optical properties of the actual layer is essential, especially in the high temperature range. For this purpose, samples of the pure carrier steel, the carrier steel with bond coat and the complete layer system of carrier steel, bond coat and TBC of various thicknesses were produced and examined using the laser flash method. The evaluation was carried out analytically, starting from the single-layer sample, via the two-layer and three-layer systems. These investigations were completed by infrared-optical characterizations, allowing the description of the heat transport through the layer systems. These measurements allow a future quantification of the individual heat transport mechanisms occurring in ceramics. KW - kontaktlose Messung KW - thermische Charakterisierung KW - thermische Wärmeschutzbarrieren KW - Kontaktwiderstand KW - Laser-Flash-Verfahren KW - Contactless measurement KW - thermal characterization KW - thermal barrier coatings KW - contact resistance KW - laser flash method Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1515/teme-2021-0074 VL - 88 IS - 12 PB - Oldenbourg Wissenschaftsverlag ER - TY - JOUR A1 - Knopp, Kevin A1 - Shandy, Amir A1 - Manara, Jochen A1 - Vidi, Stephan A1 - Hartmann, Jürgen T1 - Metrologische Apparaturen zur Messung thermophysikalischer Materialeigenschaften bei sehr hohen Temperaturen im EU-Projekt Hi-TRACE JF - FHWS Science Journal N2 - Industriezweige wie die Glas-Industrie, die Kraftwerkstechnik sowie die Luft- und Raumfahrttechnik müssen kontinuierlich neue Methoden entwickeln, sowie bestehende Verfahren optimieren, um in ihren Bereichen wettbewerbsfähig zu sein bzw. neue Anforderungen an Umwelt- und Klimaschutz zu erfüllen. Dies beinhaltet oft die Entwicklung neuer Materialien, die leichter zu fabrizieren sind und sowohl mechanisch als auch thermisch höheren Belastungen standhalten. Für die genannten Industriezweige sind Prozesse mit hohen Betriebstemperaturen bis zu 3.000 °C kennzeichnend und damit ist die Kenntnis von Materialeigenschaften bei diesen extremen Temperaturen von großer Bedeutung. Auch wenn es bereits einige Messapparaturen für die Bestimmung von thermophysikalischen Materialdaten bei hohen Temperaturen gibt, muss die Rückführung dieser auf die SI Basiseinheiten gewährleistet werden, um die Zuverlässigkeit der gemessenen Daten für die Anforderung der genannten Branchen sicherzustellen. Diese Aufgabe ist das Ziel des EMPIR-(European Metrology Programme for Innovation and Research) Projektes Hi-TRACE [1]. Hi-TRACE zielt darauf ab, Referenzapparaturen und neue Methoden für die Messung von thermophysikalischen Materialeigenschaften, (thermische Diffusivität, spezifische Wärme, Emissionsgrad und Schmelztemperatur) sowie der Haftung von Schichten über 1.000 °C zu bestimmen. KW - thermophysik KW - temperatur Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20046 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 83 EP - 92 ER - TY - JOUR A1 - Ochs, Dennis A1 - Wehnert, Kira-Kristin A1 - Knopp, Kevin A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Versch, Alexander A1 - Schiffler, Andreas T1 - Untersuchungen zur Temperaturleitfähigkeit additiv gefertigter Stahlproben in Abhängigkeit der relativen Dichte JF - FHWS Science Journal N2 - Das direkte Metall-Laser-Schmelzen (DMLS) aus der Familie der Additiven Fertigungsverfahren (AM) ermöglicht die schichtweise Erzeugung komplexer dreidimensionaler Geometrien mit hoher relativer Dichte unter Verwendung von Metallpulver als Ausgangsmaterial [1]. Die Technologie wird zunehmend eingesetzt, um innovative Bauteile material- und gewichtssparend herzustellen oder komplexe Produkte ohne zusätzliche Werkzeuge oder Spannvorrichtungen zu fertigen. Darüber hinaus sind Funktionsintegrationen, zum Beispiel Gussformen mit eingeprägten Kühlkanälen, möglich. Da einzelne Metallpulverschichten auf vorhergehende Schichten aufgeschmolzen werden, entstehen während der Herstellung des Bauteils komplexe, zeitabhängige Temperaturprofile [2]. Durch den Einsatz hoher Laserintensitäten und Scangeschwindigkeiten, bei denen die Belichtungszeit der Laserbestrahlung im Bereich von Millisekunden liegt, werden zudem extrem hohe Aufheiz- und Abkühlraten induziert, die zu einzigartigen Mikrostrukturen und Materialeigenschaften führen [3]. Diese extremen Prozessbedingungen können sich jedoch auch negativ auf den Fertigungsprozess auswirken. Bei komplexen Bauteilen bleibt die Prozessstabilität und Qualitätssicherung Umfragen zufolge weiterhin die wichtigste technologische Barriere für den Einsatz additiv gefertigter Bauteile in hochbelasteten oder sicherheitsrelevanten Bereichen [4]. Daher verspricht der Zusammenhang zwischen Temperaturprofil während der Fertigung, relativer Dichte der Bauteile, sowie thermophysikalischer Eigenschaften additiv gefertigter Proben wichtige Erkenntnisse, insbesondere im Hinblick auf eine zerstörungsfreie Qualitätssicherung, sowie neue Anwendungsmöglichkeiten. KW - temperatur KW - additive fertigung Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-19986 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 75 EP - 82 ER -