15 Fakultätsübergreifend / Sonstige Einrichtung
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Item Open Access Methode zur technischen Auslegung von Vakuumgreifsystemen mit einer Mindesthaltedauer auf Basis fluidischer Untersuchungen(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2020) Straub, David; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.)Der Trend der Robotisierung zeigt sich unter anderem darin, dass neben den Industrierobotern, die hinter Schutzzäunen zum Einsatz kommen, immer mehr Roboter für kollaborative Anwendungen herangezogen werden. Da ein großer Teil aller Industrieroboter für Handhabungsaufgaben verwendet wird, entstehen durch den schutzzaunlosen Betrieb der Roboter neue Herausforderungen für die Auslegung von für diese Handhabungsaufgaben verwendeten Greifsysteme. Sicherheitseinrichtungen formschlüssiger mechanischer Greifsysteme sind bekannt, wirken sich jedoch aufgrund der mit dem umschließenden Griff einhergehenden vergrößerten äußeren Abmaße nachteilig auf den Handhabungsvorgang aus. Vakuumgreifsysteme sind hier infolge des einseitigen Griffs im Vorteil, verfügen dadurch jedoch über keine Sicherheitseinrichtungen, die einen Verlust des Werkstücks bei Auftreten eines Energieausfalls, zumindest temporär, verhindern. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, wird in dieser Arbeit eine Methode für die technische Auslegung von Vakuumgreifsystemen mit einer Mindesthaltedauer auf Basis fluidischer Untersuchungen entwickelt. Die dafür relevanten fluidischen Vorgänge, insbesondere die Leckage, werden ausführlich untersucht. Die entwickelte Methode nutzt die Kenntnisse der Leckage eines Referenzsystems und erlaubt es, Aussagen darüber zu treffen, wie sich Anpassungen des Referenzsystems an die jeweilige Handhabungsaufgabe auf die Haltedauer des Werkstücks auswirken. Durch die Methode ist es daher möglich, aufbauend auf dem bekannten Vorgehen zur Auslegung von Vakuumgreifsystemen zur Aufbringung einer erforderlichen Mindestgreifkraft, eine zusätzliche Auslegung zur Erreichung einer Mindesthaltedauer im Auftreten eines Energieausfalls durchzuführen.Item Open Access Beitrag zur Entwicklung eines energieeffizienten Elektrolyseverfahrens für Neodym in geschmolzenen Chloriden(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2021) Öhl, Johannes; Bauernhansl, Thomas (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Neodym ist ein Hauptbestandteil von Neodym-Eisen-Bor-Magneten, den derzeit leistungsfähigsten Magneten. Diese sind essenziell für Hochtechnologieanwendungen wie Elektrofahrzeuge, Windkraftanlagen und IT-Bauteilen. Da Neodym wie alle anderen Seltenerdmetalle größtenteils in China produziert wird, müssen in Europa neue Quellen für Neodym erschlossen werden, um die Importabhängigkeit zu mindern. Der nachhaltigste Weg ist das Recycling von End-of-Life Magneten. Mehrere Verfahren wurden bereits getestet, besonders bei der Umwandlung von Neodymsalzen in metallisches Neodym besteht jedoch noch großer Forschungsbedarf. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit der Entwicklung eines nachhaltigen Elektrolyseprozesses zur Neodymgewinnung. Um den Energieverbrauch in der Elektrolyse möglichst gering zu halten, wurde eine Schmelze aus Kaliumchlorid, Lithiumchlorid und Neodymchlorid bei ca. 500 °C als Elektrolyt verwendet, statt über 1000 °C in der industriellen Anwendung. In den Experimenten stellte sich heraus, dass die Abscheidung von Neodym auf einer inerten Wolframkathode nicht ohne weiteres möglich ist. Es entsteht stattdessen feinkristallines Neodym-Metall innerhalb des Elektrolyten, das nicht extrahiert werden kann. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde daher der Mechanismus der Abscheidung aufgeklärt und gezeigt, dass die Elektrolyseergebnisse maßgeblich durch Neodym-Intermediate beeinflusst wird. Mit diesen Erkenntnissen ist eine gezielte Weiterentwicklung der Elektrolyse möglich, um Neodym bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zu gewinnen.