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Simulationsbasierte Prozessauslegung des Hohlprägewalzens zur umformtechnischen Herstellung von Bipolarhalbplatten
No full textFür die Ausweitung der Wasserstoffnutzung als Energieträger in verschiedenen Anwendungsszenarien ist die kostengünstige Produktion von Bipolarhalbplatten (BPHP) für Brennstoffzellen von entscheidender Bedeutung. Kontinuierliche Walzverfahren gelten aufgrund der größeren Produktionsraten gegenüber etablierten Umformverfahren als vielversprechender Ansatz zur Kostensenkung. Allerdings ist der Technologiereifegrad aufgrund zahlreicher offener technologischer Fragestellungen derzeit noch zu gering für eine industrielle Serienproduktion. Aufbauend auf den Defiziten und offenen Fragestellungen des derzeitigen Standes der Wissenschaft und Technik wird in der vorliegenden Arbeit ein effizienter Modellierungsansatz für die FE-Simulation des Hohlprägewalzens entwickelt und dieser an diskontinuierlichen Flussfelddesigns validiert. Die prognostizierte BPHP-Qualität wird anschließend mit Bezug auf etablierte Umformverfahren bewertet und durch technologische Maßnahmen verbessert. Die abgeleiteten Wirkzusammenhänge und relevanten Prozessparameter dienen einer Vertiefung des Prozessverständnisses und sind zugleich Grundlage für die zukünftige Anlagenentwicklung einer BPHP-Umformung durch Hohlprägewalzen.:1 Einleitung
2 Stand der Wissenschaft und Technik
2.1 Aufbau und Wirkungsweise von PEM-Brennstoffzellen
2.2 Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen
2.2.1 Funktionen, Anforderungen und Werkstoffe
2.2.2 Flussfeldgestaltung und Kanalquerschnitte metallischer Bipolarhalbplatten
2.3 Anforderungen an die umformtechnische Herstellung metallischer Bipolarhalbplatten
2.4 Konventionelle Verfahren zur Umformung metallischer Bipolarhalbplatten
2.4.1 Hochdruckblechumformung
2.4.2 Hohlprägen
2.4.3 Prägen mit Elastomerwerkzeugen
2.5 Walzverfahren zur Umformung metallischer Bipolarhalbplatten
2.6 FE-Simulation im Kontext der Bipolarhalbplatten-Umformung
2.6.1 Herausforderungen der Umformsimulation von Bipolarhalbplatten
2.6.2 Simulation von konventionellen Verfahren zur Bipolarhalbplatten-Umformung
2.6.3 Simulation von Walzverfahren zur Bipolarhalbplatten-Umformung
2.7 Werkstoffprüfung und -modellierung dünner metallischer Bänder
2.8 Größeneffekte der Mikroumformung
2.9 Zusammenfassung des Standes der Wissenschaft und Technik
3 Zielsetzung und Vorgehensweise
4 Effiziente Modellierung des Hohlprägewalzens
4.1 Werkstoffcharakterisierung und -modellierung
4.1.1 Untersuchungswerkstoff und Methoden zur mechanischen Charakterisierung
4.1.2 Quasistatische und Hochgeschwindigkeits-Zugversuche
4.1.3 Bulge-Versuche
4.1.4 Modellierung des elastisch-plastischen Werkstoffverhaltens
4.2 Einführung einer Validierungsgeometrie und Aufbau eines Referenzmodells
4.3 Ergebnisse der Referenzsimulation
4.4 Vergleich und Auswahl der Modellrandbedingung zur Reduzierung der Berechnungszeit
4.4.1 Analyse der Berechnungsanteile der expliziten Referenzsimulation
4.4.2 Zeitliche Beschleunigung und Massenskalierung
4.4.3 Diskretisierung des Bandabschnittes
4.4.4 Diskretisierung der Walzensegmente
4.4.5 Kontaktmodellierung
4.5 Zusammenfassung der identifizierten Vorzugsvarianten für eine effiziente Modellbildung
5 Modellvalidierung und Optimierung
5.1 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung
5.2 Versuchsauswertung und Ergebnisse der Hohlprägewalzversuche
5.3 Validierung des Simulationsmodells
5.3.1 Flächenrückführung und Modellrandbedingungen
5.3.2 Analyse der elastischen Walzendurchbiegung
