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1. AMARETO-Kolloquium 2018: Vom Werkstoff zum ressourcenschonenden Produkt
No full textThemen wie Verfügbarkeit der Rohstoffe, Materialsubstitution, Umweltverträglichkeit, Schonung der Ressourcen, aber auch Produktionskosten werden immer häufiger als Bewertungskriterien herangezogen. Die Notwendigkeit der intensiven Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachdisziplinen rückt immer mehr in den Mittelpunkt, wenn innovative Lösungen für neue Anwendungen gefragt sind.
Das Projekt AMARETO wurde mit dem Ziel initiiert, im Rahmen einer engen Kooperation der TU Bergakademie Freiberg, der TU Dresden, der TU Chemnitz und des Fraunhofer IWU deren herausragende Spitzenforschung zusammenzuführen und praxisnah umzusetzen, um die anwendungsnahe Forschung weiter voranzutreiben und den wissenschaftlichen Vorlauf in Sachsen wertschöpfend zu verankern. Unter dem Motto »Vom Werkstoff zum ressourcenschonenden Produkt« trafen sich am 31. Mai 2018 Vertreter von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft in Chemnitz zum ersten AMARETO-Kolloquium, um aktuelle Fragestellungen in den Bereichen Werkstoff-, Bauteil und Prozessentwicklung zu diskutieren. Im vorliegenden Tagungsband berichten die Projektmitarbeiter und -leiter gemeinsam über ihre aktuellen Forschungsergebnisse.
Wesentlicher Ansatz des Projekts AMARETO ist es, die im Rahmen der Produktentstehung zu bearbeitenden Teilaufgaben – Entwicklung der Werkstoffe, Gestaltung und Dimensionierung von Bauteilen sowie Erarbeitung von Produktionsstrategien – enger miteinander zu verknüpfen und parallel sowie abgestimmt zu bearbeiten. Dies spiegelt sich im Tagungsband durch die Einbeziehung der Bereiche Smart Material, Smart Design und Smart Production wider.Topics such as availability of raw materials, material substitution, environmental compatibility, conservation of resources, but also production cost are increasingly used as criteria for evaluation. The need for intensive cooperation between different disciplines becomes more and more important when innovative solutions for new applications are required.
The AMARETO project was initiated with the aim of bringing together the outstanding top-level research of TU Bergakademie Freiberg, TU Dresden, TU Chemnitz and Fraunhofer IWU within the framework of close cooperation. A further project goal is the implementation of this research in a practical manner in order to further advance application-oriented research and anchor the scientific lead in Saxony in a value-adding manner. On 31 May, 2018 representatives from politics, industry and science met in Chemnitz for the first AMARETO colloquium under the heading 'From material to resource-saving product' to discuss current issues in the areas of development regarding materials, components and processes. In these conference proceedings, the project members and managers report together on their current research results.
The main approach of the AMARETO project is to closely link the required subtasks of product development with each other - development of materials, design and dimensioning of components as well as the development of production strategies - and to work on them in parallel and in a coordinated manner. This is reflected in the conference proceedings due to the inclusion of the areas of Smart Material, Smart Design and Smart Production
Bildungsmanagement im Innovationsprozess: Eine fallbezogene Untersuchung der Interaktion von Innovations- und Bildungsaktivitäten in Organisationen
Get PDFAuf der Suche nach der Basis von Innovationen rücken zunehmend Lernprozesse in den Vordergrund. Dies führt zu einer Verknüpfung von technologischen Entwicklungen mit Konzepten der Personal-, Organisations- und Kompetenzentwicklung. Dabei wird Bildung gern als Nebenprodukt, Voraussetzung oder Konsequenz technischer, ökonomischer oder sozialer Innovationen behandelt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Ineinandergreifen von Innovations- und Bildungsaktivitäten thematisiert und zur übergreifenden Fragestellung: Wie, wann und warum unterstützen organisationale Bildungsaktivitäten das Hervorbringen von Innovationen?
