Bücher veröffentlicht von FAU University Press

Eine wesentliche Herausforderung bei der Herstellung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen im Montagespritzguss ist die eingeschränkte Mediendichtheit aufgrund der chemischen Inkompatibilität der beiden Werkstoffe. Der Einsatz strukturierter, metallischer Einleger hat in diesem Zusammenhang ein großes Potential die Dichtheit zu steigern. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher die umformtechnische Strukturierung metallischer Einleger im Folgeverbundwerkzeug als hoch effizientes Fertigungsverfahren untersucht. Ziel dieser Arbeit ist ein Verständnis für die Herstellbarkeit strukturierter Einleger aufzubauen und die Prozessgrenzen abzuleiten im Hinblick auf die funktionsgerechte Auslegung. Anhand der Untersuchungen zum Verrunden der Schnittkanten mittels Prägen wurde die Querschnittsfläche des Einlegers als wichtigste Einflussgröße auf die Formfüllung und somit auf die Abbildungsgenauigkeit identifiziert. Bei den Untersuchungen zum Einprägen von Quernuten in die Einlegeroberfläche konnte durch die Gliederung des Werkstoffflusses in axiale und laterale Richtung, ein ganzheitliches Verständnis hinsichtlich der Ausformung der Nuten sowie der Längung und Breitung der Einleger geschaffen werden. Gerade die Breitung wird in diesem Zusammenhang durch die vorherrschenden Fließbehinderungen stark beeinflusst. Abschließend wurden die Untersuchungsergebnisse der umformtechnischen Strukturierung anhand der resultierenden Dichtheit umspritzter Einleger eingeordnet und eine Erhöhung der Dichtwirkung aufgezeigt. Dadurch wird ein Beitrag zur Entwicklung und Fertigung widerstandfähiger elektronischer Systeme geleistet.

Invasive computing is a paradigm for designing and programmingfuture parallel computing systems. For systems with 1,000 or more cores on a chip, resource-aware programming is of utmost importance to obtain high utilisation as well as computational, energy and power efficiency. Invasive computing provides a programmer explicit handles to specify and argue about resource requirements desired or required in different phases of execution: In an invade phase, an application asks the operating system to allocate a set of processor, memory and communication resources to be claimed. In a subsequent infect phase, the parallel workload is spread and executed on the obtained claim of resources. Finally, if the degree of parallelism should be lower again, a retreat operation frees the claim again, and the application resumes a sequential execution. To support this idea of self-adaptive and resource-aware programming, not only new programming concepts, languages, compilers, and operating systems were needed to be developed, but also revolutionary architectural changes in the design of MPSoCs (multiprocessor systems-on-a-chip) to efficiently support invasion, infection, and retreat operations. This book gives a comprehensive overview of all aspects of invasive computing.

Ein effizienter Ressourceneinsatz hat vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und steigendem Bedarf nach Konsumgütern in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dies erfordert nachhaltigere und flexiblere industrielle Produktionsprozesse. Eine Strategie, um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist der Einsatz neuartiger Fertigungsprozesse wie der additiven Fertigung. Die additive Fertigung bietet ein enormes Potential zur Flexibilisierung und Individualisierung von Produkten mit gesteigertem Mehrwert. Diese ist nach heutigem Stand allerdings mit langen Fertigungszeiten und geringerer Produktivität bei hohen Stückzahlen im Vergleich zu konventionellen Verfahren wie dem Umformen verbunden. Die Kombination der additiven Fertigung mit der Umformung zur Herstellung hybrider Bauteile bietet die Möglichkeit, die spezifischen Vorteile beider Technologien auszuschöpfen. Das im Rahmen der Arbeit verfolgte Ziel ist es daher, ein grundlegendes Verständnis über die Umformbarkeit hybrider Bauteile zu erhalten. Den Ausgangspunkt der Untersuchungen bildet die systematische Analyse von Einflussgrößen bei der Herstellung additiv gefertigter Strukturen auf einem Blechgrundkörper durch pulverbettbasiertes Schmelzen mittels Laser (PBF-LB/M). Die hybriden Bauteile werden anschließend hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und Gefüge charakterisiert. Die Umformbarkeit wird mittels freiem Biegen bewertet. Dadurch ist es möglich, die Formgebung anhand von Geometrie, Formänderungsverteilung, Materialfluss und Spannungszustand zu analysieren. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend auf ein Demonstratorbauteil übertragen und die Identifikation von Potentialen für eine industrielle Anwendung vorgenommen.

