TY - CHAP A1 - Krommes, Sandra A1 - Tomaschko, Florian T1 - Conceptual framework of a digital twin fostering sustainable manufacturing in a brownfield approach of small volume production for SMEs T2 - Conference Proceedings of the 18th Global Conference on Sustainable Manufacturing, October 5-7, 2022, Berlin N2 - 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. KW - Industry 4.0 KW - sustainable manufacturing KW - green transformation of manufacturing KW - cyber-physicial production system KW - value and material flow analysis Y1 - 2023 UR - https://link.springer.com/book/9783031288401 VL - 2023 SP - 1 EP - 8 CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Seliger, Norbert A1 - Faltlhauser, Georg T1 - Progressive Expansion Sampling of Quasi-Static Magnetic Fields for EMI Noise Detection and Equivalent Source Modeling T2 - Proceedings EMC Europe 2023 N2 - 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. KW - magnetic near field KW - Gaussian process classifier KW - EMI Y1 - 2023 PB - IEEE CY - Krakov ER - TY - JOUR A1 - Seliger, Norbert A1 - Faltlhauser, Georg T1 - Progressive Expansion Sampling of Quasi-Static Magnetic Fields in Unconfined Regions JF - IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology N2 - 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. KW - Progressive Expansion Sampling KW - Near-Field Scanning KW - Machine Learning KW - Gaussian Process Classifier KW - MoM modeling Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1109/TCPMT.2023.3283285 ER - TY - CHAP A1 - Seliger, Norbert A1 - Honsa, Johannes T1 - Time-variable Mutual Inductance for Enhanced Inductive Power Transmission T2 - Proceedings International Symposium on Fundamentals of Electrical Engineering 2023 (ISFEE 2023) N2 - 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. KW - Mutual Inductance KW - Inductive Power Transmission KW - Time-variable Inductance Y1 - 2023 SN - 979-8-3503-0856-3 U6 - https://doi.org/10.1109/ISFEE60884.2023.10637204 PB - IEEE CY - Bucharest, Romania ER - TY - JOUR A1 - Wiedl, Sebastian A1 - Karlinger, Peter A1 - Würtele, Martin A1 - Gleixner, Josef T1 - Natürliche Fasern für biologisch abbaubare Verpackungen JF - Plastverarbeiter N2 - Ziel des vorgestellten Projektes war die Entwicklung einer Verpackung aus einer biobasierten und biologisch abbaubaren Materialkombination mit 30 Gew.-% Naturfaseranteil. Als Füllstoff kamen regionale Naturprodukte wie Holz und Stroh zum Einsatz. KW - Biopolymere KW - Nachhaltig KW - Verpackungen KW - Naturfasern Y1 - 2023 VL - 2023 IS - 09 SP - 1 EP - 3 PB - Hüthig Medien GmbH CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Puntigam, Stephan A1 - Karlinger, Peter T1 - Spritzgusswerkzeuge im Reinraum Eine Analyse des Kamineffekts in der Kunststoffverarbeitung JF - cleanroom & processes N2 - Die Reinraumtechnik zielt darauf ab, mit gerichteten partikelfreien Luftströmungen die im Reinraum stattfindenden Prozesse vor Fremdeinflüssen zu schützen. Die Spritzgussproduktion stellt die Reinraumtechnik dabei vor besondere Herausforderungen. Im Bereich des Spritzgusswerkzeugs können aufgrund des relativ hohen Temperaturunterschieds zur Reinraumluft Kamineffekte auftreten, die der Reinraumströmung entgegen wirken. Im Folgenden wird deshalb der thermische Einfluss eines Spritzgusswerkzeugs exemplarisch bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht. Dazu werden Strömungsvisualisierungen mittels Nebel und Schlierenfotografie sowie Strömungssimulationen genutzt. Bereits relativ niedrige Werkzeugtemperaturen von 40 °C reichten aus, um einen Kamineffekt im Werkzeugbereich entstehen zu lassen, der die Reinraumströmung ungünstig beeinflusst. Erst durch den Einsatz einer Filter-Fan-Unit über dem kritischen Werkzeugbereich konnte die Luftströmung auch bei höheren Werkzeugtemperaturen kontrolliert werden. KW - Reinraum KW - CFD Y1 - 2023 VL - 