Mithilfe des interdisziplinären Simulationsmodells ist es möglich, den komplexen Prozess der Elektrochemischen Metallbearbeitung (ECM) zur Fertigung moderner Triebwerksschaufeln präzise zu berechnen, sodass aufwendige Iterationsschleifen auf Erfahrungsbasis nunmehr der Vergangenheit angehören.

Es werden zwei Anlagen für den laserinduzierten Vorwärtstransfer (LIFT) entwickelt die entweder für Anwendungen im Bereich der High Throughput- (HTS) oder High Content Screening- (HCS) Testsysteme eingesetzt werden können. Dabei wird der Übertrag zum einen auf hohe Geschwindigkeit und zum anderen auf hohe Präzision optimiert. Die Evaluierung erfolgt anhand des Übertrages von Proteinen und Hydrogelen für die HTS-Anwendung bzw. von Partikeln und einzelnen mammalischen Zellen für HCS-Anwendungen.

Major objective of this thesis was the attempt to find an answer to the question, if under specified boundary conditions signals generated with state of the art monitoring solutions allow an interpretation of the generated part quality during the manufacture of critical aero engine components. It is shown in the state of the art of this thesis, that process monitoring systems are widely used in modern production systems. Their major focus is set onto cutting and machine tool condition monitoring solutions. Various sensor solutions are on the market to monitor manufacturing and production system, but up to now no direct link to the parts quality with the aid of sensor and monitoring systems has been made. Following the need that sensor and monitoring solutions have to be implemented into a rather rough production environment, it is asked, how these environmental issues are influencing the robustness and reliability of the process monitoring system. This question is discussed in this work, where first non-machining related key process variables are defined and analyzed. Following this, the question is raised if major machining characteristics of a drilling process can be monitored and interpreted in such a way, that a correlation to the machined components quality is possible. To answer this, pure machining related anomalies and their influence on sensor signals are discussed. This is undertaken on drilling processes for the two relevant alloys of this thesis, TiAl6V4 and Inconel 718. A broad range of process characteristics and abnormal behavior during a drilling process is identified and described with corresponding sensor signals. A possible evaluation for the creation of signal features is given as an example. Furthermore, an attempt is made to create a correlation of sensor signals to the life of components. As component life is usually evaluated by the use of LCF experiments, this has also been carried out within the thesis work. Various typical anomalies were machined into test blocks, monitored and LCF tested. A monitoring strategy based on this evaluation is also presented. As it was found that temperature evolution within the drilling process is critical a new temperature measurement method has been developed and based on these measurements a temperature model has been derived from the results for drilling the titanium alloy TiAl6V4.

Die vorliegende Arbeit präsentiert einen möglichen Weg, um die Unsicherheit der medizinischen CT-Bildgebung im Hinblick auf die dreidimensionale Darstellung segmentierter anatomischer Strukturen zu quantifizieren. Die dabei verfolgte experimentelle Vorgehensweise beruht auf der Übertragung von etablierten Verfahren aus dem Bereich der industriellen Koordinatenmesstechnik auf den medizinischen Anwendungsfall.

Beim Spritzgießen unterstützt eine konturnahe Werkzeugtemperierun den Wärmeaustausch. In dieser Arbeit wird das Selective Laser Melting zur endkonturnahen Fertigung von Formeinsätzen mit Temperierkanälen weiter entwickelt. Dabei werden die Stahlwerkstoffe X38CrMoV5-1 und X42Cr13 mit tatsächlichen Aufbauraten von 8 cm3/h verarbeitet. An Testgeometrien sind Zugfestigkeiten von 1580 MPa (54 HRC) gemessen. Für den Aufbau von komplexen Kühlkanälen werden Prozessführungen erarbeitet und angewendet. Beispiele industrieller Formeinsätze zeigen ein großes Potenzial auf.

Mangelnde Termintreue erweist sich seit jeher als branchenimmanentes Strukturdefizit im Maschinen- und Anlagenbau. Die Dissertationsschrift beinhaltet die Herleitung eines Kostenmodells zur Quantifizierung von Belieferungsverspätungen eines Lieferanten. Die Information über die verspätungsinduzierten Zusatzkosten liefert eine Ausgangsbasis zur monetären Incentivierung der Lieferanten, um einen Anreiz zur Steigerung ihrer Belieferungstreue zu schaffen. Im Umfeld einer Angebot-Nachfrage-Relation bezüglich Lieferantenkapazitäten im Markt ergibt sich ein dezentraler, marktorientierter Koordinationsmechanismus zur Steigerung der Termintreue im B2B-Kontext.

Maßnahmen zur Kostensenkung in produzierenden Unternehmen werden stetig verbessert und bereits sehr erfolgreich angewendet. Dabei konzentriert man sich in erster Linie auf die Verbesserung der Arbeitsproduktivität, auch durch eine erfolgreiche Nutzung von Rationalisierungspotenzialen. Viele Jahre lang wurden Maßnahmen zur Erzielung einer ökologisch nachhaltigen Produktionstechnik als eher kostenträchtig statt kostensparend verstanden. Diese Haltung der Unternehmensleitungen hat sich jüngst geändert. Heute setzen produzierende Unternehmen mehr denn je Maßnahmen ein, um die Material-, Energie-, Wasser-, Betriebs- und Hilfsmittelproduktivitäten zu steigern. Sie haben erkannt, dass es so nicht weiter gehen kann. Nur 18% der Menschen verbrauchen heute über 80% aller verfügbaren Ressourcen. Wohin soll dies führen? Das entstandene Engagement innerhalb der Produktionstechnik ist groß, doch es fehlt den Unternehmen häufig an technisch versierten, integrativen, über die gesamte Produktionseinheit hinweg interagierenden Ansatzpunkten und Orientierungshilfen, positive Veränderungen in der Ressourcennutzung ohne Einschränkungen in Produktqualität und Ertrag umsetzen zu können. Vielleicht bietet ein in diesem Buch beschriebenes Aachener Modell, zur Bilanzierung einer Ressourceneffizienten Produktionstechnik, einen geeigneten Lösungsansatz diese Herausforderung zukünftig erfolgreich meistern zu können.

An die Produktionstechnik in Hochlohnländern stellen sich aktuell anspruchsvolle Herausforderungen: Die Kunden fordern verstärkt Produkte, die durch eine hohe Variantenvielfalt und einen hohen Grad an Komplexität charakterisiert sind. Des Weiteren sind die Rahmenbedingungen der internationalen Märkte immer stärker von einem zunehmenden Wandel und einem Kostendruck durch günstige Arbeitskräfte aus Niedriglohnländern geprägt.