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wird einer explorativen Forschungsstrategie sowie einer qualitativen Forschungsmethodologie gefolgt. Im Rahmen einer Fallstudie wurden sieben Organisationen untersucht. Durch die Analyse der empirischen Daten konnte das soziale Agieren aufgedeckt sowie eine Tiefenstruktur erarbeitet werden. Die Erkenntnisse führen zur Konstruktion einer Innovationsdidaktik, die eingehend beschrieben wird und mit Implikationen für den Innovationsalltag verknüpft ist.In the search for the basis of innovation, learning processes increasingly emerge in the foreground. This leads to a linkage of technological developments with concepts of personnel, organisational and competence development. Education is often treated as a co-product, prerequisite or consequence of technical, economic or social innovations. Within the present work, the linkage of innovation and education practices is addressed and the general question is: How, when and why do organisational education activities support the production of innovations?
To answer the research questions, an explorative research strategy and a qualitative research methodology will be used. Within the framework of a case study, seven organisations were examined. Through the analysis of the empirical data, social action was uncovered and a depth structure was elaborated. The findings lead to the construction of an innovation didactic, which is described in detail and linked with implications for everyday innovation life
Synthese neuer Allenylisothiocyanate und ihre Folgereaktionen zu 2-Amino-1,3-thiazolen
Get PDFDie vorliegende Arbeit befasst sich in erster Linie mit der Synthese hochreaktiver Allenylisothiocyanate, wobei nicht nur das bereits ausführlich untersuchte Propa-1,2-dienylisothiocyanat – die einfachste Verbindung dieser Substanzklasse – sondern vor allem neue, höher substituierte Allene dargestellt werden sollen. Die Herstellung erfolgt während einer Gasphasenthermolyse (Blitzvakuum- oder Solution-Spray-Blitzvakuumpyrolyse) über die [3,3]-sigmatrope Umlagerung der entsprechenden Propargylthiocyanat-Vorstufen.
Im Anschluss werden die so gewonnenen Allenylisothiocyanate in verschiedenen 2- und 3-Komponenten-Reaktionen eingesetzt. Dabei soll das Hauptaugenmerk auf der Synthese neuer 2-Amino-1,3-thiazol-Strukturen liegen, welche aufgrund ihrer vielseitigen biologischen Wirkung mittlerweile einen hohen Stellenwert in der organischen Chemie einnehmen. Zum besseren Verständnis einiger unklarer mechanistischer Abläufe verschiedener Umsetzungen werden vor allem NMR-spektroskopische Experimente durchgeführt (z. B.: 2D-NMR, Doppel-resonanz-Experimente, Tieftemperatur-NMR-Verfolgung).
Des Weiteren wird der Grundkörper – Propa-1,2-dienylisothiocyanat – mit diversen sterisch gehinderten, sekundären Aminen umgesetzt, wobei die Grenzen der Reaktivität ausgelotet werden sollen. Mit Hilfe der NMR-spektroskopischen Charakterisierung der zuvor synthetisierten 2-Amino-1,3-thiazole wird die Möglichkeit zur Durchführung von Konkurrenz-Reaktionen mit jeweils zwei verschiedenen Aminen eröffnet. Auf diesem Weg können relative Faktoren zum Abschätzen der Bildungsgeschwindigkeiten der Thiazole ermittelt und ähnliche Substituenten hinsichtlich ihres sterischen Anspruchs miteinander verglichen werden
Accurate and efficient numerical methods for nonlocal problems
Get PDFIn this thesis, we study several nonlocal models to obtain their numerical solutions accurately and efficiently. In contrast to the classical (local) partial
differential equation models, these nonlocal models are integro-differential equations that do not contain spatial derivatives. As a result, these nonlocal
models allow their solutions to have discontinuities. Hence, they can be widely used for fracture problems and anisotropic problems.
This thesis mainly includes two parts. The first part focuses on presenting accurate and efficient numerical methods. In this part, we first
introduce three meshless methods including two global schemes, namely the radial basis functions collocation method (RBFCM) and the radial ba-
sis functions-based pseudo-spectral method (RBF-PSM) and a localized scheme, namely the localized radial basis functions-based pseudo-spectral
method (LRBF-PSM), which also gives the development process of the RBF methods from global to local. The comparison of these methods
shows that LRBF-PSM not only avoids the Runge phenomenon but also has similar accuracy to the global scheme. Since the LRBF-PSM uses only
a small subset of points, the calculation consumes less CPU time. Afterwards, we improve this scheme by adding enrichment functions so that it
can be effectively applied to discontinuity problems. This thesis abbreviates this enriched method as LERBF-PSM (Localized enriched radial basis
functions-based pseudo-spectral method).
