投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist ein Röntgenmikroskop?

Ein Röntgenmikroskop ist ein Mikroskop, das Röntgenstrahlen als Lichtquelle nutzt, um die Struktur eines Objekts zu beobachten.

Röntgenmikroskope verwenden Transmissions- (Absorptions-) und Fluoreszenz-Röntgenstrahlen, die sehr durchdringend sind und kontrastreiche Bilder erzeugen können, indem sie die intrinsische Dämpfungsreaktion der inneren Struktur, Dicke und Zusammensetzung des Materials beim Durchgang nutzen. Die Röntgenstrahlen können zur Gewinnung kontrastreicher Bilder verwendet werden.

Wenn die Bilder kontinuierlich aufgenommen werden, während die Probe gedreht wird, können sie in 3D konstruiert werden, um ein Querschnittsbild zu erzeugen (sogenannte CT). Im Allgemeinen hängt die räumliche Auflösung von Mikroskopen, die elektromagnetische Wellen verwenden, von deren Wellenlänge ab: Röntgenstrahlen haben eine 100- bis 10.000-mal kürzere Wellenlänge als sichtbares Licht und können daher sehr detaillierte Bilder liefern.

Anwendungen der Röntgenmikroskope

Röntgenmikroskope werden vor allem in der industriellen Forschung und Entwicklung sowie bei Inspektionen in Produktionsstätten eingesetzt und dienen häufig der Prüfung von Teilen auf Fehler und Eigenschaften, da Röntgenstrahlen eine berührungslose, zerstörungsfreie Prüfung ermöglichen. Sie können auch zur Bewertung der Struktur von Gesteinen und anderen Materialien verwendet werden, um Parameter für die Charakterisierung dieser Materialien als neue Rohstoffe zu erhalten.

Im Bereich der Halbleiterherstellung werden sie zunehmend zur Charakterisierung von Produkten mit ultrafeiner Verarbeitung eingesetzt. Bei der Betrachtung von biologischen Proben mit hohem Wassergehalt können durch die Verwendung von Röntgenwellenlängenbereichen mit geringer Wasserabsorption kontrastreiche Bilder erzielt werden.

Funktionsweise von Röntgenmikroskopen

Röntgenmikroskope bestrahlen eine Probe mit Röntgenstrahlen und nutzen die transmittierten (absorbierten) und fluoreszierenden Röntgensignale des Materials, um ein Bild zu erhalten oder seine Bestandteile zu analysieren. Die Wellenlängen der verwendeten Röntgenstrahlen werden oft als weiche Röntgenstrahlen (1-10 nm) bezeichnet. Insbesondere der Bereich von 2,3-4,3 nm wird aufgrund der extrem geringen Absorption von Wasser als „Wasserfenster“ bezeichnet und für die Beobachtung biologischer Proben verwendet.

Es gibt zwei Arten von Röntgenmikroskopen: solche, die die Röntgentransmission als Kontrast für die Bildaufnahme nutzen, sowie solche, die durch Röntgenbestrahlung erzeugte fluoreszierende Röntgenstrahlen erkennen. Röntgenfluoreszenz ist ein Signal, das durch die Emission von Röntgenstrahlen erzeugt wird, die dem Energieunterschied zwischen der inneren und der äußeren Schale entsprechen, wenn Elektronen der äußeren Schale zu Löchern relaxieren, die durch die Anregung von Elektronen der inneren Schale in einem Material durch Röntgenstrahlung entstehen.

Die Röntgenfluoreszenz hat eine für jedes Atom spezifische Wellenlänge und kann daher für die Elementaranalyse verwendet werden. Röntgenmikroskope lassen sich grob in zwei Arten von optischen Systemen einteilen, je nachdem, ob sie optische Elemente verwenden oder nicht. Röntgenmikroskope ohne optische Elemente verwenden die Projektionsvergrößerungsmethode und die Kontaktmethode zur Beobachtung.

Da die Röntgenbildwelle nicht durch eine Linse vergrößert werden kann, wird sie vergrößert und projiziert, indem die Probe physisch von der Abbildungsfläche getrennt wird. Die Abbildungsmethode mit optischen Elementen wird durch die Verwendung von Zonenplatten mit Lichtkommentar oder durch die Verwendung von Spiegeln mit Total- oder Mehrschichtreflexion erreicht.

