@inproceedings{KrommesTomaschko2023, author = {Krommes, Sandra and Tomaschko, Florian}, title = {Conceptual framework of a digital twin fostering sustainable manufacturing in a brownfield approach of small volume production for SMEs}, series = {Conference Proceedings of the 18th Global Conference on Sustainable Manufacturing, October 5-7, 2022, Berlin}, volume = {2023}, booktitle = {Conference Proceedings of the 18th Global Conference on Sustainable Manufacturing, October 5-7, 2022, Berlin}, address = {Berlin}, pages = {1 -- 8}, year = {2023}, abstract = {SMEs are increasingly forced to shift to more sustainable manufacturing. Industry 4.0 can support the transformation and foster innovation. But, SMEs need solutions with a low barrier to entry in terms of investment, IT knowledge and capacities. A framework based on value and material flow analysis, low investments and user-oriented IT skills is proposed. As an example, it is implemented in the furniture industry and shows a digital twin in terms of monitoring the energy and material flows. In addition, a product-specific allocation of energy consumption, energy peak shaving and other applications are possible.}, language = {en} } @inproceedings{SeligerFaltlhauser2023, author = {Seliger, Norbert and Faltlhauser, Georg}, title = {Progressive Expansion Sampling of Quasi-Static Magnetic Fields for EMI Noise Detection and Equivalent Source Modeling}, series = {Proceedings EMC Europe 2023}, booktitle = {Proceedings EMC Europe 2023}, publisher = {IEEE}, address = {Krakov}, pages = {6}, year = {2023}, abstract = {We introduce a quick and accurate quasi-static magnetic field scanning technique by employing a progressive sampling method in an unconfined input space. The proposed machine learning algorithm is tested against uniform sampling on a printed circuit board test structure. We prove allocation of multiple, separated regions with predefined tangential field strengths at MHz frequencies. The feasibility of equivalent magnetic dipole source modeling based on a small number of samples is demonstrated. Compared to uniform testing, progressive expansion sampling detects contours of given field limits in less than 3\% of the reference measurement time.}, language = {en} } @article{SeligerFaltlhauser2023, author = {Seliger, Norbert and Faltlhauser, Georg}, title = {Progressive Expansion Sampling of Quasi-Static Magnetic Fields in Unconfined Regions}, series = {IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology}, journal = {IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology}, doi = {10.1109/TCPMT.2023.3283285}, pages = {9}, year = {2023}, abstract = {We present a fast and accurate measurement technique for quasi-static magnetic fields by employing a progressive sampling method in an unconfined input space. The proposed machine learning algorithm is tested against uniform sampling on printed circuit board test structures and a buck converter. We prove allocation of multiple, separated regions with predefined lateral field limits at MHz frequencies. The feasibility of equivalent magnetic dipole source modeling based on a small number of samples is demonstrated. Compared to uniform testing, progressive expansion sampling identifies contours of given field limits in less than 3\% of the reference measurement time.}, language = {en} } @inproceedings{SeligerHonsa2023, author = {Seliger, Norbert and Honsa, Johannes}, title = {Time-variable Mutual Inductance for Enhanced Inductive Power Transmission}, series = {Proceedings International Symposium on Fundamentals of Electrical Engineering 2023 (ISFEE 2023)}, booktitle = {Proceedings International Symposium on Fundamentals of Electrical Engineering 2023 (ISFEE 2023)}, publisher = {IEEE}, address = {Bucharest, Romania}, isbn = {979-8-3503-0856-3}, doi = {10.1109/ISFEE60884.2023.10637204}, pages = {5}, year = {2023}, abstract = {Enhanced inductive power transmission (IPT) between coaxially arranged circular coils is introduced by time-modulation of the mutual inductance. This modulation is accomplished by coherent switching of the short circuit current induced in a third loop. An analytical circuit model supporting the design for future time-modulated IPT systems is derived. We demonstrate an increase in load rms-voltage by 13\% (28\% gain in power) compared to an unmodulated transfer on an experimental system operating at fundamental frequencies ranging from 40kHz to 500kHz.