Fakultät Maschinenbau
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Schwenkbiegen ist ein etabliertes Umformverfahren, bei dem Materialverlust vermieden und Ressourcen effizient genutzt werden. Der Prozess erfordert jedoch aufwändige Optimierungen, die bisher stark vom Fachwissen der Bediener abhängen. Dies führt zu hohem Zeit- und Materialaufwand, da Optimierungsschritte iterativ erfolgen. Angesichts des Fachkräftemangels ist eine technologische Aufrüstung der Anlagen im Sinne von Industrie 4.0 notwendig. Im Rahmen eines Projekts wurden mittels intelligenter Sensorik kritische Einflussfaktoren erfasst, die Korrelationen zwischen Produktfehlern und Anlagenverformungen aufzeigen. Darauf basierend wurde eine Methodik entwickelt, die die Grundlage für eine Inline-Kompensation schafft, bei der die Anlage eigenständig Prozessparameter anpasst, um Produktfehler zu korrigieren und perspektivisch eine fehlerfreie Fertigung ab dem ersten Bauteil zu ermöglichen.
Digitalisierungsprojekte helfen dem Anwender, komplexe Prozesse einfacher und effizienter darzustellen. Allerdings gibt es viele Hemmnisse, welche die Umsetzung deutlich erschweren. Zurückhaltung bei der Umsetzung ist spürbar. Dies trifft unter anderem Arbeitgeber und Arbeitnehmer, die durch das Warten oder Vermeiden ins ökonomische Abseits geraten können. Diese Beobachtungen lassen sich auf eine übergeordnete wissenschaftliche Leitfrage zurückführen: Welche Barrieren und systemischen Herausforderungen erschweren eine nachhaltige Transformation im Rahmen von Industrie 4.0, insbesondere unter Berücksichtigung menschlicher Arbeit in der Produktionstechnik? Welche Fragen stellen sich die betroffenen Akteure? Das wesentliche Ziel dieser langfristig ausgelegten Forschungsarbeit ist es, diese Fragen dezidiert und im Detail zu konkretisieren, um daraus ein konzeptionelles Fundament zu entwickeln, das Forschung, Lehre und technologische Entwicklung integriert und die Potenziale digitaler Technologien mit dem Erfahrungs- und Handlungswissen der Beschäftigten in der Produktion langfristig synergetisch verbindet.
Das Gewindeformen erfordert eine präzise Schmierstoffapplikation, da hohe Flächenpressungen und lokale Temperaturspitzen die Werkzeugbelastung erheblich beeinflussen. Aktuelle Sprüh- und Minimalmengenschmierungssysteme (MMS) weisen trotz etablierter Technik häufig Streuverluste, unzureichende Benetzung und instabile Tropfendynamik auf. Diese wissenschaftliche Betrachtung beinhaltet und untersucht einen integrativen Ansatz zur adaptiven Präzisionsbeölung beim Gewindeformen, der auf Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierter Strömungsanalyse, experimenteller Validierung und Künstliche Intelligenz (KI)-gestützten Optimierungsverfahren basiert. Im Fokus stehen Tropfengröße, Strahlgeometrie, Düsenposition und Umgebungsströmung sowie deren Einfluss auf die Benetzungsintensität. Erste simulationsgestützteVoruntersuchungen zeigen das Potenzial einer datenbasierten Optimierung zur Reduktion von Benetzungsdefiziten und zur Auslegung künftiger Regelstrategien für eine ressourceneffiziente Schmierstoffapplikation.
Wie leistungsstark sind meine Produktion und die Logistik?
Wie verändert sich die Durchlaufzeit, wenn weitere Aufträge hinzukommen?
Wie hoch sind die Flexibilitätsreserven des Produktionssystems und wo liegen noch Optimierungspotentiale?
Gibt es eigentlich logistische Gesetzmäßigkeiten in der Fertigung?
Antworten gibt die neue Methode des prozessorientierten Operating Curve Managements. Im Zentrum stehen die Analyse und die schrittweise Steigerung der Leistungsfähigkeit durch die Reduzierung der Ungleichmäßigkeiten und der Störgrößen in den Produktions- und Logistikketten. Die Darstellung von Kapazitätsauslastung und Durchlaufzeit in Abhängigkeit von der Variabilität erfolgt in der Operating Curve. Auf dieser Leistungskennlinie wird der aktuelle Operating Point bestimmt. Je flacher die Operating Curve, desto schlanker ist der Materialfluss.
Die Abläufe und gegenseitigen Abhängigkeiten sowohl im Materialfluss als auch im Informationsfluss werden visualisiert und entlang verschiedener Potentialklassen systematisch analysiert. Damit verbunden sind die detaillierte Analyse der Kapazitätsnutzung, das Auffinden von Verschwendung und das Erkennen von strukturellen Gegenmaßnahmen. Die operative Flexibilität und die strukturelle Wandlungsfähigkeit lassen sich im prozessorientierten Operating Curve Management vor und nach der Umsetzung der Produktivitätsmaßnahmen darstellen und steuern. Sie sind der Wettbewerbsfaktor bei der Erstellung von anspruchsvollen Produkten und Dienstleistungen.