5.3.3 Vergleich zwischen experimentellen Ergebnissen und Simulationsergebnissen bei einer angenommenen konstanten Walzspaltänderung
5.4 Optimierung des Simulationsmodells durch Abbildung der lastabhängigen Walzspaltänderung
5.4.1 Einführung der Feder-Dämpfer-Modelle mit optionaler Klemmkraftabbildung
5.4.2 Vergleich der Simulationsergebnisse zwischen den Modellansätzen
5.4.3 Validierung der optimierten Modellansätze an den experimentellen Daten
5.4.4 Abschließende Bemerkungen zur Modelloptimierung und Fehlerbetrachtung
6 Sensitivitätsuntersuchungen zur Robustheitsbewertung
6.1 Zielstellung und Randbedingungen
6.2 Bedeutung der dehnratenabhängigen Modellierung der Fließeigenschaften des Werkstoffes
6.3 Auswirkungen von Fehlpositionierungen der Walzen
6.4 Einfluss der Klemmkraft und Federsteifigkeit
6.5 Sensitivitäten infolge von Blechdickenänderungen und fertigungsbedingten Walzspaltänderungen
6.6 Sensitivitäten durch veränderte Reibungskoeffizienten
7 Technologische Optimierung des Hohlprägewalzens
7.1 Auswahl von Bipolarhalbplatten-Demonstratoren unterschiedlicher Größe
7.2 Simulation konventioneller Umformformtechnologien als Referenz
7.2.1 Modellaufbau und Randbedingungen
7.2.2 Betrachtete Auswertekriterien für den systematischen Ergebnisvergleich
7.2.3 Ergebnisse der konventionellen Umformtechnologien im Vergleich
7.3 Simulation des Hohlprägewalzens
7.3.1 Analyse der Walzenelastizität
7.3.2 Modellaufbau und Randbedingungen der Hohlprägewalzsimulation
7.3.3 Ergebnisse der Referenzsimulation mit Bandzugspannung
7.4 Diskussion technologischer Optimierungsansätze
7.4.1 Einfluss der Bandzugspannung auf der Einlass- und Auslassseite
7.4.2 Kompensation der Walzspaltänderung durch Klemmkraftvergrößerung
7.4.3 Walzendurchmesser
7.4.4 Bandbreite
7.4.5 Bandführung
7.4.6 Sickengeometrien im Randbereich
7.5 Übertragung der Optimierungsansätze auf das Referenzdesign und Ergebnisbewertung mit Bezug zu konventionellen Umformverfahren
7.6 Abschließende technologische Bewertung
8 Zusammenfassung und Ausblick
Literaturverzeichni
Model Based Investigation on Drive Train Performance of a Heavy-Duty Fuel Cell Truck Focusing on the Fuel Cell Air Delivery System
No full textFuel cells are considered to be a crucial building block of future hydrogen-based energy utilization systems. Heavy-duty vehicles, such as buses and trucks, with fuel cell drive trains can already today provide not only ecologic but also economic benefit. For the proper dimensioning and designs of fuel cell drive trains the modeling and simulation of these vehicles is indispensable. This paper outlines
some results of the investigations conducted in the research project BZ_Turbolader by TU Chemnitz, IHI Charging System Intl GmbH (ICSI) and Silver Atena GmbH. These partners cooperated in order to develop an Air compressor that is driven by an electric motor and allows Recuperation (AC+eR) to efficiently supply air for the fuel cell. Its influence on the performance of the fuel cell system, the overall power train and vehicle efficiency is investigated. A forward simulation in MATLAB/Simulink has been implemented comprising all essential subsystems of a 40t heavy-duty fuel cell truck. Since this project focused on the air delivery system of the fuel cell one crucial sub-model is the air path submodel consisting of compressor and turbine, its electrical power unit, but also other flow elements such as back-pressure valves and by-passes, humidifiers, air coolers and water separators. The air path model, developed by ICSI, has been programmed in MATLAB® to keep effort and costs for users low. In a first step, a 0-dimensional thermodynamics and flow simulation approach using orifices and flow volumes was chosen to have lowest simulation times while still having dynamic system behavior modelled. Silver Atena implemented the submodels for the AC+eR motor and inverter and other power electronics, such as DC/DC converters. TU Chemnitz implemented the vehicle model and integrated the air path and electrical models developed by ICSI and Silver Atena, respectively.:1 Introduction