Der Trend der Miniaturisierung führt dazu, dass elektronische Geräte auf kleinstem Raum verbaut werden und gleichzeitig einen erhöhten Funktionsumfang erfüllen müssen. Um die geforderten Leistungsdichten zu realisieren, werden zunehmend moderne Leistungshalbleiter mit sehr kleinen Abmessungen verwendet. Durch die Miniaturisierung der Leistungselektronik ist vor allem die Wärmespreizung von kleinen Heizquellen von Interesse, d.h. die Heizquelle befindet sich in der Mitte und die Wärme wird über eine größere Fläche verteilt. Mit sogenannten plattenförmigen pulsierenden Heatpipes (PHPs) kann die Wärme effizient verteilt werden. Innerhalb der PHP stellt sich eine selbstoszillierende Zweiphasenströmung ein, sodass sowohl der konvektive Wärmetransport als auch der Phasenwechsel genutzt wird.Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, optimierte PHP-Designs zur Wärmespreizung von kleinen Heizquellen zu entwickeln.

Additive Fertigungsverfahren erlauben große Designfreiheiten, die durch Design for Additive Manufacturing (DfAM) ausgeschöpft werden können. An AM-Leichtbauteile werden besonders hohe Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen gestellt. Hierfür eignen sich besonders Faser-Kunststoff-Verbunde. Mit dem Fused Layer Modelling-(FLM-)Verfahren lässt sich die ausgeprägte Anisotropie der Faser-Kunststoff-Verbunde im Vergleich zu anderen AM-Verfahren sehr zielgerichtet einsetzen.In dieser Dissertation wird daher ein strukturierter DfAM-Ansatz zur Auslegung kurzfaserverstärkter FLM-Leichtbauteile vorgestellt. Dieser berücksichtigt die orthotropen Materialeigenschaften zunächst durch eine Baurichtungsoptimierung, die den Kraftfluss im Bauteil möglichst planar in der Druckplattformebene führt. Anschließend folgt eine Topologieoptimierung mit orthotropem Materialmodell, die sowohl Außengestalt als auch Infill simultan optimiert. Eine Extrusionspfadgenerierung überführt Ergebnisse dann in druckbare Bauteile. Eine strukturmechanische FLM-Simulation erlaubt den Vergleich verschiedener FLM-Bauteile mit verschiedenen Infill-Mustern.Zur Demonstration wird ein Tragwerksknoten unter zwei Lastfällen mit dem neuen Ansatz optimiert. Die entstehende Geometrie; dieselbe Geometrie, jedoch mit anderen Infill-Mustern; und eine konventionell ausgelegte Variante werden mittels FLM-Simulation verglichen. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Steifigkeitsgewinn des neuen Ansatzes gegenüber konventionellen Alternativen, der Produktentwickelnde zudem strukturiert durch den DfAM-Prozess mit seinen herausfordernden Designfreiheiten führt

Die Palliativmedizin hat sich über die letzten 20 Jahre zu einem eigenständigen Teilgebiet der Medizin entwickelt. In der vorliegenden diachronen Studie wird die sich vollziehende Institutionalisierung der Palliativmedizin unter Einsatz korpuslinguistischer Methoden nachgezeichnet. Die schrittweise Etablierung des neuen Forschungs- und Behandlungsbereiches wird durch die Analyse eines mehr als 60 Millionen Wörter umfassenden Fachtextkorpus nachvollziehbar gemacht. Gleichzeitig werden im Rahmen der Untersuchung neue Verfahren der diachronen Analyse großer Korpora exploriert. Ein multiperspektivisches Korpusdesign ermöglicht einerseits einen detaillierteren Einblick in die einzelnen Phasen der Entwicklungsgeschichte der modernen Palliativmedizin, andererseits eine konzise Beschreibung von Schlüsselbegriffen, -werten und -haltungen der Palliativversorgung.

