Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik
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Ein oberflächennahestes Geothermiesystem wird aufgrund der ungedämmten Rohrleitungen und der Verlegung in 1 m bis 2 m Tiefe durch verschiedenste klimatische und hydrogeologische Rahmenbedingungen beeinflusst. Durch eine hygrothermische Simulationsanalyse konnten diese Einflussgrößen kategorisiert und bewertet werden. Dabei ist neben den klimatischen Rahmenbedingungen die Datengrundlage, wie die Einschätzung des Wasserhaltevermögens des Erdreichs und deren Wärmeleitfähigkeit sowie die Bodendichte, elementar. Dies führt zu teilweise signifikanten Änderungen des spezifischen Energieentzugs eines oberflächennahesten Geothermiesystems.Es wurde eine Parameterstudie zur Einschätzung der Einflussgrößen durchgeführt und die wichtigsten Einflussfaktoren ermittelt und bewertet. Die Ergebnisse der Einflussgrößen auf oberflächennaheste Geothermiesysteme führen zur verbesserten Einschätzung des Energieentzugs unter bestimmten klimatischen und bodenbedingten Randbedingungen.Die Simulationsergebnisse zeigen teils deutliche Unterschiede zu den bisher in der Fachwelt bekannten Werten der VDI 4640-2 und könnten als Basis für weitere Untersuchungen dienen.
Die Fakultäten Angewandte Chemie sowie Maschinenbau und Versorgungstechnik kooperieren eng in der Forschung zu Schmierfetten. Die Schwerpunkte dieser Zusammenarbeit liegen auf der Herstellung,
Charakterisierung und Wirkung von Fetten. Um den Studierenden beider Fakultäten bereits im Bachelorstudium die Möglichkeit zu geben, sich mit dem Thema „Schmierfette" vertraut zu machen, ist die Einrichtung eines „virtuellen" fakultätsübergreifenden Labors geplant. In einem ersten Schritt wurden
Versuche entwickelt, die es zukünftigen interdisziplinären Studierendengruppen ermöglichen, eigenständig Schmierfette herzustellen und zu prüfen. Diese fakultätsübergreifende Zusammenarbeit soll die interdisziplinären Kompetenzen der Studierenden fördern und den Zugang zu komplexen Inhalten erleichtern.
An den Fakultäten Angewandte Chemie und Maschinenbau und Versorgungstechnik wird Forschung mit Fokus auf Herstellung, Charakterisierung und Wirkung von Fetten betrieben. Ein gemeinsam gegründetes Lehrkompetenzzentrum hat es sich zum Ziel gesetzt, Studierende für das Thema Schmierfette zu begeistern, sie an interdisziplinäre Forschung heranzuführen und Projekte bearbeiten zu lassen. Zentrum der fakultätsübergreifenden Aktivitäten ist ein monatlich stattfindendes gemeinsames Seminar. Es lebt von den Projektvorträgen der Studierenden und Grundlagenvorträgen der Professoren. Dieses Seminar vermittelt Studierenden fakultätsfremde Sichtweisen (Perspektivwechsel!) und verhilft ihnen zur Erkenntnis, dass interdisziplinäre Zusammenarbeit eine notwendige Voraussetzung zielorientierter Forschung ist.
High-speed observation of melt pool-vapor interactions in long-pulsed laser ablation of metals
(2025)
Laser ablation of metals can be performed using cost-effective and efficient continuous wave fiber lasers using the fast power modulation capabilities of these beam sources. Single-pulse laser ablation of steel with pulse durations in the microsecond to millisecond time scale is observed using a high-speed camera setup to investigate the dynamic interactions between the generated melt pool and the vapor phase. Distinct processing regimes were identified depending on the pulse duration, temporal pulse shape, and power density. Pulse durations in the microsecond range can lead to beneficial processing conditions for ablation processes. In this regime, phase explosion and dynamic melt expulsion by melt uplift and coaxial droplet ejection due to the rapid drop in vapor pressure after the laser pulses were observed as desirable mechanisms, leading to effective material removal and high processing quality with little melt adhesion.