In the second part, we focus on applying the derived methods from the first part to nonlocal topics of current research, including nonlocal
diffusion models, linear peridynamic models, parabolic/hyperbolic nonlocal phase field models, and nonlocal nonlinear Schrödinger equations
arising in quantum mechanics. The first point worth noting is that in order to verify the meshless nature of LRBF-PSM, we apply this method to
solve a two-dimensional steady-state continuous peridynamic model in regular, irregular (L-shaped and Y-shaped) domains with uniform and non-uniform discretizations and even extend this method to three dimensions. It is also worth noting that before solving nonlinear nonlocal Schrödinger equations, according to the property of the convolution, these partial integro-differential equations are transformed into equivalent or approximate partial differential equations (PDEs) in the whole space and then the LRBF-PSM is used for the spatial discretization in a finite domain with suitable boundary conditions. Therefore, the solutions can be quickly approximated
Steigerung der Effizienz und Leuchtdichtehomogenität von organischen Leuchtdioden mittels Druck- und Laserprozessen
Get PDFDer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung von Technologien und Prozessen, welche die Marktakzeptanz organischer Leuchtdioden (OLED) durch Steigerung der Effizienz und Leuchtdichtehomogenität erhöhen. Dazu werden die Fertigungskosten durch neuartige Herstellungsverfahren reduziert und die Realisierung von effizienten, großflächigen (> 300×300 mm2) und homogen leuchtenden OLED-Modulen in beliebiger Modulform ermöglicht. Um dies zu erreichen, wurden folgende drei Ansätze verfolgt:
1. Die Optimierung der Strukturierung dünner Schichten bei Substraten für die organische Elektronik unter Verwendung der Technologien Siebdruck und Laserablation. Es werden neuartige Druckpasten auf ihre Eigenschaften hin untersucht und deren Eignung für die Substratstrukturierung bei OLEDs mittels Testmodulen elektro-optisch charakterisiert. Weiterhin steht die Verringerung der parasitären Leckströme durch einen optimierten Laserablationsprozess zur Grundelektrodenstrukturierung und einer Variation der Dicke der Löchertransportschicht im Fokus.
2. Die Realisierung einer schattenmasken- und photolithografiefreien seriellen elektrischen Verschaltung von mehreren kleinen OLED-Segmenten zu einem großen Gesamtmodul. Dazu werden ein Verfahren für die Erzeugung einer elektrischen Verbindung zwischen Top- und Grundelektrode sowie zwei hochinnovative Verfahren zur Separation einer vollflächig abgeschiedenen Topelektrode entwickelt und auf ihre Eignung hin validiert.
3. Die Verbesserung der Lichtauskopplung aus OLED-Modulen mittels einer modulinternen Streuschicht. Es werden fünf unterschiedliche Streupartikelarten und zwei Matrixmaterialien untersucht und deren Auswirkungen auf die Lichtauskopplung anhand von OLED-Testmodulen charakterisiert.
Die entwickelten Verfahren und Prozessen basieren auf den Technologien Siebdruck und Laserablation, sind explizit für die Fertigung flexibler Module auf Basis von Trägermaterialien wie Dünnglas oder Polymerfolien sowie einem Rolle-zu-Rolle-Herstellungsverfahren geeignet und können direkt in eine großserientechnische Herstellung von OLED-Modulen überführt werden.The focus of this work is upon the development of technologies and processes to increase the efficiency and brightness homogeneity of organic light-emitting diodes (OLEDs) in order to improve their market acceptance. Additionally, manufacturing costs will be reduced by adopting the new processes and it will be shown that the production of efficient, large-area (up to 300 × 300 mm2) and uniformly bright
OLED modules of an arbitrary shape is possible. To achieve this, three approaches were followed:
1. The optimization of the structuring of thin layers on substrates for organic
electronics using screen printing and laser ablation. To achieve this, the properties of novel printing pastes were determined, and their suitability for structuring substrates was assessed using results from the electro-optical characterization of test modules. Furthermore, the parasitic leakage current was minimized by optimizing the laser ablation process used for the structuring of the bottom electrode, together with the thickness of the hole transport layer.