Röntgenmikroskopie

1. Unterschied zwischen Röntgenmikroskopen und Elektronenmikroskopen

Röntgenmikroskope verwenden Röntgenstrahlen als Lichtquelle, während Elektronenmikroskope einen Elektronenstrahl auf die Probe richten, um das Bild zu vergrößern. Ein Elektronenstrahl ist ein schneller Strom von Elektronen. Ein Atom besteht aus einem Kern, der aus Protonen und Neutronen besteht, und Elektronen, die ihn umkreisen. Wenn Protonen, Neutronen und Elektronen in einem Gerät, das als Beschleuniger bezeichnet wird, auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, werden sie zu Strahlen in Form von Protonen-, Neutronen- und Elektronenbündeln.

Im Gegensatz zu Röntgenstrahlen sind Elektronenstrahlen Teilchenstrahlen und haben daher eine begrenzte Durchschlagskraft. Die Durchschlagskraft eines Elektronenstrahls wird durch die Beschleunigungsspannung bestimmt: je höher die Beschleunigungsspannung, desto tiefer dringen die Elektronen ein, und je geringer die Dichte des bestrahlten Objekts, desto tiefer dringen sie ein.

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
Eine Dünnschichtprobe wird mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, der eine Elektronenlinse durchläuft und ein vergrößertes Bild auf einer vom Elektronenstrahl beleuchteten Fluoreszenzplatte erzeugt. Die Elektronenlinse biegt den Elektronenstrahl mit Hilfe eines elektrischen oder magnetischen Feldes ab, um ein Bild zu erzeugen.

Rasterelektronenmikroskop (SEM)
Ein eng gebündelter Elektronenstrahl wird in einem Vakuum eingestrahlt und über die Oberfläche einer Probe gescannt, um Sekundärelektronen und reflektierte Elektronen, die von der Probe emittiert werden, zu erkennen. Sekundäre Elektronen werden durch den Elektronenstrahl emittiert, der andere Elektronen in der Probe ausstößt, während reflektierte Elektronen die von den bestrahlten Elektronen emittierten und von der Oberfläche der Probe reflektierten Elektronen sind.

Wenn ein Rasterelektronenmikroskop mit einem Röntgendetektor ausgestattet ist, kann es auch als Röntgenanalysator verwendet werden, um die Art und Menge der in der Probe enthaltenen Elemente zu bestimmen.

2. Röntgenmikroskop

Eine Art Röntgenmikroskop, das harte Röntgenstrahlen als Sonde verwendet. Harte Röntgenstrahlen haben eine kurze Wellenlänge von etwa 0,1 nm, was im Prinzip eine hohe Auflösung ermöglicht. Neben Transmission (Absorption), Brechung und Reflexion umfassen die Wechselwirkungen mit Materialien auch Photoelektronen, fluoreszierende Röntgenstrahlen, elastische Streuung, inelastische Streuung, magnetische Absorption und Streuung.

Außerdem ermöglicht ihre hohe Durchlässigkeit eine zerstörungsfreie Beobachtung und sie werden für atmosphärische Messungen eingesetzt. Röntgenmikroskope bestehen aus einem fokussierten Röntgenstrahl, einem Tisch zur Abtastung der Probe und einem Detektor. Sie führen Röntgenanalysen (transmittierte, fluoreszierende oder gestreute Röntgenstrahlen) durch, während sie die Probe abtasten, um verschiedene Arten von Informationen sichtbar zu machen.

Was ist eine Reibschweißmaschine?

Eine Reibschweißmaschine ist eine Maschine, die zwei Gegenstände durch Reibungswärme erhitzt und durch Druck verbindet.

Sie wird zum Verbinden von metallischen Werkstoffen und Harzen verwendet, gilt aber als schwierig für nichtmetallische Werkstoffe wie Titan und Molybdän. Das Reibschweißen eignet sich zum Verbinden unterschiedlicher Metalle, da sie in festem Zustand miteinander verbunden werden. Es kann auch zum Verbinden von Metallen verwendet werden, die sich durch Schweißen nur schwer verbinden lassen, z. B. Kupfer und Aluminium oder Aluminium und rostfreier Stahl.

Es ist außerdem ein umweltfreundliches Fügeverfahren, da keine Schweißdrähte, kein Flussmittel und keine Wärmequelle wie beim Lichtbogen- oder Argonschweißen erforderlich sind und keine Gase oder Spritzer entstehen.

