Prozesstemperaturregelung in der laserunterstützten Verarbeitung von faserverstärkten thermoplastischen Verbundkunststoffen: = Process temperature control in laser-assisted processing of fiber-reinforced thermoplastic composites
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Apprimus Verlag
2022
|
| Edition: | 1. Auflage |
| Series: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
Band 35/2022 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Volltext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | VIII, 146 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 252 g |
| ISBN: | 9783985551163 3985551162 |
| DOI: | 10.18154/RWTH-2022-09680 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
CONTENT
1
EINLEITUNG
....................................................................................................................
1
2
STAND
DER
TECHNIK
IN
FORSCHUNG
UND
INDUSTRIE
...................................................
5
2.1
FASERVERBUNDKUNSTSTOFFE
...................................................................................
5
2.2
VERARBEITUNG
VON
UD-HALBZEUGEN
...................................................................
7
2.2.1
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
SYSTEME
FUER
2D
BIS
2,5D
LAMINATE
....
8
2.2.2
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
SYSTEME
FUER
3D
LAMINATE
..................
13
2.3
WAERMEQUELLEN
FUER
DAS
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
.....................................
18
2.4
TEMPERATURERFASSUNG
IM
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
.................................
19
2.5
TEMPERATURREGELUNG
UND
BILDVERARBEITUNG
FUER
AFP
......................................
23
2.5.1
TEMPERATURREGELUNGSKONZEPTE
.........................................................
24
2.5.2
BILDVERARBEITUNG
IM
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
............................
33
2.6
FAZIT
ZUM
STAND
DER
TECHNIK
IN
FORSCHUNG
UND
INDUSTRIE
...........................
37
3
ZIELSETZUNG,
AUFGABENSTELLUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.........................
39
4
LASERUNTERSTUETZTE
TAPE-VERARBEITUNG
UND
WICHTIGE
PROZESSGROESSEN
............
41
4.1
UEBERSICHT
DES
TAPE-VERARBEITUNGSPROZESSES
...............................................
41
4.2
DISKUSSION
VON
PROZESSGROESSEN
MIT
EINFLUSS
AUF
DIE
TEMPERATURREGELUNG.
..46
4.2.1
VERARBEITUNGSTEMPERATUR
UND
LASERLEISTUNG
.....................................
48
4.2.2
EINSTRAHLVERHAELTNISSE
............................................................................
50
4.2.3
VERARBEITUNGSGESCHWINDIGKEIT
.............................................................
51
4.2.4
THERMODYNAMISCHE
BETRACHTUNG
.......................................................
52
4.3
DISKUSSION
WEITERER
PROZESSGROESSEN
MIT
EINFLUSS
AUF
DIE
ERZIELBARE
BAUTEILQUALITAET
....................................................................................................56
4.3.1
KONSOLIDIERUNGSKRAFT
...........................................................................
56
4.3.2
TAPE-SPANNUNG
..................................................................................
57
4.4
DISKUSSION
VERSCHIEDENER
PROZESSABSCHNITTE
...............................................
57
4.5
ZWISCHENFAZIT
...................................................................................................
60
5
ENTWICKLUNG
EINES
MODULAREN
STEUERUNGSSYSTEMS
.........................................
61
5.1
SYSTEMARCHITEKTUR
............................................................................................
61
5.1.1
TAPE-VERARBEITUNGSKOPF
......................................................................
62
5.1.2
INDUSTRIEROBOTER
....................................................................................
62
5.1.3
DIODENLASER
..........................................................................................
63
5.2
MODULARE
STRUKTUR
DES
STEUERUNGSSYSTEMS
....................................................
63
5.2.1
ALLGEMEINE
STRUKTUR
.............................................................................
64
5.2.2
KONSOLIDIERUNGSEINHEIT
........................................................................64
5.2.3
SCHNEIDEINHEIT
......................................................................................
65
5.2.4
TAPE-VORSCHUB
.....................................................................................
65
5.2.5
TAPE-GESCHWINDIGKEIT
.........................................................................
66
II
VERZEICHNISSE
5.2.6
TAPE-SPANNUNG
...................................................................................
66
5.2.7
HEIZSYSTEM
............................................................................................
66
5.2.8
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
................................................................
68
5.2.9
BILDERFASSUNG
UND
BILDVERARBEITUNG
....................................................
68
5.2.10
PROZESSDATENERFASSUNG
......................................................................
68
5.2.11
REZEPTURVERWALTUNG
.............................................................................
69
5.2.12
KOMMUNIKATION
MIT
DEM
INDUSTRIEROBOTER
..........................................
69
6
ERFASSUNG
UND
VERARBEITUNG
THERMOGRAFISCHER
PROZESSINFORMATIONEN
........