2 Material and Methods
3 Results
4 Conclusion
Acknowledgements
Reference
Planung nicht-linearer Montageprozesse mit ereignisdiskreter Simulation und Metaheuristik
No full textEine energie-, zeit- und kosteneffiziente Montage von textilen Produkten kann neben
technologischen Weiterentwicklungen durch eine geeignete Montageplanung erzielt
werden. In dem Vortrag wird eine algorithmische, automatisierbare Planungsmethode
vorgestellt, welche eine ereignisdiskrete Simulation des Montageprozesses beinhaltet.
Die Planungsaufgabe ist auf die zeitliche Anordnung von Montageoperationen und auf die
Zuordnung von Operationen zu Werkzeugen beschränkt. Der Montageprozess kann nicht-
linear sein, d.h. es können zu jeder Zeit mehrere Baugruppen existieren und mehrere
Operationen können simultan mit jeweils unterschiedlichen Werkzeugen an getrennten
Unterbaugruppen ausgeführt werden. Das Ziel ist die Ermittlung einer
Operationsreihenfolge mit zugeordneten Werkzeugen, auf deren Grundlage die parallele
Montage an möglichst vielen Baugruppen erfolgt und wenige Transporte von Baugruppen
zwischen Werkzeugen stattfinden müssen.
Im Rahmen der Planung wird die Metaheuristik Ant Colony Optimization angewendet, mit
welcher die stochastische Generierung unterschiedlicher Montagepläne sowie die Suche
nach einem möglichst optimalen Plan im Sinne der genannten Kriterien ermöglicht wird. Ein
generierter Montageplan wird in einer ereignisdiskreten Simulation des korrespondierenden
Montageprozesses bewertet. Das Bewertungsergebnis steht zusammen mit dem
Montageplan für die stochastische Suche der Ant Colony Optimization in einem
Entscheidungsbaum zur Verfügung.
Die Methode ist für alle Produktionsplanungsaufgaben anwendbar, welche die zuvor
beschriebenen Charakteristika aufweisen.Energy, time and cost-efficient assembly of textile products can be achieved through
technological advancements as well as suitable assembly scheduling. The presentation will
introduce an algorithmic, automatable scheduling method that includes a discrete event
simulation of the assembly process.
The scheduling task is limited to the temporal sequence of assembly operations and the
assignment of operations to tools. The assembly process can be non-linear, i.e. several
subassemblies can exist at any time and several operations can be carried out
simultaneously with different tools on separate subassemblies. The objective is to
determine an operation sequence with assigned tools, upon which parallel assembly is
conducted on as many subassemblies as possible and fewest transports of subassemblies
between tools have to take place.
The Ant Colony Optimization metaheuristic is used in the scheduling process, which
enables the stochastic generation of different assembly plans and the search for the best
possible plan in terms of the mentioned criteria. A generated assembly plan is evaluated in
a discrete event simulation of the corresponding assembly process. The evaluation result is
available together with the assembly plan for the stochastic search of the Ant Colony
Optimization in a decision tree.