Worldwide, carcinomas are the second leading cause of death after cardiovascular diseases. Of these, more than 25 % are caused by cancer in the gastrointestinal tract. However, screening still misses about 20 % of carcinomas. An optimal solution would be a red flag technology to locate the suspicious area. Despite the use of many optical technologies and advancements in traditional endoscopic technologies, most methods have failed to significantly improve the detectability of carcinomas in the GI. Therefore, it has been suggested in the literature to use spectroscopic quantitative measurements, which is achieved by hyperspectral imaging. However, in this work, a multispectral endoscope system for in vivo use is used for human (stomach) and mouse (colon) studies. In the human study, the tumours could only be found to a limited extent with the standard methods (MCC = 0.32; ACC2=0.68). Nevertheless, this is a significant improvement compared to previous results. The introduction of spectral spatial variation as a spatial-spectral feature improves the results significantly again. Compared to the human study, the results from the mouse model show better classification results: ACC2 = 0.73 and MCC = 0.47.Thus, for the development of an endoscopic red flag technique, a point technique for correct pre-labelling of the data is needed. Moreover, the results of this MSI in vivo study with spatial features are similar to the recent HSI ex vivo studies. Therefore, it is likely that MSI will remain part of future research.

Die Gewährleistung einer zeitgemäßen Gesundheitsversorgung und die diskriminierungsfreie Teilhabe der Bevölkerung daran gehören zu den zentralen politischen Zielen in Deutschland. Dabei sind sich Vertreter von Leistungserbringern, Kostenträgern, Politik und Wissenschaft weitgehend einig, dass in diesem Zusammenhang eine funktionierende Patientensteuerung notwendig ist, um die Leistungsfähigkeit des Gesundheitssystems langfristig zu erhalten, auch wenn insbesondere Patienten Vorbehalte gegen die stärkere Anwendung von versorgungssteuernden Managed-Care-Instrumenten haben. Daher stellt sich die Frage, welche Faktoren im deutschen Kontext die Umsetzung solcher Strukturen befördern können und welche Faktoren diese derzeit noch verhindern. Die vorliegende Dissertationsschrift zeigt Möglichkeiten solcher Patientensteuerung im Rahmen der Integrierten Versorgung auf, wobei Ansätze im Einflussbereich von Ärzten und Krankenkassen, aber insbesondere auch in dem von Patienten beleuchtet werden.

Montagesysteme sind integraler Bestandteil des verarbeitenden Gewerbes, vor allem im deutschen Fahrzeug- und Maschinenbau. Im Fokus dieser Arbeit stehen komplexe Montageprozessketten (MPK) in der Großserienfertigung, die in jedem Prozessschritt mit mehreren Parametern in engen Prozessfenstern definiert sind und dort robust liegen. Dennoch treten Serienfehler auf, die nur sehr schwer zu entdecken sind. Einerseits liegen alle Parameter entlang der MPK innerhalb der Grenzen und weisen einen guten bis sehr guten Cp-Wert auf. Andererseits existieren Ereignisse in MPK, die zu Ausschuss führen, obwohl jeder Einzelprozess und deren Kennwerte hervorragend innerhalb der Toleranzgrenzen liegen.Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der prozessschritt-übergreifenden, datengetriebenen Auswertung von MPK. Im Rahmen von E|ASY-Class und E|ASY-Pat ist die Entdeckung von Wissen in Prozesskurven adressiert und die Prozessvisualisierung E|ASY-Heat erlaubt eine laufende Änderungsanalyse des Prozessverhaltens. Für die Analyse von MPK visualisiert E|ASY-Inter komplexe Wechselwirkungen zwischen Montageprozessen und den geprüft defekten Erzeugnissen in der Funktionserfüllung, um Fehlerursachen zu identifizieren. Spontane Änderungen mit schadhafter Auswirkung auf die Funktionserfüllung des montierten Erzeugnisses erkennt E|ASY-Event anhand der Signalausbreitung entlang komplexer Montagesysteme. Für die Detailanalyse unterstützt E|ASY-Curves mittels 3D-Darstellung die visuelle Auswertung von Prozesskurven.