71
6.1
VERSUCHSMETHODIK
............................................................................................
71
6.1.1
PROZESSVERSUCHE
ZUR
PROZESSDATENERFASSUNG
.................................
72
6.2
DATENERFASSUNG
WAEHREND
DER
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
..................................
73
6.3
DATENANALYSE
....................................................................................................
75
6.3.1
BILDANALYSE
............................................................................................
75
6.3.2
VORBEREITUNG
DER
BILDVERARBEITUNG
......................................................
83
6.4
ZWISCHENFAZIT
....................................................................................................
85
6.5
UMSETZUNG
EINER
TEMPERATURREGELUNGSSTRATEGIE
..........................................
86
6.5.1
PROGRAMMSTRUKTUR
................................................................................
86
6.5.2
KAMERASTEUERUNG
.................................................................................
87
6.5.3
BILDVERARBEITUNG
...................................................................................
89
6.5.4
ANALYSE
DER
REGELSTRECKE
...................................................................
94
6.5.5
MODELLIERUNG
DER
REGELSTRECKE
..........................................................
102
6.5.6
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
..............................................................
104
6.5.7
TEMPERATURDIFFERENZREGELUNG
FUER
LASEREINSTRAHLVERHAELTNISSE
.......
110
6.5.8
BETRACHTUNG
DER
WIRKZUSAMMENHAENGE
IM
REGELKREIS
...................
111
6.6
DISKUSSION
ALTERNATIVER
IMPLEMENTIERUNGSMETHODEN
..................................
113
6.6.1
NUTZUNG
VON
GRAFIKPROZESSOREN
FUER
DIE
DIGITALE
BILDVERARBEITUNG.
113
6.6.2
NUTZUNG
VON
LIZENZKOSTENFREIEN
ODER
QUELLOFFENEN
SOFTWAREBIBLIOTHEKEN
FUER
DIE
BILDERFASSUNG
UND
-VERARBEITUNG
....
114
6.6.3
NUTZUNG
VON
LIZENZKOSTENFREIEN
ODER
QUELLOFFENEN
INFERENZMASCHINEN
FUER
DIE
AUSFUEHRUNG
DES
TRAINIERTEN
TEMPERATURREGLERS
.............................................................................
115
7
PROZESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNG
ALS
MACHBARKEITSNACHWEIS
.....................
117
7.1
EXPERIMENTELLE
VALIDIERUNG
.............................................................................
118
7.2
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
.............................................................................
119
7.2.1
VALIDIERUNG
UND
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
DIGITALEN
BILDVERARBEITUNG
................................................................................
119
7.2.2
VALIDIERUNG
UND
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
.............................................................
121
7.3
ZWISCHENFAZIT
...................................................................................................
125
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
........................................................................127
9
LITERATURVERZEICHNIS
................................................................................................
131
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
CONTENT
1
EINLEITUNG
.
1
2
STAND
DER
TECHNIK
IN
FORSCHUNG
UND
INDUSTRIE
.
5
2.1
FASERVERBUNDKUNSTSTOFFE
.
5
2.2
VERARBEITUNG
VON
UD-HALBZEUGEN
.
7
2.2.1
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
SYSTEME
FUER
2D
BIS
2,5D
LAMINATE
.
8
2.2.2
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
SYSTEME
FUER
3D
LAMINATE
.
13
2.3
WAERMEQUELLEN
FUER
DAS
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
.
18
2.4
TEMPERATURERFASSUNG
IM
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
.
19
2.5
TEMPERATURREGELUNG
UND
BILDVERARBEITUNG
FUER
AFP
.
23
2.5.1
TEMPERATURREGELUNGSKONZEPTE
.
24
2.5.2
BILDVERARBEITUNG
IM
AUTOMATED
FIBER
PLACEMENT
.
33
2.6
FAZIT
ZUM
STAND
DER
TECHNIK
IN
FORSCHUNG
UND
INDUSTRIE
.
37
3
ZIELSETZUNG,
AUFGABENSTELLUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
39
4
LASERUNTERSTUETZTE
TAPE-VERARBEITUNG
UND
WICHTIGE
PROZESSGROESSEN
.
41
4.1
UEBERSICHT
DES
TAPE-VERARBEITUNGSPROZESSES
.
41
4.2
DISKUSSION
VON
PROZESSGROESSEN
MIT
EINFLUSS
AUF
DIE
TEMPERATURREGELUNG.
.46
4.2.1
VERARBEITUNGSTEMPERATUR
UND
LASERLEISTUNG
.
48
4.2.2
EINSTRAHLVERHAELTNISSE
.