The method is applicable for all production and assembly scheduling tasks with the
mentioned characteristics
Photonische und phononische Kristalle mit Parameterfunktionen unterschiedlichen Formverlaufs
No full textDiese Arbeit widmet sich der Untersuchung der Licht- und Schallausbreitung in photonischen und phononischen Kristallen und verbindet theoretische Modellierung mit experimenteller Validierung. Den Ausgangspunkt bildet die Herleitung grundlegender Gleichungen in Kapitel 2, um eine konsistente Beschreibung für Licht- und Schallwellen zu ermöglichen. Darauf aufbauend behandelt Kapitel 3 die physikalische Charakterisierung der spezifischen Wellenausbreitung in Kristallgittern und erklärt die damit verbundenen Phänomene – primär die Entstehung verbotener Frequenzbereiche. Kapitel 4 konzentriert sich auf die Präsentation experimenteller und insbesondere numerischer Methoden, die zur Generierung physikalisch relevanter Ergebnisse dienen. Diese methodischen Ausführungen bilden das Fundament für die drei nachfolgenden Kapitel, in denen die zentralen Entdeckungen der Arbeit vorgestellt werden; das wichtigste Instrument zur Analyse und zum Verständnis der Physik in künstlichen Kristallen ist dabei die auf dem Bloch-Theorem basierende Bandstruktur. Kapitel 5 behandelt einen neuartigen künstlichen Kristall, dessen räumliche Parameterfunktion einen ungewöhnlichen Verlauf aufweist. Diese Konfiguration eröffnet neue Perspektiven für Anwendungen – vorwiegend im Kontext phononischer Kristalle. Aufbauend darauf konzentriert sich Kapitel 6 auf die physikalische Analyse der zugrundeliegenden Mechanismen. Es stellt sich heraus, dass die Struktur gegen ein wesentlich einfacheres, leicht herstellbares System konvergiert. Daraufhin folgt die numerische Berechnung von Transmissionsspektren und zugehörigen Feldverteilungen innerhalb der Einheitszelle, begleitet von der erfolgreichen experimentellen Realisierung des neuen Konzepts. Kapitel 7 hebt sich thematisch von den vorigen ab; dort treffen Physik und Kunst aufeinander. Im Scheinwerferlicht steht ein Chemnitzer Stelen-Kunstwerk, das die Eigenschaften eines zweidimensionalen, finiten künstlichen Kristalls aufweist. Die interne Licht- und Schallausbreitung wird sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht. Insgesamt vereint die vorliegende Arbeit numerische und experimentelle Ansätze, um das Verständnis von Licht- und Schallausbreitung in neuartigen periodischen Strukturen zu erweitern. Ausgangspunkt bilden numerisch berechnete Bandstrukturen – zugehörige Experimente demonstrieren die praktische Umsetzbarkeit.:1 Einleitung
2 Mathematische Beschreibung von Licht und mechanischen Wellen
3 Grundlagen zur Physik in Kristallgittern
4 Numerische und experimentelle Methoden
5 Kristalle mit quasi-kontinuierlicher Parameterfunktion
6 Kristalle aus einander berührenden Streuern
7 Licht und Schall in einem Chemnitzer Stelen-Kunstwerk
8 Zusammenfassung und Ausblic
Forschung für eine nachhaltigere Kunststofftechnik: Von Duroplastspritzguss über reversibles Fügen bis Mikroplastik
No full textIm Fokus dieses Beitrags stehen drei aktuelle Forschungsansätze der Professur Kunststofftechnik der TU Chemnitz zur Förderung einer nachhaltigeren Kunststofftechnik. Der erste Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines großserientauglichen Produktionsverfahrens zur Herstellung duroplastischer Bauteile im Spritzguss ohne Materialverlust. Die Umsetzung erfolgt über eine innovative Werkzeugkonstruktion mit Kaltkanalverteilersystem, welche die Aushärtung des Materials in den Angusskanälen bis hin zum Formnest unterdrückt und damit zur Verbesserung der Ressourcen- und Energieeffizienz des Duroplastspritzgießens beiträgt. Zweitens wird ein neuartiges reversibles Heißluftnietverfahren vorgestellt, das durch den Einsatz strahlenvernetzter Thermoplaste eine zerstörungsfreie Demontage von Bauteilverbindungen ermöglicht und damit einen vielversprechenden Ansatz für kreislauffähige Konstruktionen