Bücher aus dem Jahr 2015

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung von Methoden zur rechnergestützten, messtechnisch objektivierten Konstruktion von Epithesen in ihrer dreidimensionalen Form und ihrer Farbgebung auf der Basis optisch-topometrisch und optisch-spektrometrisch gewonnener Daten von Oberflächen. Dabei wurde die Intention verfolgt, die Prozessschritte 3D-Formerfassung, Farbrezeptierung und Quantifizierung der ästhetischen Qualität der Epithese jeweils unter dem Aspekt der Messgenauigkeit objektiv erfassbar zu machen und zu optimieren. Zwei topometrische Messsysteme, eines basierend auf der Streifenprojektion und eines basierend auf der digitalen Bildkorrelation projizierter Laser-Specklemuster, wurden hinsichtlich ihrer 3D-Übertragungsfunktion charakterisiert. Bei der Reproduktion von Hautfarbe durch Rezeptierung war es das Ziel, einen möglichst kleinen Farbabstand zwischen der berechneten Mischung und der nachzustellenden Farbe zu erreichen. Dazu wurden die optischen Eigenschaften der Farbmittel charakterisiert und Berechnungsmethoden speziell für die Epithesenkonstruktion angepasst. Im Rahmen der Zwei-Strahl-Näherung für den Strahlungstransport nach Kubelka/Munk wurden theoretische Modelle für die optischen Prozesse in Schichtsystemen optimiert. Die Gesichtssymmetrie, ein Einflussfaktor auf die Gesichtsästhetik, wurde herangezogen, um die ästhetische Qualität von Epithesen objektiv zu quantifizieren. Verschiedene Methoden zur Ermittlung von Asymmetrieindizes aus der 3D-Form und Farbgebung von Gesichtern wurden entwickelt. Ihre Korrelation mit der wahrgenommenen Symmetrie und Attraktivität wurde durch Befragungen nachgewiesen. (Quelle: Shaker Verlag)

Durch steigende Qualitätsanforderungen getrieben sowie durch ein zunehmendes Qualitätsbewusstsein entsteht in Unternehmen die Forderung, mit Hilfe valider Prüfdaten die Produktion abzusichern. Hierdurch nehmen der Bedarf an Eignungsnachweisen und ebenso der Aufwand durch diese stetig zu. Während die Durchführung eines einzelnen Nachweises in Normen und Richtlinien durchaus behandelt wird, besteht große Nachfrage nach Hilfestellungen, den durch die Vielzahl von Einzelnachweisen resultierenden Aufwand zu reduzieren, da dieser in produzierenden Unternehmen zu großen Herausforderungen führt. In der Arbeit werden Verfahren zum aufwandsreduzierten Eignungsnachweis von Prüfprozessen entwickelt, deren Verlässlichkeit dem Risiko einer Fehlentscheidung durch unsichere Prüfprozesse angepasst werden kann. Der große Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Einzelnachweis, der durch die explizite Betrachtung eines einzelnen Prüfprozesses die größte Verlässlichkeit besitzt, besteht in der risikobasierten Aufwandsreduktion für Eignungsnachweise: Diese kann beispielsweise durch Übertragung, Abschätzung oder implizite Bewertung auf Basis der Prozessfähigkeit erfolgen. Des Weiteren bieten die Verfahren mit der Bewertung der zu erwartenden Fehlentscheidungen durch Überlagerung der Fertigungsprozess- und Prüfprozessstreuung eine Orientierung zur Wahl eines adäquaten Eignungsgrenzwertes. Anhand eines entwickelten Modells für Qualitätsprüfkosten kann die Aufwandsreduktion unter Anwendung der Verfahren auf Beispiele aus der industriellen Praxis bewertet werden. Hiermit beantwortet die Arbeit die Frage, ob die Eignung für eine Vielzahl von Prüfprozessen in Unternehmen mit reduziertem Aufwand gegenüber flächendeckenden Einzelnachweisen nachgewiesen werden kann. Die Forschungsergebnisse gingen in die VDI-Richtlinie 2600 „Prüfprozessmanagement - Identifizierung, Klassifizierung und Eignungsnachweise von Prüfprozessen“ ein, so dass der Industrie heute ein Verfahren zur Verfügung steht, mit dem sie der Herausforderung flächendeckender Eignungsnachweise zur Gewährleistung valider Qualitätsdaten begegnen kann. (Quelle: Apprimus Verlag)