}, language = {en} } @article{WiedlKarlingerWuerteleetal.2023, author = {Wiedl, Sebastian and Karlinger, Peter and W{\"u}rtele, Martin and Gleixner, Josef}, title = {Nat{\"u}rliche Fasern f{\"u}r biologisch abbaubare Verpackungen}, series = {Plastverarbeiter}, volume = {2023}, journal = {Plastverarbeiter}, number = {09}, publisher = {H{\"u}thig Medien GmbH}, address = {Heidelberg}, pages = {1 -- 3}, year = {2023}, abstract = {Ziel des vorgestellten Projektes war die Entwicklung einer Verpackung aus einer biobasierten und biologisch abbaubaren Materialkombination mit 30 Gew.-\% Naturfaseranteil. Als F{\"u}llstoff kamen regionale Naturprodukte wie Holz und Stroh zum Einsatz.}, language = {de} } @article{PuntigamKarlinger2023, author = {Puntigam, Stephan and Karlinger, Peter}, title = {Spritzgusswerkzeuge im Reinraum Eine Analyse des Kamineffekts in der Kunststoffverarbeitung}, series = {cleanroom \& processes}, volume = {2023}, journal = {cleanroom \& processes}, number = {3}, publisher = {ECV Editio Cantor Verlag}, address = {Aulendorf}, pages = {110 -- 116}, year = {2023}, abstract = {Die Reinraumtechnik zielt darauf ab, mit gerichteten partikelfreien Luftstr{\"o}mungen die im Reinraum stattfindenden Prozesse vor Fremdeinfl{\"u}ssen zu sch{\"u}tzen. Die Spritzgussproduktion stellt die Reinraumtechnik dabei vor besondere Herausforderungen. Im Bereich des Spritzgusswerkzeugs k{\"o}nnen aufgrund des relativ hohen Temperaturunterschieds zur Reinraumluft Kamineffekte auftreten, die der Reinraumstr{\"o}mung entgegen wirken. Im Folgenden wird deshalb der thermische Einfluss eines Spritzgusswerkzeugs exemplarisch bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht. Dazu werden Str{\"o}mungsvisualisierungen mittels Nebel und Schlierenfotografie sowie Str{\"o}mungssimulationen genutzt. Bereits relativ niedrige Werkzeugtemperaturen von 40 °C reichten aus, um einen Kamineffekt im Werkzeugbereich entstehen zu lassen, der die Reinraumstr{\"o}mung ung{\"u}nstig beeinflusst. Erst durch den Einsatz einer Filter-Fan-Unit {\"u}ber dem kritischen Werkzeugbereich konnte die Luftstr{\"o}mung auch bei h{\"o}heren Werkzeugtemperaturen kontrolliert werden.}, language = {de} } @inproceedings{WiedlKarlingerMuelleretal.2023, author = {Wiedl, Sebastian and Karlinger, Peter and M{\"u}ller, Norbert and Ruckd{\"a}schel, Holger}, title = {Cellulosefaserverst{\"a}rktes Polypropylen - Eigenschaftsbeeinflussung durch die Schmelzeaufbereitung}, series = {Technomer 2023}, booktitle = {Technomer 2023}, publisher = {Technische Universit{\"a}t Chemnitz}, address = {Chemnitz}, isbn = {978-3-939382-16-4}, pages = {1 -- 14}, year = {2023}, abstract = {Verarbeitungstemperaturen, Verweilzeit und Scherkr{\"a}fte sind entscheidend, um die strukturelle Integrit{\"a}t von cellulosebasierten Fasern zu gew{\"a}hrleisten. In dieser Studie wurden die Einfl{\"u}sse durch die Schmelzeaufbereitung eines cellulosefaserverst{\"a}rkten Polypropylens auf die Faser und den Faserverbund untersucht. Die Schmelze wurde in einem Plastographen mit verschiedenen Rotordrehzahlen, Schmelzetemperaturen und Verweilzeiten aufbereitet. Um die Auswirkung der Einspeisungsmethode auf den Faserabbau zu analysieren, wurden die Fasern entweder direkt der thermoplastischen Schmelze oder zusammen mit dem Kunststoffgranulat dem Plastographen zugef{\"u}hrt. Die Zugabe der Fasern in die Schmelze geht mit einer erh{\"o}hten thermischen und verminderten mechanischen Belastung der Fasern einher. Bei der Pr{\"u}fung der mechanischen Eigenschaften der verschieden aufbereiteten Compounds zeigten sich signifikante Unterschiede. Wurden die Fasern direkt der Schmelze hinzugef{\"u}gt, so f{\"u}hrte dies zu einer deutlich reduzierten Zugfestigkeit. Optische Unterschiede in den Schliffbildern der spritzgegossenen Pr{\"u}fst{\"a}be sowie in den Faserl{\"a}ngen nach Compoundierung konnten nicht festgestellt werden. Die verminderte Festigkeit wird folglich auf die unterschiedliche thermische Belastung der Faser w{\"a}hrend der Verarbeitung zur{\"u}ckgef{\"u}hrt.