2. The electrical connection in series of several small OLED segments to make a larger module without the need for shadow masks or photolithographic processes was studied. This included the development of a technique to connect the top and bottom electrodes, as well as two highly innovative methods to produce a completely separated top electrode using structuring by laser ablation. The suitability of these methods for OLED production was confirmed.
3. A scattering layer within the modules was developed to improve the light outcoupling. Five types of scattering particle in two different matrix materials were examined, and the effects of the resulting scattering layer on the outcoupling from an OLED test module were characterized.
The newly developed processes make use of screen printing and laser ablation and are thus well suited to the production of flexible OLED modules using support materials such as thin glass or polymer foils with roll-to-roll processing. Accordingly, such technologies could readily be transferred to the large volume production of OLED modules
Development and Investigation of Bio-based Environmentally Friendly Fire Retardant PLA Composites
No full textIn der vorliegenden Dissertationsarbeit wird auf die Thematik der Entwicklung von Polymerwerkstoffen, basierend auf vollständig natürlichen Resourcen, eingegangen. Die vorliegende Lösung beruht auf der Compoundierung von Polylactid mit unterschiedlich modifizierten Vanillin. Ziel war es, flammschutzwirkende Komponenten einzubringen und die Abhängigkeiten zwischen Zusammensetzung und Eigenschaften aufzuklären. Dem liegt die Absicht zugrunde, optimale Werkstoffe zur Verfügung zu stellen, die sich durch deutlich verbesserte flammhemmende und mechanische bzw. thermo-mechanische Eigenschaften auszeichnen.
Die erzeugten modifizierten Vanillin-Derivate sowie deren Composite wurden hinsichtlich der physikalischen und chemischen Struktur mittels REM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC und Zugversuch charakterisiert. Zur Bestimmung der flammwidrigen Eigenschaften wurden UL-94 V, LOI und CCT durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass System aus PLA und einem Vanillin-Phosphorsäure-Ester in Bezug auf werkstofflichen Eigenschaften insgesamt die optimale Leistung aufwies. Die Materialen ergaben eine verbesserte Zähigkeit und erheblich erhöht flammwidrige Eigenschaften. In einem weiteren Schritt wurden MMT und APP, zwei kommerzielle Flammschutzmittel, mit dem PLA/VP System kombiniert. Die daraus abgeleiteten Resultate bewiesen eine synergistische Wirkung zwischen VP und MMT bzw. APP und führten zu besseren Brandklassen bei LOI und UL-94 Brandtests.The present work demonstrates the development of fully bio-based polymeric composites. It was realized by the compounding of poly(lactic acid) and differently modified vanillin. The aim of this work was to introduce flame retardant components into PLA and to study the flame retardant mechanism. The intention of this approach is the preparation of optimized PLA composites with significantly improved flame retardant, mechanical as well as thermo-mechanical properties.
The modified vanillin and the PLA composites based on those vanillin derivatives were characterized by means of SEM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC and tensile test for their physical and chemical structures. UL-94 V, LOI and CCT were carried out to determine the corresponding flame retardant properties. The results showed that, the PLA/VP system represented the best overall performance. The PLA/VP composite exhibited increased toughness and significantly improved flame retardancy. In addition, two commercialized flame retardants, MMT and APP, were introduced into the PLA/VP system, respectively. It was suggested that there were synergic effects between VP and MMT as well as APP. The combined used flame retardants resulted in an improved classification in UL-94 and LOI tests
Jahresbericht 2018 / Universitätsbibliothek Chemnitz
Get PDFJahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz und des Universitätsarchivs- Berichtsjahr 2018Annual report of the University Library of Chemnitz and the University Archive in 201
Virtual Partial Reconfiguration Framework for the Digilent Nexys 3 Board