50
4.2.3
VERARBEITUNGSGESCHWINDIGKEIT
.
51
4.2.4
THERMODYNAMISCHE
BETRACHTUNG
.
52
4.3
DISKUSSION
WEITERER
PROZESSGROESSEN
MIT
EINFLUSS
AUF
DIE
ERZIELBARE
BAUTEILQUALITAET
.56
4.3.1
KONSOLIDIERUNGSKRAFT
.
56
4.3.2
TAPE-SPANNUNG
.
57
4.4
DISKUSSION
VERSCHIEDENER
PROZESSABSCHNITTE
.
57
4.5
ZWISCHENFAZIT
.
60
5
ENTWICKLUNG
EINES
MODULAREN
STEUERUNGSSYSTEMS
.
61
5.1
SYSTEMARCHITEKTUR
.
61
5.1.1
TAPE-VERARBEITUNGSKOPF
.
62
5.1.2
INDUSTRIEROBOTER
.
62
5.1.3
DIODENLASER
.
63
5.2
MODULARE
STRUKTUR
DES
STEUERUNGSSYSTEMS
.
63
5.2.1
ALLGEMEINE
STRUKTUR
.
64
5.2.2
KONSOLIDIERUNGSEINHEIT
.64
5.2.3
SCHNEIDEINHEIT
.
65
5.2.4
TAPE-VORSCHUB
.
65
5.2.5
TAPE-GESCHWINDIGKEIT
.
66
II
VERZEICHNISSE
5.2.6
TAPE-SPANNUNG
.
66
5.2.7
HEIZSYSTEM
.
66
5.2.8
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
.
68
5.2.9
BILDERFASSUNG
UND
BILDVERARBEITUNG
.
68
5.2.10
PROZESSDATENERFASSUNG
.
68
5.2.11
REZEPTURVERWALTUNG
.
69
5.2.12
KOMMUNIKATION
MIT
DEM
INDUSTRIEROBOTER
.
69
6
ERFASSUNG
UND
VERARBEITUNG
THERMOGRAFISCHER
PROZESSINFORMATIONEN
.
71
6.1
VERSUCHSMETHODIK
.
71
6.1.1
PROZESSVERSUCHE
ZUR
PROZESSDATENERFASSUNG
.
72
6.2
DATENERFASSUNG
WAEHREND
DER
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
73
6.3
DATENANALYSE
.
75
6.3.1
BILDANALYSE
.
75
6.3.2
VORBEREITUNG
DER
BILDVERARBEITUNG
.
83
6.4
ZWISCHENFAZIT
.
85
6.5
UMSETZUNG
EINER
TEMPERATURREGELUNGSSTRATEGIE
.
86
6.5.1
PROGRAMMSTRUKTUR
.
86
6.5.2
KAMERASTEUERUNG
.
87
6.5.3
BILDVERARBEITUNG
.
89
6.5.4
ANALYSE
DER
REGELSTRECKE
.
94
6.5.5
MODELLIERUNG
DER
REGELSTRECKE
.
102
6.5.6
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
.
104
6.5.7
TEMPERATURDIFFERENZREGELUNG
FUER
LASEREINSTRAHLVERHAELTNISSE
.
110
6.5.8
BETRACHTUNG
DER
WIRKZUSAMMENHAENGE
IM
REGELKREIS
.
111
6.6
DISKUSSION
ALTERNATIVER
IMPLEMENTIERUNGSMETHODEN
.
113
6.6.1
NUTZUNG
VON
GRAFIKPROZESSOREN
FUER
DIE
DIGITALE
BILDVERARBEITUNG.
113
6.6.2
NUTZUNG
VON
LIZENZKOSTENFREIEN
ODER
QUELLOFFENEN
SOFTWAREBIBLIOTHEKEN
FUER
DIE
BILDERFASSUNG
UND
-VERARBEITUNG
.
114
6.6.3
NUTZUNG
VON
LIZENZKOSTENFREIEN
ODER
QUELLOFFENEN
INFERENZMASCHINEN
FUER
DIE
AUSFUEHRUNG
DES
TRAINIERTEN
TEMPERATURREGLERS
.
115
7
PROZESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNG
ALS
MACHBARKEITSNACHWEIS
.
117
7.1
EXPERIMENTELLE
VALIDIERUNG
.
118
7.2
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
.
119
7.2.1
VALIDIERUNG
UND
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
DIGITALEN
BILDVERARBEITUNG
.
119
7.2.2
VALIDIERUNG
UND
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
PROZESSTEMPERATURREGELUNG
.
121
7.3
ZWISCHENFAZIT
.
125
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.127
9
LITERATURVERZEICHNIS
.
131 |
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