}, language = {de} } @inproceedings{PuntigamKarlinger2023, author = {Puntigam, Stephan and Karlinger, Peter}, title = {Energiebilanzierung von Spritzgussmaschinen zur Bestimmung der W{\"a}rmeabgabe an die Umgebung}, series = {Technomer 2023}, booktitle = {Technomer 2023}, publisher = {Technische Universit{\"a}t Chemnitz}, address = {Chemnitz}, year = {2023}, abstract = {Bei der Planung von Produktionsumgebungen, insbesondere in der Reinraumtechnik, spielt die erwartete K{\"u}hllast eine entscheidende Rolle bei der Auslegung der Anlagen. Aufgrund unzureichender Datenbasis werden Klimaanlagen oft nur mit groben Sch{\"a}t-zungen dimensioniert. Um einen reibungslosen Betrieb zu gew{\"a}hrleisten, sind konser-vative Sch{\"a}tzungen und Sicherheitsfaktoren unerl{\"a}sslich. Allerdings f{\"u}hren diese Maßnahmen oft zu {\"u}berdimensionierten Anlagen, die weit außerhalb des energeti-schen Optimums operieren und somit den Energieverbrauch unn{\"o}tig in die H{\"o}he trei-ben. Im Folgenden soll deshalb eine M{\"o}glichkeit betrachtet werden, um die im Betrieb anfallende Abw{\"a}rme von Spritzgussmaschinen quantifizieren zu k{\"o}nnen. Es wird eine Massenstrombilanz der Spritzgussmaschine einschließlich Temperierung und Automatisierung erstellt. Darauf aufbauend wird eine detaillierte Energiebilanz ab-geleitet. Hierbei wird das Gesamtsystem in die Bestandteile Spritzgussmaschine (ein-schließlich Antriebe, Steuerung und Plastifiziereinheit), Spritzgusswerkzeug, Temperierger{\"a}t und Automatisierung geteilt. Da die W{\"a}rmeverluste nicht direkt gemes-sen werden k{\"o}nnen, werden diese bilanziell auf Basis der Energiebilanz bestimmt. Dazu werden die restlichen Bilanzgr{\"o}ßen durch detaillierte Messungen bestimmt. Da neben der Abw{\"a}rme weitere Energiestr{\"o}me nicht durch Messungen erfasst werden k{\"o}nnen sind teilweise N{\"a}herungsrechnungen notwendig. Die Abw{\"a}rme wird exempla-risch an einer hydraulischen und einer elektrischen Spritzgussmaschine bestimmt. Auf dieser Datenbasis werden Vereinfachungen abgeleitet, um die Abw{\"a}rme {\"a}hnlicher Spritzgussmaschinen gezielter absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen.}, language = {de} } @inproceedings{HummelWuerteleKrommesetal.2023, author = {Hummel, Sabine and W{\"u}rtele, Martin and Krommes, Sandra and Karlinger, Peter}, title = {ReProOrgano - Recycling von Organoblech-Verschnitten mit direkter Implementierung in den Hybridbauteil-Fertigungsprozess}, series = {Technomer 2023}, booktitle = {Technomer 2023}, publisher = {Technische Universit{\"a}t Chemnitz}, address = {Chemnitz}, isbn = {978-3-939382-16-4}, pages = {1 -- 14}, year = {2023}, abstract = {Mit steigender Nachfrage nach energieeffizienten Verkehrsmitteln hat sich die Nachfrage nach Leichtbaukomponenten stetig verst{\"a}rkt. Faserverst{\"a}rkte thermo-plastische Kunststoffe substituieren zunehmend metallische Komponenten. (sog. Organobleche) erf{\"u}llen nicht nur die steigenden Anforderungen an Leichtbau, sondern auch an die Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen, sowie an die Designfreiheit einzelner Bauteile. Das Hybrid-Spritzguss-Verfahren in Verbindung mit Organoblechen hat sich daher in den vergangenen Jahren f{\"u}r die Herstellung von Funktionsbauteilen und Leichtbaustrukturen durchgesetzt. Der Vortrag befasst sich mit der werkstofflichen Rezyklierbarkeit von endlosglasfa-serverst{\"a}rkten thermoplastischen Kunststoffen (Organobleche). Sortenreine Indust-rieabf{\"a}lle werden dabei in einem Closed-Loop-Recyclingprozess zum Anspritzen von Funktionselementen in einem Serienbauteils genutzt. Dabei wurden verschie-dene Zerkleinerungsverfahren f{\"u}r die Verschnitte und die direkte Verarbeitung des Mahlguts im Spritzguß untersucht. Anhand von mechanischen Untersuchungen wurden die Materialeigenschaften der Rezyklate mit denen der Neuware verglichen. Dar{\"u}ber hinaus werden der Faserl{\"a}ngenabbau durch den Spritzgussprozess und der Einfluss des Wasserstrahlschneidens auf die mechanischen Eigenschaften des Faserverbundes untersucht. Die Untersuchungen wurden mit einer {\"O}kobilanz vervollst{\"a}ndigt.