In dieser Arbeit werden Möglichkeiten zur hochpräzisen Replikation von Kunststoffoptiken mit Freiformgeometrien für LED-Beleuchtungsanwendungen analysiert. Es wird eine Methodik zur Auslegung von Prägekonzepten unter Berücksichtigung der einsetzbaren Maschinen- und Werkzeugtechnik entwickelt und anhand eines Demonstratorformteils validiert. Des Weiteren wird die Möglichkeit zur Schwindungskompensation durch Formeinsatzmodifikation untersucht.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit einem Geschwindigkeits- und einem Kraftmodell für das ungeführte Vibrationsgleitschleifen. Die Modelle erlauben die Vorhersage der Prozesszustandsgrößen Relativgeschwindigkeit und Kontaktkraft zwischen Werkstück und Schleifkörpern. Die Kenntnis der Prozesszustandsgrößen ermöglicht eine Erklärung der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen den Prozesseingangs- und den Prozessergebnisgrößen des ungeführten Vibrationsgleitschleifprozesses.

Linsen aus anorganischem Glas sind Optikkomponenten mit vielerlei Anwendungen. Sie verfügen im Gegensatz zu Kunststofflinsen über eine hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit. Allerdings sind die Herstellkosten aufgrund der anspruchsvollen Anforderungen, wie komplexe Geometrien kombiniert mit hoher Formgenauigkeit, relativ hoch. Weiterhin stoßen hier die konventionellen Verfahren, Schleifen und Polieren, bei großen Stückzahlen an ihre Grenzen. Als Alternative existiert ein neuartiges Herstellungsverfahren, das Präzisionsblankpressen, bei dem der Rohling direkt in die gewünschte Kontur der Linse gepresst wird. Obwohl das Präzisionsblankpressen hinsichtlich der Komplexität der Geometrie und der Formgenauigkeit der hergestellten Linsen derzeit das optimale Verfahren darstellt, hat es sich bei der Optikherstellung nur bedingt etabliert. Dies liegt daran, dass die geeigneten Werkstoffe der Formeinsätze sowie die Zusammensetzung der zu pressenden Glassorten im Vorfeld nur empirisch ausgewählt werden können. Sowohl die Kosten der vorab erforderlichen Pressprozesse zur Bestimmung der geeigneten Glassorten als auch der Verschleiß der Formeinsätze beeinträchtigen die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die systematische Vorauswahl der Gläser und Formeinsatzwerkstoffe war bisher nicht möglich, weil grundlegende Kenntnisse zum Umformverhalten der Gläser und Verschleißmechanismen der Formeinsätze fehlten. Ihre Erarbeitung war die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit. Im Rahmen von Versuchen konnte gezeigt werden, dass für die Herstellung der Glaslinsen mit dem Präzisionsblankpressen ihre Zusammensetzung entscheidend ist. Umformgrad und Formfüllung nehmen mit zunehmendem Zwischenoxid- und Netzwandleranteil zu. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Verschleiß der Hartmetalleinsätze durch Oxidation und Ätzung der in Glaskontakt stehenden Oberflächenbereiche hervorgerufen wird. Als Lösung hierfür bieten sich keramische Formeinsätze an. Sie verfügen über eine optische Oberflächequalität bis adhäsionsbedingte Glasanhaftung eintritt. Anhand dieser neuen Kenntnisse besteht jetzt die Möglichkeit, sowohl die zu pressenden Gläser als auch die Formeinsatzwerkstoffe im Vorfeld auszuwählen, was zu deutlichen Zeit- und Kostenreduzierungen führt.