Anwendungen von Reibschweißmaschinen

Reibschweißmaschinen wurden ursprünglich zum Pressschweißen in der Automobilindustrie eingesetzt, werden aber inzwischen auch für Flugzeug- und Maschinenteile, Sportartikel und in der Weltraumforschung verwendet.

In der Automobilindustrie werden sie unter anderem für Lenkwellen, Motorventile und Frontantriebskomponenten eingesetzt. In der Werkzeugindustrie werden Reibschweißmaschinen für die Herstellung von Elektrobohrern, Bohrern und Ratschenschlüsseln zum Schneiden von Werkzeugkomponenten verwendet.

Bei Maschinenteilen werden sie für die Herstellung von Kolbenstangen und Kugelumlaufspindeln für Hydraulikzylinder verwendet. Weitere Anwendungen sind die Bearbeitung von Verbindungsstellen in hydraulischen und pneumatischen Rohrleitungskomponenten, Differenzialtransformatoren in elektrischen Verkabelungskomponenten und die Bearbeitung von Golfschlägerköpfen.

Reibschweißmaschinen werden auch bei der Herstellung von Walzen für Druck- und Kopiergeräte, der Verbindung von Kupfer- und Aluminiumrohren in Wärmetauschern, Griffen für Bohrmaschinen und Klemmen für Umspannwerke eingesetzt.

Funktionsweise der Reibschweißmaschinen

Zwei zu verschweißende Gegenstände werden aneinander gepresst, wobei durch Druck und Drehbewegung Reibungswärme erzeugt wird. Nach Erreichen der Schweißtemperatur wird die Bewegung abrupt gestoppt und Druck ausgeübt, um die Schweißung zu ermöglichen. Die Reibschweißmaschine führt diesen Vorgang durch.

Wichtig ist, dass die Drehbewegung schnell gestoppt und der Stauchdruck sofort aufgebracht wird. Dies ist wichtig, um Torsionsschäden aufgrund der Rotationsverzögerung der Pressschweißnaht zu vermeiden und um hohe Temperaturen während des Stauchvorgangs aufrechtzuerhalten.

Zwei typische Methoden des Pressschweißens mit Reibschweißmaschinen sind folgende:

1. Das Reibschweißverfahren mit konstanter Geschwindigkeit

Bei der Reibschweißmethode mit konstanter Geschwindigkeit werden zwei zu verschweißende Objekte stumpf aneinandergeschweißt und unter Druck gesetzt, und eines oder beide werden gedreht, um Reibungswärme zu erzeugen, und dann wird die Verbindung durch abruptes Anhalten und Stauchen hergestellt.

2. Statisches Reibschweißverfahren

Beim statischen Reibschweißverfahren wird die Rotationsenergie im Federrad gespeichert, das als Drehachse dient. Diese Energie wird dann durch Reibung verbraucht und die Verbindung wird beim Anhalten des Rades druckgeschweißt. Es ist kein Bremsmechanismus vorgesehen.

Das reibgeschweißte Teil hat eine höhere Zugfestigkeit als das ursprüngliche Materialteil. Dieses Phänomen wird als atomare Anziehung bezeichnet. Die Entgratung erfolgt mit dem biaxialen Rotationsreibschweißverfahren, bei dem die beiden zu verschweißenden Objekte in Rotation versetzt werden und eine Klinge in den Bereich der Graterzeugung gebracht wird, wobei ein Hochtemperaturschneidesystem während der Erzeugung von Reibung zum Einsatz kommt.

Weitere Informationen zu Reibschweißmaschinen

1. Vorteile des Reibschweißens

Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren wie dem Lichtbogen- oder Laserschweißen hat das Reibschweißen den Vorteil, dass keine Schweißfehler wie Lunker oder Lunker in der Verbindung auftreten können und dass es außerdem sehr reproduzierbar ist. Sobald die richtigen Verarbeitungsbedingungen festgelegt sind, können daher gleichbleibend hochwertige Verbindungen hergestellt werden.

Zu den Gründen, warum beim Reibschweißen nur selten Defekte auftreten, gehört die Tatsache, dass die Verbindung grundsätzlich in einem festen Zustand unterhalb des Schmelzpunkts des Materials hergestellt wird, so dass es kaum thermische Verformungen wie Erstarrungsschrumpfung gibt und keine Verunreinigungen wie Schutzgas oder Flussmittel eingeschlossen werden.