Die zunehmende Miniaturisierung von Systemen bei stetig erhöhter Funktionsdichte ist in vielen verschiedenen Industriezweigen zu beobachten. Diese ist nur durch zahlreiche technologische Sprünge in der Mikro- und Nanotechnik der letzten Jahre möglich geworden. Die Fertigung von immer kleineren Komponenten bei gesteigerten Qualitätsanforderungen stellt daher heutzutage besondere Ansprüche an die dimensionale Messtechnik, welche dabei häufig an ihre Grenzen stößt. Zur Prüfung der Maß-, Form- und Lagekenngrößen solcher Mikrobauteile sind verschiedene Messverfahren und Sensorprinzipien entwickelt worden. Die taktile Messtechnik spielt im Mikrobereich eine wesentliche Rolle für die Messung von deren Qualitätskenngrößen. Insbesondere nutzen taktile Koordinatenmessgeräte sogenannte Taster, um Werkstückoberflächen anzutasten und dadurch einen Rückschluss über diese Qualitätskenngrößen zu ziehen. Die Integration von Mikrotastern an Standard-Koordinatenmessgeräte ist einerseits aus wirtschaftlicher Sicht sehr relevant und andererseits eine technische Herausforderung. Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein piezoresistiver 3D-Mikrotaster weiterentwickelt, sodass im Vergleich zu den Vorgängermodellen deutlich höhere Empfindlichkeitswerte erreicht worden sind. Parallel dazu wurde ein Prozess zur Fertigung von Taststiften mittels Funkenerosion optimiert, sodass monolithische kugelförmige Taststifte mit 50 µm Tastkugeldurchmesser gefertigt werden können. Diese Mikrotaster wurden danach zur Erprobung in ein Verzahnungsmessgerät integriert. Messungen wurden an einer 2 mm Referenzkugel und anschließend an einem Mikroverzahnungsnormal mit verschiedenen Modulen von 1 bis zu 0,1 mm realisiert und innerhalb eines Ringvergleiches mit Kalibrierwerten verglichen. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)

Funktionale Mikrostrukturen tragen zur Optimierung von Produkten bei, wodurch diese effizienter, aber auch hinsichtlich der Tolerierung, der Fertigung und der Qualitätssicherung komplexer werden. Herkömmliche Toleranzkonzepte für die Spezifikation und Verifikation von geometrischen Merkmalen, wie ISO GPS, stoßen im Mikro- und Nanometerbereich an ihre Grenzen, da Wirkzusammenhänge zwischen geometrischen und nicht-geometrischen Merkmalen, welche die Funktionsfähigkeit eines Werkstücks signifikant beeinflussen, nicht mehr ausreichend abgebildet werden können. Im konstruktionsorientierten Verifikationsprozess werden so nur genormte Kenngrößen unabhängig voneinander erfasst und bewertet. Eine ganzheitliche, mehrdimensionale Bewertung erfasster Messdaten hinsichtlich einer funktionsorientierten Konformitätsentscheidung fehlt. Die vorliegende Arbeit zeigt einen Ansatz zur Lösung dieses Defizites mittels einer übertragbaren Methode zur modellbasierten und auf Oberflächenmessdaten beruhenden prädikativen Beurteilung des Grades der zu erwartenden Funktionsfähigkeit strukturierter Oberflächen. Die Grundlage bildet ein mathematisch-physikalisches Modell der Funktion, das funktionale Zusammenhänge einer Mikrostruktur beschreibt und mit dem die Funktionsfähigkeit basierend auf Messwerten prognostiziert wird. Ferner werden zur effizienten Weiterverarbeitung von Messdaten in Simulationen universelle, segmentierungs-basierte Auswerteverfahren für die automatische Merkmalextraktion von Regelgeometrien strukturierter Topografien bereitgestellt. Am Beispiel der Mikrostruktur einer Druckwalze wird demonstriert, dass mit diesem modellbasierten Lösungsansatz funktional wichtige Parameter identifiziert werden können und die Funktionsfähigkeit der Topografie fundierter beurteilt werden kann. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)