Nachdem am 26.04.1986 Reaktorblock 4 des Kernkraftwerkskomplexes Tschernobyl aufgrund eines fatalen Zusammenspiels von menschlichem Versagen, einer mangelhaften Sicherheitskultur in der sowjetischen Atomenergie und Konstruktionsfehlern des Reaktortyps explodierte, wurden tagelang hochgiftige Radionuklide aus dem brennenden Reaktorkern in die Atmosphäre getragen. Diese verseuchten nicht nur Teile der Ukraine und Weißrusslands, sondern wurden von Windströmungen über großen Teilen Europas verteilt. Auch Deutschland blieb davon nicht verschont, insbesondere über Südostdeutschland ging radioaktiver Regen nieder. Dieser traf auch die Universitätsstadt Erlangen in Bayern und führte zu vielfältigen Reaktionen und Entwicklungen in der Bevölkerung, die, so eine der Thesen dieser Arbeit, besonders gut am Beispiel Erlangens untersucht werden können. Erlangen war nicht nur einer der wichtigsten Entwicklungsstandorte des deutschen Kernkraftwerksherstellers KWU (Kraftwerk Union AG, heute Areva) und ein bedeutender Hochschulstandort, sondern auf Betreiben der Stadtverwaltung wurde es auch das Zentrum einer kommunalen "Tschernobyl-Selbsthilfegruppe", die regional eine führende Rolle im Umgang der Behörden mit der Katastrophe einnahm. Darüber hinaus politisierte Tschernobyl weite Teile der Bevölkerung und insbesondere Mütter, die sich daraufhin zum Verein "Mütter gegen Atomkraft" zusammenschlossen. Diese spannende Akteurskonstellation, ihr Handeln und ihre Interaktionen stellen die Grundlage dieser Arbeit dar. Sie wird ergänzt von umfangreichen, vor allem auf ca. 2500 ausgewerteten Zeitungsartikeln basierenden Informationen zur öffentlichen Debatte um Tschernobyl, aber auch um die daraus resultierende Probleme des radioaktiven Klärschlamms und der verstrahlten Molke, deren Handhabung durch die Landes- und Bundesregierung einem Krimi gleicht. Des Weiteren wird der teilweise gewaltsame Widerstand breiter Teile der Bevölkerung gegen die damals im Bau befindliche Wiederaufarbeitungsanlage Wackersdorf beleuchtet, der sich durch Tschernobyl intensivierte. Es wird argumentiert, dass Tschernobyl sich in Deutschland vor allem als psychologische Katastrophe entfaltete, da die sinnlich nicht wahrnehmbare Strahlung in Kombination mit dem ungeschickten Handeln der damaligen Bundes- und Landesregierungen zu einem bis dahin nicht gekannten Spektrum an Ängsten führte. Durch die gute Zugänglichkeit von Quellen von Kernkraftvertretern und -gegnern, sowie der bedeutsamen Arbeitsgruppe der Stadt Erlangen konnte der damalige Kampf um die Kernkraft in all den Facetten beleuchtet werden, die so auch in der gesamtdeutschen Debatte zu beobachten waren.

Ziel der Arbeit war die Realisierung des Trockentiefziehens, da Schmierstoffe und Reinigungsmittel oft umweltschädliche Substanzen enthalten und eine längere Prozesskette zum Beölen sowie zum Reinigen der umgeformten Bauteile nötig ist. Motiviert durch die ökologischen und ökonomischen Potentiale wurde in Umformversuchen die Konsequenzen des Schmierstoffverzichts für einen verzinkten Tiefziehstahl sowie zwei Aluminiumlegierungen analysiert. Erhöhte Reibung und Adhäsionsneigung führte besonders beim direkten Kontakt der Aluminiumlegierungen mit dem Werkzeug zu Verschleiß und Schäden auf der Blechoberfläche. Zur Reibungsreduktion wurden die Werkzeuge unterschiedlich bearbeitet und mit verschiedenen amorphen Kohlenstoffschichten versehen. In Streifenzieh- und Trockentiefziehversuchen wurde gezeigt, dass eine niedrige Werkzeugrauheit unabhängig vom Blechwerkstoff zu vorteilhaftem tribologischen Verhalten führt. Eine Wolframdotierung der Schichten wirkt hingegen negativ auf das Verschleißverhalten. Der Einfluss lasergenerierter Mikrostrukturen hängt von deren Tiefe und Flächendeckungsgrad ab. Es wurden tribologische Wirkzusammenhänge unter trockenen Kontaktbedingungen abgeleitet und gezeigt, dass Trockentiefziehen abhängig von Kontaktpartnern und Oberflächenmodifikationen realisierbar ist.