Weitere Vorteile sind die hohe Festigkeit der Verbindung und die kurze Verarbeitungszeit, was zu Kostensenkungen und Produktivitätssteigerungen führt.

2. Nachteile des Reibschweißens

Reibschweißmaschinen haben nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile.

Begrenzte Geometrie
Einfache Formen wie z. B. Zylinder sind für das Reibschweißen wünschenswert. Für komplexe Formen mit vielen Ecken oder asymmetrischen Formen sollten andere Fügeverfahren in Betracht gezogen werden.

Hohe Belastungen
Die verfügbaren Werkstoffe sind nur begrenzt in der Lage, hohen Belastungen standzuhalten, die durch die hohe Reibungswärme und den Druck der Verbindung entstehen. Es ist Vorsicht geboten, da im Falle eines Bruchs die Gefahr besteht, dass Trümmerteile umherfliegen und die Ausrüstung zerstören oder die Arbeiter verletzen.

Nachbearbeitung erforderlich
Im Bereich des Reibschweißens entstehen Grate, die in einem nachfolgenden Prozess entfernt werden müssen.

3. Verbinden unterschiedlicher Metalle mit Reibschweißmaschinen

Reibschweißmaschinen können ungleiche Metalle wie Stahl und Aluminiumlegierungen verbinden, was beim Schmelzschweißen schwierig wäre. Neben Stahl- und Aluminiumlegierungen kann eine Vielzahl von Metallwerkstoffen verbunden werden, darunter Edelstahl, Kupfer und Titanlegierungen.

Der Vorteil des Verbindens unterschiedlicher Metalle besteht darin, dass die richtige Leistung für das richtige Teil an der richtigen Stelle erbracht werden kann. So kann beispielsweise Stahl für Teile verwendet werden, bei denen Festigkeit erforderlich ist, und Aluminiumlegierungen für andere Teile, wodurch das Gesamtgewicht reduziert wird. Es gibt auch eine Möglichkeit, Spezialwerkstoffe zu verwenden, um die Kosten zu senken, indem die Menge der verwendeten Spezialwerkstoffe reduziert wird.

Was ist ein Reinstwassersystem?

Reinstwassersysteme sind Anlagen zur Herstellung von Reinstwasser. Natürliches und Leitungswasser enthält verschiedene Salze und organische Substanzen. In der Forschung und Entwicklung können diese Verunreinigungen die Ergebnisse von Experimenten beeinträchtigen. In der Produktion können Verunreinigungen im Wasser die Produktqualität beeinträchtigen. In diesen Bereichen wird daher Reinstwasser verwendet, das von Verunreinigungen befreit wurde.

Unter den reinen Wässern ist Reinstwasser das am stärksten gereinigte Wasser. Die Reinheit des Wassers wird auf der Grundlage des elektrischen Widerstands gemessen. Theoretisch hat reines Wasser einen Wert von 18,24 MΩ-cm. Im allgemeinen Sprachgebrauch ist Reinstwasser Wasser, das 18 MΩ-cm erreicht hat.

Anwendungen von Reinstwassersystemen

Reinstwasser wird in der Forschung und Entwicklung sowie in der Halbleiterfertigung verwendet. Im Bereich der Forschung und Entwicklung wird es häufig für biotechnologische Experimente und klinische Versuche mit Arzneimitteln verwendet. In der Halbleiterindustrie wird es für die Reinigung von Halbleiterkomponenten und Präzisionsgeräten verwendet.

Reinstwasser kann jedoch nicht in Glasbehältern oder Polyethylentanks gelagert werden. Das liegt daran, dass sein Lösevermögen viel höher ist als das von Leitungswasser und Behälter in kleinsten Mengen auflöst. Reinstwasser wird daher in Reinstwassersystemen hergestellt und nur bei Bedarf und in der erforderlichen Menge verwendet.

Funktionsweise der Reinstwassersysteme

Reinstwassersysteme reinigen Leitungswasser, um ultrareines Wasser zu erzeugen. In diesem Abschnitt wird die Funktionsweise am Beispiel einer Anlage zur Herstellung von Reinstwasser mit Umkehrosmose-Membran und Ionenaustausch erläutert. Dieses Gerät stellt Reinstwassersysteme in drei Schritten her: Filtration, Umkehrosmose und Ionenaustausch.