Zur Effizienz- und Produktivitätssteigerung setzen Industrieunternehmen auf den Aufbau durchgehender Prozessketten, wie die zunehmende Verknüpfung von CAx-Softwaresystemen und ihrer Methoden. Ein Beispiel dafür ist der unternehmensinterne Aufbau einer durchgehenden CAD-CAM-NC-Prozesskette. Sie ermöglicht eine Feature-basierte NC-Programmierung von CNC-Werkzeugmaschinen mit Hilfe von standardisierten Bearbeitungsstrategien und bestehender CAD-Daten des Roh- und Fertigteils bzw. der Fertigungshilfsmittel. Die vorliegende Publikation befasst sich mit der Erarbeitung von Lösungsansätzen zur Erweiterung jener Prozessketten auf den Bereich der Qualitätsprüfung. Auf Basis bestehender Ansätze werden Wege aufgezeigt, die eine automatisierte Erstellung von Messprogrammen zur Steuerung von 3D-Koordinatenmessgeräten ermöglichen. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)

Dieses sehr praxisnahe Lehrbuch zeigt anschaulich die Entwicklung, und Zusammenhänge der Mess- und Prüfverfahren für industriell hergestellte Produkte. Schwerpunkte liegen auf den fertigungs- und prozessorientierten Verfahren sowie auf den berührungslosen, optischen Verfahren. Vermittelt werden die Grundlagen der Messtechnik, wie sie in Industrie und Technik Anwendung finden und bei der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung wie auch in der Praxis immer wieder benötigt werden. Die aktuelle Auflage wurde um moderne Trends in der Fertigungsmesstechnik ergänzt. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)

Das Prüfmittelmanagement umfasst die Beschaffung, die Eignung, den Einsatz und die Überwachung der Prüfmittel und ist damit zentraler Bestandteil des Qualitätsmanagements. Denn nur wenn die richtigen Prüfmittel das Richtige messen und das Ergebnis auch valide ist, können Qualität und Zuverlässigkeit erfolgreich sichergestellt werden. Dieses Werk vermittelt die Grundlagen, zeigt, wie sich Prüfprozesse planen und einführen lassen, wie Prüfmittel metrologisch bestätigt sowie erfolgreich verwaltet und überwacht werden, wie Messunsicherheitsanalysen oder Messsystemanalysen durchgeführt werden, welche Normen für das Prüfmittelmanagement relevant sind und wie die Anforderungen der ISO 9001 erfüllt werden. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)

Alle Tagungsbeiträge der 14. Oldenburger 3D-Tage vom 4. bis 5. Februar 2015 - Neueste Forschungsergebnisse und Anwendungsbeispiele aus Photogrammetrie, Laserscanning und optischer 3D-Messtechnik - Themenschwerpunkte: Dynamische Prozesse, Oberflächenerfassung und Modellierung, Navigation von Objekten und Sensoren, Mobile Systeme und Plattformen, Neue Sensoren und Systeme, Messunsicherheit und Standardisierung Das Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik der Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth veranstaltet im Februar 2015 die 14. Oldenburger 3D-Tage. Diese Veranstaltung bildet eine wichtige Plattform für Experten der Bereiche Photogrammetrie, Geodäsie und industrieller Messtechnik. Die Veranstaltung gilt sie als eine der wichtigen in diesem Bereich. Die aktuellen Beiträge dokumentieren die neuesten Forschungsergebnisse und Anwendungsbeispiele aus Wissenschaft und Praxis, die in dieser Form kaum zu finden sind. (Quelle: Deutsche Nationalbibliothek)