Get PDFThe modern embedded system is getting more complicated due to the functional requirements of the system are rapidly increasing. The modern system must have more reliable, as it deals with a lot of data. The distributed systems are used in variety technologies field due to it has more reliable than single control unit. It can transfer task to other processing unit when the one part of system failed while the single control unit failed cause the system to stop operate. The FPGA are being used increasingly in the distributed system due to the benefit of FPGA over microcontroller and ASIC. FPGA is flexible than ASIC due to the ability to reconfiguration its function. FPGA processes the data in parallel, therefore, it computes the data faster than the microcontroller that computes the data in concurrence. The flexibility of FPGA supports the development of reliable distributed system. When one of FPGA failed, the other FPGA can reconfiguration itself to operate on the task of the failed FPGA. The method to reconfigure the FPGA structure is a process of loading new bitstream file into FPGA. For generating variety configurations of distributed system. The developer must develop number of bitstream file according to number of reconfiguration designs. Although the FPGA is flexible and can reconfiguration anytime, the development process of configuration file is a redundancy workload. One FPGA design structure equals one configuration file. This project focus on reduce the redundancy workload, therefore, it can reduce the development time and make the development project launching faster. This virtual partial reconfiguration framework is developed to assist the developer in generating many configuration files without coding. The framework will determine all possible combination of modules and generates all combination design files. One set of the design contain the VHDL file and UCF file. The developer can use these files to synthesise in FPGA vendor development tool and generate bitstream. This virtual partial reconfiguration framework also provides the partial reconfiguration benefits except runtime reconfiguration
Gestaltungsmethodik für Simulationsstudien in Umplanungsprojekten zur Energieeffizienzsteigerung in Fabriken
Get PDFDie effektive sowie effiziente Planung von Energieeffizienzmaßnahmen hat große Bedeutung für Produktionsunternehmen. Die um energetische Betrachtungen erweiterte Materialflusssimulation wird in diesem Kontext zunehmend als Werkzeug zur Untersuchung komplexer Wechselwirkungen von Material- und Energieflüssen in Fabriken eingesetzt. Die vorliegende Arbeit hat die Konzeptionierung und Systematisierung einer Methodik zur Ausgestaltung derartiger Simulationsstudien speziell in Umplanungsprojekten zur Energieeffizienzsteigerung zum Inhalt. Unter besonderer Beachtung entscheidungstheoretischer Ansätze soll es diese ermöglichen, unabhängig von der jeweils eingesetzten Simulationslösung projektspezifische Ausprägungen für die relevanten Gestaltungsaspekte einer Simulationsstudie in diesem Problemfeld zu bestimmen (z. B. zur Art und Weise der Modellierung des Energieverbrauchs). Das entwickelte Lösungskonzept besteht aus einem 13 Schritte umfassenden Vorgehensmodell sowie neun Lösungsmodulen zur Unterstützung von Entscheidungen hinsichtlich der Ausprägung ausgewählter Gestaltungsaspekte. Auf diesem Wege wird der gesamte Prozess von der Entwicklung einer Effizienzmaßnahme über die eigentliche Simulationsanwendung (in Anlehnung an die VDI-Richtlinie 3633 Blatt 1:2014) bis hin zur finalen Investitionsentscheidung unterstützt. Exemplarisch wurde die im Ergebnis der Arbeit stehende Methodik an drei Fallstudien erprobt. Dabei konnten alle definierten Anforderungen erfolgreich geprüft werden.Effective and efficient planning of energy efficiency measures is of great importance to manufacturing companies. Material flow simulation that has been extended to also include energy is increasingly used in this context as a tool for the analysis of complex interactions between material flows and energy flows in factories. This thesis deals with the conception and the systemization of a methodology for designing such simulation studies specifically in re-planning projects that aim for energy efficiency improvements. Taking basic approaches from decision theory into particular consideration, it is intended to provide guidance in deciding on the project-specific manifestation for relevant characteristics of a simulation study in this problem area (e.g. the manner to model energy consumption), regardless of the utilised simulation solution. The developed solution comprises a 13 steps spanning process model as well as nine solution modules to support decisions concerning the choice of manifestation for selected characteristics. In this way, the entire process from the development of an energy efficiency measure through the actual application of simulation (following VDI guideline 3633 Part 1:2014) to the eventual investment decision is assisted. The results of this thesis were exemplarily tested in three case studies. All initially defined requirements could thereby be positively verified
Analyse verschiedener Distanzmetriken zur Messung des Anonymisierungsgrades theta
Get PDFDas bereits existierende Konzept zur Bewertung der Anonymisierung von Testdaten wird in dieser Arbeit weiter untersucht. Dabei zeigen sich die Vor- und Nachteile gegenüber bereits existierenden Distanzmetriken. Weiterführend wird untersucht, welchen Einfluss Parameteränderungen auf die Ergebnisse haben