1. Filtration

Ein pulverförmiger Aktivkohlefilter filtert Verunreinigungen wie Restchlor und große Verunreinigungen aus dem Leitungswasser.

2. Umkehrosmose

Gefiltertes Leitungswasser wird durch Umkehrosmose gereinigt. Wenn wässrige Lösungen unterschiedlicher Konzentration durch eine halbdurchlässige Membran getrennt werden, wandern normalerweise Wassermoleküle von der Lösung mit der niedrigeren Konzentration zur Lösung mit der höheren Konzentration. Dies wird als Osmose bezeichnet.

Bei der Bewegung der Wassermoleküle wird eine Kraft, der so genannte osmotische Druck, erzeugt, der schließlich mit der Gravitationskraft auf das bewegte Wasservolumen ins Gleichgewicht kommt. Wird dagegen ein höherer Druck als der osmotische Druck ausgeübt, können Wassermoleküle von einer wässrigen Lösung mit höherer Konzentration in eine wässrige Lösung mit niedrigerer Konzentration verschoben werden. Dieses Phänomen wird als Umkehrosmose bezeichnet.

In Reinstwassersystemen wird Leitungswasser mit hohem Druck beaufschlagt, um reines Wasser zu erzeugen, indem Wassermoleküle, die keine Verunreinigungen enthalten, übertragen werden. Eine osmotische Membran, die Wassermoleküle durch dieses Phänomen der Umkehrosmose reinigen kann, wird als Umkehrosmosemembran bezeichnet. Das hier gereinigte Wasser ist bereits rein genug, um als reines Wasser bezeichnet zu werden.

3. Ionenaustausch

Die bereits erwähnten anorganischen Ionen, die in Spuren im reinen Wasser enthalten sind, werden durch Ionenaustausch entfernt. Der Ionenaustausch ist eine Methode zur Verbesserung der Reinheit mit Hilfe von Ionenaustauschharzen. Reines Wasser, das durch Umkehrosmose gewonnen wird, enthält Spuren von Calcium- und Chlorionen. Durch Filtern dieses reinen Wassers durch ein Ionenaustauscherharz werden die Verunreinigungsionen vom Harz absorbiert und zu Reinstwasser.

Dies ist das Hauptprinzip von Reinstwassersystemen. Es gibt auch Reinstwassersysteme mit einem Ultraviolett-Sterilisationssystem nach dem Ionenaustausch. Es gibt auch verschiedene Arten von Produkten, die Ionenaustauschmembranen wiederverwenden oder Leitungswasser destillieren.

Weitere Informationen zu Reinstwassersystemen

1. Industrielle Anwendungen von Reinstwassersystemen

Zu den industriellen Anwendungen von Reinstwassersystemen gehört, wie bereits erwähnt, der Einsatz im Reinigungsprozess von Halbleitergeräten. Wenn das Reinigungswasser mikroskopisch kleine Verunreinigungen enthält, besteht die Gefahr von Kurzschlüssen. Reinstwassersysteme sind daher ein wesentlicher Bestandteil der Halbleiterfertigungstechnologie.

Weitere Verwendungszwecke sind Wasser für Dampferzeuger in Dampfturbinengeneratoren und für Befeuchtungswasser in Fabriken. 

2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Anwendung von Reinstwassersystemen

Reinstwassersysteme sind empfindliche Geräte, und es müssen mehrere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um hochreines Reinstwasser zu erhalten. In der Regel sollte das Wasser ad hoc entnommen und der erste Durchfluss abgelassen werden. Der Grund dafür ist die Gefahr der Kontamination des Wasserentnahmebereichs durch die Luft. Um Verunreinigungen aus der Umwelt zu vermeiden, ist es außerdem notwendig, den Wasserentnahmeeinlass sauber zu halten und Schaumbildung bei der Probenahme zu vermeiden.

Reinstwasser wird auch als hungriges Wasser bezeichnet. Der Name leitet sich von seiner Eigenschaft ab, Stoffe aufzunehmen. Aufgrund dieser Eigenschaft nimmt sein elektrischer Widerstand mit der Zeit ab. Ultrareines Wasser muss daher so schnell wie möglich nach der Entnahme verwendet werden.

Was ist ein Kanonenbohrer

Ein Kanonenbohrer ist ein Bohrer, der zum Bohren tiefer Löcher verwendet wird.