2023 IS - 3 SP - 110 EP - 116 PB - ECV Editio Cantor Verlag CY - Aulendorf ER - TY - CHAP A1 - Wiedl, Sebastian A1 - Karlinger, Peter A1 - Müller, Norbert A1 - Ruckdäschel, Holger T1 - Cellulosefaserverstärktes Polypropylen – Eigenschaftsbeeinflussung durch die Schmelzeaufbereitung T2 - Technomer 2023 N2 - Verarbeitungstemperaturen, Verweilzeit und Scherkräfte sind entscheidend, um die strukturelle Integrität von cellulosebasierten Fasern zu gewährleisten. In dieser Studie wurden die Einflüsse durch die Schmelzeaufbereitung eines cellulosefaserverstärkten 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 zugeführt. Die Zugabe der Fasern in die Schmelze geht mit einer erhöhten thermischen und verminderten mechanischen Belastung der Fasern einher. Bei der Prüfung der mechanischen Eigenschaften der verschieden aufbereiteten Compounds zeigten sich signifikante Unterschiede. Wurden die Fasern direkt der Schmelze hinzugefügt, so führte dies zu einer deutlich reduzierten Zugfestigkeit. Optische Unterschiede in den Schliffbildern der spritzgegossenen Prüfstäbe sowie in den Faserlängen nach Compoundierung konnten nicht festgestellt werden. Die verminderte Festigkeit wird folglich auf die unterschiedliche thermische Belastung der Faser während der Verarbeitung zurückgeführt. KW - Cellulosefaser KW - Faserververstärkung KW - Polypropylen KW - Schmelzeaufbereitung KW - Faserbeschickung Y1 - 2023 SN - 978-3-939382-16-4 SP - 1 EP - 14 PB - Technische Universität Chemnitz CY - Chemnitz ER - TY - CHAP A1 - Puntigam, Stephan A1 - Karlinger, Peter T1 - Energiebilanzierung von Spritzgussmaschinen zur Bestimmung der Wärmeabgabe an die Umgebung T2 - Technomer 2023 N2 - Bei der Planung von Produktionsumgebungen, insbesondere in der Reinraumtechnik, spielt die erwartete Kühllast eine entscheidende Rolle bei der Auslegung der Anlagen. Aufgrund unzureichender Datenbasis werden Klimaanlagen oft nur mit groben Schät-zungen dimensioniert. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, sind konser-vative Schätzungen und Sicherheitsfaktoren unerlässlich. Allerdings führen diese Maßnahmen oft zu überdimensionierten Anlagen, die weit außerhalb des energeti-schen Optimums operieren und somit den Energieverbrauch unnötig in die Höhe trei-ben. Im Folgenden soll deshalb eine Möglichkeit betrachtet werden, um die im Betrieb anfallende Abwärme von Spritzgussmaschinen quantifizieren zu können. 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, Temperiergerät und Automatisierung geteilt. Da die Wärmeverluste nicht direkt gemes-sen werden können, werden diese bilanziell auf Basis der Energiebilanz bestimmt. Dazu werden die restlichen Bilanzgrößen durch detaillierte Messungen bestimmt. Da neben der Abwärme weitere Energieströme nicht durch Messungen erfasst werden können sind teilweise Näherungsrechnungen notwendig. Die Abwärme wird exempla-risch an einer hydraulischen und einer elektrischen Spritzgussmaschine bestimmt. Auf dieser Datenbasis werden Vereinfachungen abgeleitet, um die Abwärme ähnlicher Spritzgussmaschinen gezielter abschätzen zu können. KW - Reinraum KW - Abwärme KW - Spritzgießen Y1 - 2023 PB - Technische Universität Chemnitz CY - Chemnitz ER - TY - CHAP A1 - Hummel, Sabine A1 - Würtele, Martin A1 - Krommes, Sandra A1 - Karlinger, Peter T1 - ReProOrgano - Recycling von Organoblech-Verschnitten mit direkter Implementierung in den Hybridbauteil-Fertigungsprozess T2 - Technomer 2023 N2 - Mit steigender Nachfrage nach energieeffizienten Verkehrsmitteln hat sich die Nachfrage nach Leichtbaukomponenten stetig verstärkt. Faserverstärkte thermo-plastische Kunststoffe substituieren zunehmend metallische Komponenten. (sog. Organobleche) erfüllen 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 für die Herstellung von Funktionsbauteilen und Leichtbaustrukturen durchgesetzt. Der Vortrag befasst sich mit der werkstofflichen