Industrie- und Handelsunternehmen sind heutzutage einer Vielzahl verschiedener Risiken ausgesetzt. Sie treten in verschiedenen Bereichen auf, z. B. bei der strategischen Ausrichtung des Unternehmens, der Entwicklung neuer Produkte oder der Einführung neuer Produktionsverfahren und Unternehmensprozesse. Durch äußere Einflüsse wie z. B. regulatorische Bestimmungen (z. B. KonTraG), steigendem Preis-, Qualitäts- und Wettbewerbsdruck, kürzeren und flexibleren Lieferfristen oder der Reduzierung der Produktlebenszyklen, werden diese Risiken für Unternehmen erhöht. Nur mithilfe eines effektiven und effizienten Risikomanagementsystems können Unternehmen daher ihre Wettbewerbsfähigkeit langfristig erhalten und ausbauen. Dabei besteht die größte Herausforderung darin, das Risikomanagementsystem so zu gestalten, dass wesentliche Risiken frühzeitig erkannt und entweder bewusst eingegangen oder mit geringem Aufwand behoben werden. Mit der vorliegenden Studie zeigen das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und die P3 Ingenieurgesellschaft mbH, welche Methoden und Konzepte Unternehmen derzeit anwenden und welche erfolgversprechend sind. Außerdem wird analysiert, welche Trends sich beim Thema Risikomanagement abzeichnen und wo Handlungsfelder liegen. Das Ergebnis zeigt den derzeitigen Stellenwert und die Gestaltung von Risikomanagementsystemen in deutschen Unternehmen.

In dieser Arbeit wird eine Methodik zur Bewertung des Substitutionsrisikos von Fertigungssystemen vorgestellt. Zunächst werden alternative Fertigungssysteme unter Berücksichtigung der Fertigungshistorie identifiziert. Anschließend findet eine Bewertung der Fertigungssysteme sowohl für ein vorliegendes als auch in Hinblick auf zukünftig wahrscheinliche Produktprogramme statt. Im Rahmen eines Fallbeispiels aus der Automobilindustrie wird die praktische Anwendbarkeit der Methodik nachgewiesen.

Voraussetzung für die gezielte Erzeugung und Optimierung von funktionalen Oberflächen ist die Kenntnis des Zusammenhangs zwischen Fertigungstechnologien, den erzielbaren Oberflächen- und Randzoneneigenschaften sowie dem Funktionserfüllungsgrad im Produkteinsatz. Liegen diese Kenntnisse vor, so können ausgehend vom gewünschten Einsatzverhalten die erforderlichen Oberflächeneigenschaften abgeleitet und in einem nächsten Schritt eine Prozesskette gestaltet werden, die diese Eigenschaften gezielt erzeugt. In der industriellen Praxis ist die Kenntnis dieser Zusammenhänge meist nicht oder nur unvollständig vorhanden, weswegen eine funktionsorientierte Prozessauslegung häufig unterbleibt. Daher erfolgte im Verbundprojekt PlanPP, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde, die Entwicklung einer Methodik zur Identifizierung von funktionsrelevanten Oberflächen- und Randzoneneigenschaften in der Hartfeinbearbeitung. Dieser Abschlussbericht bietet eine detaillierte Darstellung der Projektergebnisse. Die durch das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen entwickelte Methodik wird einerseits allgemeingültig erläutert, andererseits erfolgt die Anwendung der Methodik zur Untersuchung zweier Bauteilfunktionen. Mit dem Verbundprojektpartner CEROBEAR GmbH wurde der Einfluss der Prozesskette auf die Wälzfestigkeit von Lagerringen ermittelt. Das Hartglattwalzen von einsatzgehärteten, rotationssymmetrischen Bauteilen zur Steigerung der Umlaufbiegefestigkeit stand für die ECOROLL AG Werkzeugtechnik im Vordergrund. Die Auswertung der Zusammenhänge zwischen Oberflächen- und Randzoneneigenschaften sowie dem Funktionserfüllungsgrad erfolgte auf Basis von Messungen durch die Mahr GmbH und die Stresstech GmbH. Die Grindaix GmbH bildete die im Verbundprojekt entwickelte Methodik im Softwaretool „Technologienavigator“ ab.

In dieser Dissertation wird die Modalanalyse mit dem Tracking-Interferometer durchgeführt. Hierzu werden das Einstrahlverfahren und eine Messmethode für die Modalanalyse mit diesem Verfahren entwickelt. In mehreren Studien untersucht diese Arbeit die Leistungsfähigkeit des Tracking-Interferometers in der experimentellen Modalanalyse und stellt seine Vorteile gegenüber etablierten Messmitteln heraus.