darstellt. Drittens widmet sich die Forschung der realitätsnahen Generierung und Analyse von Mikroplastik, unter anderem durch künstliche UV-Bewitterung von Polyethylen-Folien und deren Charakterisierung mittels Dichteanalyse und Infrarotspektroskopie. Die Ergebnisse tragen dazu bei, sowohl ökologische Auswirkungen besser zu verstehen als auch die Materialidentifikation in der Umwelt zu verbessern. Zusammengenommen verdeutlichen die vorgestellten Arbeiten, wie durch material- und prozesstechnische Innovationen ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und Ressourcenschonung geleistet werden kann
Bimodal moment-by-moment coupling in perceptual multistability
No full textMultistable perception occurs in all sensory modalities, and there is ongoing theoretical debate about whether there are overarching mechanisms driving multistability across modalities. Here we study whether multistable percepts are coupled across vision and audition on a moment-by-moment basis. To assess perception simultaneously for both modalities without provoking a dual-task situation, we query auditory perception by direct report, while measuring visual perception indirectly via eye movements. A support-vector-machine (SVM)–based classifier allows us to decode visual perception from the eye-tracking data on a moment-by-moment basis. For each timepoint, we compare visual percept (SVM output) and auditory percept (report) and quantify the co-occurrence of integrated (one-object) or segregated (two-objects) interpretations in the two modalities. Our results show an above-chance coupling of auditory and visual perceptual interpretations. By titrating stimulus parameters toward an approximately symmetric distribution of integrated and segregated percepts for each modality and individual, we minimize the amount of coupling expected by chance. Because of the nature of our task, we can rule out that the coupling stems from postperceptual levels (i.e., decision or response interference). Our results thus indicate moment-by-moment perceptual coupling in the resolution of visual and auditory multistability, lending support to theories that postulate joint mechanisms for multistable perception across the senses
Cultural Policy against the Grain 流れに逆らう文化政策: liber amicorum for Matthias Theodor Vogt in honour of his 65th birthday, edited by his colleagues and students
No full textWhat are the premises of today‘s cultural policy? What insights can the past, present and theory offer for a contemporary cultural policy? How can art counteract agoraphobia, digital isolation and populist temptations? How can local authorities give their citizens ample space to develop civil society solidarity ‘for the good of the city. For only when the city is well will you be well.’ (It should be noted that Jeremiah 29:7 addresses immigrants who are to become citizens in foreign Babylon. Does our cultural policy also achieve this?) Are the arts not precisely the place where we can first listen to the other before we think together and then act together?It is the historical achievement of Matthias Theodor Vogt, in the Free State of Saxony, which was re-established in 1990, to not only conceive the Saxon Cultural Area Act between 1991 and 1995 in a unique process of analysis and dialogue with the state, municipal and civil society levels, but also to have it enshrined in law and, last but not least, to have it implemented with little friction. It was therefore only natural that, on the thirtieth anniversary of the law‘s entry into force, the cultural areas of Saxony invited Matthias Theodor Vogt‘s colleagues and students to a conference entitled ‘Kulturpolitik gegen den Strich’ (Cultural Policy Against the Grain). We are hereby presenting the results of this conference in a commemorative publication to mark his 65th birthday.What can art do better and differently than the digital world? What political, structural, economic, and, last but not least, intellectual