Qualitätsmanagement für Wirtschaftsingenieure: Qualitätsmethoden, Projektplanung, Kommunikation
(2016)
Dieses Lehrbuch für Studium und Praxis ist speziell abgestimmt auf Wirtschaftsingenieure. Es wird ein breites Wissen über die wesentlichen Elemente des Qualitätsmanagements dargestellt: vom Qualitätsmanagement in der Beschaffung, der Statistik, der ISO 9001, den Qualitätsmethoden, bis hin zum Projekt- und Risikomanagement und der Servicequalität. Zudem wird ein Schwerpunkt auf die interkulturellen Herausforderungen im internationalen Qualitätsmanagement gelegt. Zentral für den Wirtschaftsingenieur sind kommunikative Kompetenzen – sei es beim Umgang mit Fehlern, bei der Lösungssuche oder beim Aufbau eines Qualitätsmanagementsystems.
Metal additive manufacturing (AM) using laser powder bed fusion (LPBF) is often associated with material and energy savings when compared to conventional manufacturing (CM). In industrial applications such as commercial vehicle components, structurally optimized designs can reduce environmental impacts – provided that increased complexity and build time do not negate these gains. Given that up to 80 % of a product’s environmental impact is determined during the design phase, prospective product carbon footprint (PCF) assessment tools could support more sustainable design choices. However, existing solutions remain insufficiently validated for use in metal AM, particularly regarding their scope, precision, and usability in real-world industrial workflows. This study examines the applicability of existing prospective PCF tools using simulated and physically produced parts. In a comparative pilot case study, a commercial bus component is optimized for AM using multiple design approaches and compared to an initial and an optimized CM variant. While the optimized CM parts are not physically produced, their resource demand is assessed using a combination of simulation and database information. For AM parts, process data including energy consumption, inert gas use, powder input, build time, and part weight is recorded and analyzed. The PCF for each design and manufacturing scenario is calculated, covering both production (cradle-to-gate) and use-phase emissions. Environmental impacts are evaluated using a classical life cycle assessment (LCA), considering functional equivalence between designs. The goal is to evaluate whether weight savings from AM-optimized designs translate into net life cycle CO2eq- reductions, and to assess the accuracy and usability of early-stage PCF prospection tools against detailed LCA results. The study highlights research gaps and integration challenges, laying the groundwork for extensive investigations.
Increasing environmental requirements demand more sustainable punching processes. This study investigates how minimal quantity lubrication (MQL) and CO₂-reduced, biodegradable lubricants can jointly lower the ecological footprint of metal forming without compromising tool life or productivity.
In industrial practice, lubrication is typically applied via felt rollers using conventional oils, often in excessive quantities. This approach increases material consumption and cleaning effort. Although MQL is a mature technology, it is still rarely implemented in punching. To evaluate its potential, two lubrication conditions were examined: MQL with standard oil and MQL with a CO₂-reduced, biodegradable oil. Tool wear, particularly at the punch edge, served as the main performance indicator and was compared to both traditional felt-roller lubrication and an additional dry punching reference.
Results show that MQL drastically reduces lubricant use while maintaining tool performance. Both oils achieved wear behaviour comparable to felt-roller lubrication, with the CO₂-reduced oil offering further ecological advantages through lower emissions and biodegradability. The dry reference exhibited accelerated wear and early tool failure, confirming the necessity of lubrication for process stability.
A CO₂ balance illustrates the environmental benefit: replacing conventional lubrication with MQL and CO₂-reduced oils can significantly reduce the overall carbon footprint of punching operations. The improvement results from lower lubricant consumption and the reduced carbon intensity of biodegradable oils. The findings demonstrate that combining MQL systems with CO₂-reduced lubricants enables more sustainable punching by aligning environmental responsibility with industrial efficiency.
This study presents post-mortem analyses of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) stacks operated using previously published accelerated durability test (ADT) protocols. Each ADT, lasting 1,200 h, was derived from a 5,500 h automotive-relevant reference test and designed to isolate the effects of load cycling, operating temperature, and humidity cycling. All major membrane electrode assembly components, the membrane, catalyst layers, and gas diffusion layers (GDL), were characterized using SEM, EDX, IR thermography, contact angle measurements and XPS, and the results then correlated with prior in situ diagnostics. Elevated temperature and humidity cycling were identified as the most detrimental stressors under system-relevant operating conditions that included voltage clipping at 850 mV. These conditions led to accelerated carbon corrosion, increased platinum dissolution and cobalt leaching in the cathode catalyst layer, as well as a significant loss of hydrophobicity in the GDL. The membrane remained structurally stable, although localized stress indicators were observed. The results confirm that the applied ADT protocols successfully reproduce realistic degradation patterns and enable a differentiated assessment of stressor-specific aging phenomena. This provides a robust basis for refining accelerated stack testing methodologies and optimizing operating conditions for improved PEMFC stack durability.
Wer kontrolliert Software, und was genau bewirkt sie? Transparenz und digitale Souveränität werden immer wichtiger. Open-Source-Software zeigt die eigene Funktionsweise und ist von einzelnen Anbietern unabhängig.
Dieses essential erklärt, wie Open-Source-Software entsteht, wie ihr Ökosystem arbeitet und welche Chancen und Risiken sie für die Praxis bietet.
Es erläutert systematisch Projekttypen, Geschäftsmodelle und Lizenzen – auch neue Lizenzen für KI – mit Beispielen aus vielen Branchen und Einsatzbereichen.