Rezyklierbarkeit von endlosglasfa-serverstärkten thermoplastischen Kunststoffen (Organobleche). Sortenreine Indust-rieabfälle werden dabei in einem Closed-Loop-Recyclingprozess zum Anspritzen von Funktionselementen in einem Serienbauteils genutzt. Dabei wurden verschie-dene Zerkleinerungsverfahren für 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. Darüber hinaus werden der Faserlängenabbau durch den Spritzgussprozess und der Einfluss des Wasserstrahlschneidens auf die mechanischen Eigenschaften des Faserverbundes untersucht. Die Untersuchungen wurden mit einer Ökobilanz vervollständigt. KW - Recycling Y1 - 2023 SN - 978-3-939382-16-4 SP - 1 EP - 14 PB - Technische Universität Chemnitz CY - Chemnitz ER - TY - CHAP A1 - Seliger, Norbert A1 - Honsa, Johannes T1 - A Planar Magneto-Inductive Device with Modulated Mutual Inductance for Wireless Power Transmission T2 - 2023 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC) N2 - 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. KW - Magneto-Inductive Device, Wireless Power Transmission, Mutual Inductance Y1 - 2023 SN - 979-8-3503-2060-2 U6 - https://doi.org/10.1109/APWC57320.2023.10297488 SN - 2766-287X SP - 26 EP - 31 PB - IEEE CY - Venice (Italy) ER - TY - RPRT A1 - Stauß, Kilian A1 - Ober, Thorsten T1 - Forschungsprojekt Knaus Tabbert 2 »Test to the Limit« N2 - Zwei Schlagworte haben die Designmethodik der letzten Jahre massiv bestimmt: »Design Thinking« und »Design Build«. In aller Kürze wird mit »Design Thin- king« ein iterativer, nichtlinearer, nichtwissenschaftlicher, aber ziel- gerichteter Entwurfsprozess bezeichnet, in dem in jeder Projekt- phase so schnell als möglich Prototypen gebaut werden, die – oft gemeinsam mit der späteren Nutzergruppe und anderen Beteilig- ten – sofort getestet und evaluiert werden. Mit einher geht damit ein agiler Entwicklungsprozess, der nicht mehr auf lange Zeiträume angelegt wird, sondern sich von einer Prototypen- und Testphase zur nächsten erstreckt. Für den in Jandelsbrunn im Bayerischen Wald angesiedelten Caravan- und Wohnmobil-Hersteller Knaus Tabbert wurde im Winter- semester 2022/2023 ein neuer Bus-Ausbau unter Berücksichti- gung von Leichtbaukriterien, sowie additiver Fertigungsmöglichkei- ten entwickelt und gebaut. Ziel war die Entwicklung eines modu- laren Fahrzeugs, dessen flexible Ausstattung auf den Nutzer und seine vielfältigen Nutzungsszenarien reagieren kann. Folgende Kriterien sollten erfüllt werden: – Im Every Day Mode (ohne modulare Einbauten) sollten zwischen 4 und 7 Personen befördert werden können. – Im Camping Mode (mit modularen Einbauten) sollten immer noch 4 Personen befördert werden können, aber zwischen 2 und 4 Schlafplätze vorhanden sein. – Heutige Nutzer wollen nicht an die Infrastruktur von Campingplätzen gebunden sein. – Ziel der Neukonzeption ist, dass das Fahrzeug und seine Be- nutzer bezüglich Ver- und Entsorgung 72 Stunden autark sein können, im Prinzip über 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 Möbeldesign« der Fakultät IAD sowie mit Studierenden des Bachelorstudiengangs »Holz- technik« aus unterschiedlichen Semestern der Fakultät HTB, um- gesetzt. Die von Beginn an digital entwickelten Entwürfe von 6 Teams wurden mit Cardboard-Engineering im Maßstab 1:1 und gleichzeitig als VR-Modelle untersucht. Aus den Ergebnissen wur- den 2 Entwürfe ausgewählt und von den Studierenden in den Werkstätten der Hochschule als Prototypen im Maßstab 1:1 im realen Fahrzeug umgesetzt. KW - Masterstudiengang Innenarchitektur und Möbeldesign Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:861-opus4-26183 SN - 978-3-944025-44-5 ER - TY - JOUR A1 - Ruppelt, M. A1 - Ott, Holly C. A1 - Fickler, K. T1 - Software-Landschaft in der Möbelbranche - Teil 1 JF - HK – Holz- und Kunststoffverarbeitung KW - Software KW - Möbelproduktion Y1 - 2024 VL - 58 IS - 06 SP - 76 EP - 79 PB - DRW-Verlag ER -