conditions are necessary for art to develop its own life for the benefit of humanity? The cover image shows Haus Klingewalde, Görlitz, home of the Institute for Cultural Infrastructure Saxony since 1998. The watercolour by Lynne Beal, Cologne, relates to a conversation with Matthias Theodor Vogt about the vanishing point in Alberti: De pictura | De pittura (1435 – 1436). According to Corinna Laude, in the centricus punctus of Alberti‘s intromission theory, ‘the orthogonal vanishing lines, the depth lines of the representation, converge “quasi persino in infinito” (as it were out into infinity), it lies in infinity – and thus, according to contemporary understanding, in God’. Which “vanishing points” does today‘s post-secular society use?How can political science in Chemnitz interact in a multidisciplinary, cross-continental manner, always with reference to human beings themselves, with cultural studies in Tokyo and linguistics in Leipzig, with legal studies in Naples and social sciences in Rome? This volume shows that cultural policy studies require a fact-based holistic approach and that this may be achieved by working together.:Bingen, Dieter (Köln), Stefan Garsztecki (Chemnitz), Goro Christoph Kimura (Tokyo), Luigi Ferrara (Neapel), Peter Lah (Rom), Beat Siebenhaar (Leipzig) and the other editors: Listening, Considering, Acting, Introduction by the editors
Gemkow, Sebastian (Dresden): Letter of congratulations from the Minister of State for Science and the Arts to Matthias Theodor Vogt
Sedleniece, Una (Riga): Greetings from the former students of “Culture and Management Görlitz”
Rößler, Matthias (Dresden): Greeting message from State Parliament President Dr Matthias Rößler on the occasion of the conference ‘Against the grain – cultural policy in history and present-day Saxony’ on 24 May 2024 in Görlitz
Kimura, Goro Christoph (Tokyo) 木村 護郎クリストフ: Greeting from Tokyo for the conference ‘Against the Grain’, Görlitz, 24 May 2024
*30 years of Saxony‘s Cultural Area Act and Saxony 2025 ff.
Zimmermann, Reiner (Dresden): Cultural policy crossing thread and stitch
Matthias Theodor Vogt‘s contribution to the Saxon Cultural Area Act
Meyer, Stephan (Görlitz): Outline of current problems and expectations of municipal cultural policy in Saxony
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz): Trust and confidence - Cultural policy in Saxony 2024–2029 in the Kretschmer III cabinet
Ferrara, Luigi (Neapel): The Saxon Cultural Areas Act as a model for Italian legislation?
Franke, Annemarie (Görlitz): Contemporary witnesses in dialogue: 30 years of the Saxon Cultural Areas Act in Upper Lusatia
*Inspirations from history, present and theory
Vogt-Spira, Gregor (Marburg): Augustus and the ‘invention’ of cultural policy
Różańska, Róża Zuzanna (Krakau): Royal Cultural Policy of the Baroque Era: Artistic Patronage and Governance
Bracher, Andreas (Wien): The Golden Age of German Literature and Philosophy––from a cultural policy perspective. An outline
Lombardi, Luca (Rom): Construction of joy
Garsztecki, Stefan (Chemnitz): Province Occurs in the Minds of Men
Fujino, Kazuo (Kobe): The peer pressure of the “world” in Japan during the coronavirus pandemic and the role of art and culture
Sterbling, Anton (Fürth): How much politics can art tolerate? Ideology-critical reflections on cultural policy
Havelka, Miloš (Prag): How does order exist? On an antinomy in the foundations of our modern consciousness
Forte, Pierpaolo (Benevent): Cultural Production - Considerations on Cultural Enterprise Qualities
Vill, Susanne (Wien): Cultural Work Against Poverty in Old Age
Bingen, Dieter (Köln): Think about Poland! On hold, on hold, on hold - A chronicle 2017-2025
Simo, David (Yaounde) in conjunction with Nana Komey Daniel and Salamatou: Royal and ritual objects in colonial and postcolonial contexts. Strategies and models for dealing with cultural discontinuities. Outline of a postcolonial and decolonial culture of remembrance and cultural policy.