}, language = {de} } @inproceedings{SeligerHonsa2023, author = {Seliger, Norbert and Honsa, Johannes}, title = {A Planar Magneto-Inductive Device with Modulated Mutual Inductance for Wireless Power Transmission}, series = {2023 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC)}, booktitle = {2023 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC)}, publisher = {IEEE}, address = {Venice (Italy)}, isbn = {979-8-3503-2060-2}, issn = {2766-287X}, doi = {10.1109/APWC57320.2023.10297488}, pages = {26 -- 31}, year = {2023}, abstract = {A Magneto-Inductive Wave (MIW) structure for wireless power transfer (WPT) is proposed with switchable mutual inductance between neighbored coupling coils. Orthogonally placed switchable short circuit loops are added in order to modulate the wave propagation properties of the MIW structure without changing the resonance frequency. We derive an analytical model based on lumped circuit analysis for the MIW waveguide and successfully evaluate the theoretical findings by circuit modeling and field simulation. We demonstrate switchable, i.e. addressable, guided wireless power transfer along an experimental MIW structure at a resonance frequency of 20.5 MHz.}, language = {en} } @techreport{StaussOber2023, author = {Stauß, Kilian and Ober, Thorsten}, title = {Forschungsprojekt Knaus Tabbert 2 »Test to the Limit«}, isbn = {978-3-944025-44-5}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:861-opus4-26183}, pages = {81}, year = {2023}, abstract = {Zwei Schlagworte haben die Designmethodik der letzten Jahre massiv bestimmt: »Design Thinking« und »Design Build«. In aller K{\"u}rze wird mit »Design Thin- king« ein iterativer, nichtlinearer, nichtwissenschaftlicher, aber ziel- gerichteter Entwurfsprozess bezeichnet, in dem in jeder Projekt- phase so schnell als m{\"o}glich Prototypen gebaut werden, die - oft gemeinsam mit der sp{\"a}teren Nutzergruppe und anderen Beteilig- ten - sofort getestet und evaluiert werden. Mit einher geht damit ein agiler Entwicklungsprozess, der nicht mehr auf lange Zeitr{\"a}ume angelegt wird, sondern sich von einer Prototypen- und Testphase zur n{\"a}chsten erstreckt. F{\"u}r den in Jandelsbrunn im Bayerischen Wald angesiedelten Caravan- und Wohnmobil-Hersteller Knaus Tabbert wurde im Winter- semester 2022/2023 ein neuer Bus-Ausbau unter Ber{\"u}cksichti- gung von Leichtbaukriterien, sowie additiver Fertigungsm{\"o}glichkei- ten entwickelt und gebaut. Ziel war die Entwicklung eines modu- laren Fahrzeugs, dessen flexible Ausstattung auf den Nutzer und seine vielf{\"a}ltigen Nutzungsszenarien reagieren kann. Folgende Kriterien sollten erf{\"u}llt werden: - Im Every Day Mode (ohne modulare Einbauten) sollten zwischen 4 und 7 Personen bef{\"o}rdert werden k{\"o}nnen. - Im Camping Mode (mit modularen Einbauten) sollten immer noch 4 Personen bef{\"o}rdert werden k{\"o}nnen, aber zwischen 2 und 4 Schlafpl{\"a}tze vorhanden sein. - Heutige Nutzer wollen nicht an die Infrastruktur von Campingpl{\"a}tzen gebunden sein. - Ziel der Neukonzeption ist, dass das Fahrzeug und seine Be- nutzer bez{\"u}glich Ver- und Entsorgung 72 Stunden autark sein k{\"o}nnen, im Prinzip {\"u}ber ein langes Wochenende. Das Projekt wurde unter der Leitung von Prof. Kilian Stauss und Prof. Thorsten Ober mit Studierenden des 1. Semesters im Mas- terstudiengang »Innenarchitektur und M{\"o}beldesign« der Fakult{\"a}t IAD sowie mit Studierenden des Bachelorstudiengangs »Holz- technik« aus unterschiedlichen Semestern der Fakult{\"a}t HTB, um- gesetzt. Die von Beginn an digital entwickelten Entw{\"u}rfe von 6 Teams wurden mit Cardboard-Engineering im Maßstab 1:1 und gleichzeitig als VR-Modelle untersucht. Aus den Ergebnissen wur- den 2 Entw{\"u}rfe ausgew{\"a}hlt und von den Studierenden in den Werkst{\"a}tten der Hochschule als Prototypen im Maßstab 1:1 im realen Fahrzeug umgesetzt.}, language = {de} } @article{RuppeltOttFickler2023, author = {Ruppelt, M. and Ott, Holly C. and Fickler, K.}, title = {Software-Landschaft in der M{\"o}belbranche - Teil 1}, series = {HK - Holz- und Kunststoffverarbeitung}, volume = {58}, journal = {HK - Holz- und Kunststoffverarbeitung}, number = {06}, publisher = {DRW-Verlag}, pages = {76 -- 79}, year = {2023}, language = {de} }