Pfeil, Beate Sibylle (Freiburg): Minorities in three classes - Current language policy in Ukraine
Fujino, Kazuo (Kobe): Politics and Aporia Surrounding Cultural Diversity: A Japanese Analysis of Minority Cultural Rights and of the Convention on the Protection and Promotion of the Diversity of Cultural Expressions
Reisner, Oliver (Tiflis): Georgian students in Germany 1874–1945
*Contributions by Matthias Theodor Vogt, the jubilarian
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz): How Japan could play the ‘Ryūkyū card’ from a cultural policy perspective in response to Xi Jinping‘s imperialism. Report from the Ryūkyū Archipelago
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz)マティアス・テーオドア・フォークト: 日本は習近平の帝国主義に対して文化政策の観点から「琉球カード」をどう使うか—琉球列島からの報告
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz): The Corona Juventocide. Political immunosenescence due to distorted census weight at the expense of young age cohorts
Fujino, Kazuo (Kobe): フォークト教授の論文「コロナ対策が引き起こした未成年者の『過失致死』について－若年層を犠牲にした国勢調査の歪んだ比重による政治的免疫老化－」に対するピアレビュー
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz) マティアス・テーオドア・フォークト: コロナ対策が引き起こした未成年者の「過失致死」について －若年層を犠牲にした国勢調査の歪んだ比重による政治的免疫老化－
Vogt, Matthias Theodor (Görlitz): List of publications 1979-2025
*Documentation of the conference and art night 24 May 2024 Görlitz
Documentation of the conference 30 Years of IKS on 24 May 2024
Documentation of the art night celebrating 30 years of IKS and the premiere of the film ‘Görlitz Rhythms – A Dance of Cultures’ at Benigna, Görlitz
*About the author
Impact of voltage and temperature on plasma electrolytic polishing of niobium with fluoride-free electrolyte
No full textSuperconducting radio-frequency cavities are a key-technology for modern accelerators, used in
particle physics and as light sources. The material of choice is niobium due to its superconducting
properties. Yet, a high-purity of the material and a low surface roughness is mandatory to achieve
values close to the theoretical limit.
Typical polishing techniques are chemical polishing and electropolishing. These methods require
high concentrated electrolytes based on hydrofluoric acid and sulphuric acid or nitric acid. As an
alternative, plasma electrolytic polishing with a low concentrated electrolyte has significant potential.
However, only fluoride electrolytes have been studied. But an environmentally friendly electrolyte is
aspired to reduce environmental impacts and increase safety issues for the operating staff. Hence,
a fluoride-free electrolyte for polishing of niobium was investigated in this study, and processing
parameters were evaluated by recording of current density over voltage
Investigation of the ideal pH range for PECM and microstructuring of Nickel 201
No full textPrecision manufacturing processes such as electrochemical machining (ECM) are striving for further
development and optimization in manufacturing technology. Nickel 201 is a construction material in
chemical and galvanic engineering, semiconductor technology and fuel cell technology. To increase
the efficiency of fuel cells, structured functional surfaces made of Nickel 201 can be used as a
material to increase the electrical performance of the fuel cell [1].
However, rapidly dissolving materials in ECM such as Nickel 201 are very susceptible to flushing
grooves, which reduces the quality of the workpiece in terms of the functional surface. For this
reason, the ideal machining point and the electrolyte properties must be precisely determined. The
objective of this work is to investigate the pH range at which the optimum processing of Nickel 201
is possible. Furthermore, the generation of a structured functional surface is to be investigated in
this work. This should demonstrate an improvement in the surface of fast-dissolving materials and
the improvement in the surface area for applications in the fuel cell sector and in chemical and
galvanic technology
Charged for Change? What does it take to make bidirectional charging attractive?
No full textThe ongoing technical development of charging technologies has a need to incorporate the electric vehicle (EV) user’s perspective. Therefore, a survey which aimed to (1) provide a representative overview of current charging behaviour and (2) assess user attitudes toward Vehicle-to-Everything (V2X) charging technologies, was conducted. The study focused on the technologies smart charging, Vehicle-to-Home (V2H), Vehicle-to-Building (V2B), and Vehicle-to-Grid (V2G). Results indicate that most users charge their EVs several times a week, primarily at home, with a significant share charging at night. Cost savings emerged as the key driver for charging decisions, with users more willing to adjust charging time than location. The survey also revealed varying acceptance levels of V2X technologies. More participants expressed willingness to adopt smart charging or V2H, rather than V2B or V2G. The insights provide valuable input for designing incentives and policies to enhance user acceptance of V2X technologies