Der Name Kanonenbohrer rührt daher, dass er ursprünglich zum Bohren von Löchern in Jagdgewehren und Handfeuerwaffen entwickelt wurde. Beim Bohren wird aus der Spitze des Bohrers unter hohem Druck Schneidöl gespritzt. Das Schneidöl bläst die Späne beim Bohren ab und ermöglicht es, in einem einzigen Arbeitsgang tiefe oder feine Löcher zu bohren.

Kanonenbohrer zeichnen sich durch eine hervorragende Linearität aus und ermöglichen Tief- und Feinbohrungen auch in schwer zu bohrenden Werkstoffen, wie z. B. in hochharten Materialien, rostfreiem Stahl und hitzebeständigem Stahl. Bei der Bearbeitung mit einem Reihenbohrer ist es wichtig, die Drehzahl und den Vorschub im Voraus festzulegen, und die Bedingungen für die Vorbearbeitung und die Schnittbedingungen müssen gut definiert sein.

Anwendungen von Kanonenbohrern

Kanonenbohrer eignen sich für Tieflochbohrungen mit einer Tiefe von mehr als dem Fünffachen des Durchmessers, insbesondere für relativ kleine Löcher von ø 3-30 mm. Beim Bohren tiefer Löcher können Späne das Innere des Lochs beschädigen, aber Kanonenbohrer können die Späne beim Bohren abblasen. Dies ermöglicht ein äußerst effizientes und genaues Tieflochbohren.

Beispiele für den Einsatz von Kanonenbohrern sind:

• Lebensmittelmaschinen
  Flüssigkeitsabfüllmaschinen, Kühlerteile, Melkmaschinen, Teile für Lebensmittelproduktionsmaschinen
• Transportausrüstung
  Teile für Automobile, Schienenfahrzeuge und Flugzeuge
• Industrielle Maschinen
  Spindeln, Wellen, Zylinder, Einspritzdüsen, hydraulische Ausrüstung, Untersetzungsgetriebe
• Elektrotechnik
  Teile für elektrische und elektronische Geräte, Wärmeplatten für Halbleiter, Teile für Flüssigkristallherstellungsanlagen

Funktionsweise von Kanonenbohrern

Kanonenbohrer sind Bohrer, die während des Schneidens mit Hilfe einer Pumpe Schneidöl unter hohem Druck einspritzen. Das Innere des Kanonenbohrers ist daher hohl, damit das Schneidöl zirkulieren kann. Die Schneidflüssigkeit, einschließlich der Späne, wird durch eine V-förmige Nut auf der Bohreroberfläche (Schaft) nach außen gedrückt, und die Späne werden durch einen Spänekasten auf der Rückseite herausgefiltert, so dass die Schneidflüssigkeit wieder zirkulieren kann.

Es gibt eine Vielzahl von Bohrerlöchern, darunter Nieren- und Zweilochbohrer, und je nach Form variieren die Ölmenge und die Steifigkeit des Kopfes, so dass die Wahl je nach Einsatzzweck getroffen werden sollte. Kanonenbohrer haben lange Schäfte und erfordern zur Erhöhung der Biegesteifigkeit den Einbau einer Bohrbuchse an der Bearbeitungsstelle.

Diese unterstützt die radialen Schnittkräfte des Kopfes, was zu einem sehr geringen Versatz und einer hohen Geradheit führt: Bei einer Tiefe von 50 cm kann ein Versatz von etwa 0,3 mm erreicht werden.

Weitere Informationen zu Kanonenbohrern

1. Kanonenbohrer

Die Bearbeitung mit Kanonenbohrern wird auf speziellen Kanonenbohrmaschinen durchgeführt. Kanonenbohrmaschinen sind eine Art Drehmaschine und sind Bearbeitungsmaschinen, die speziell für das Bohren von Löchern mit Kanonenbohrern ausgelegt sind. Während allgemeine Drehmaschinen das Material drehen, erfolgt das Bohren mit Tieflochbohrern durch Rotation der Bohrer.

Zu den Problemen beim Tieflochbohren gehören verstopfte Löcher, die durch die bei der Bearbeitung entstehenden Späne verursacht werden, und Schäden am Bohrer, die durch die Beeinträchtigung der Drehung des Bohrers entstehen. Als Gegenmaßnahme wird von der Spitze des Bohrers kontinuierlich Schneidöl eingespritzt, um einen Schneidölstrom im Loch zu erzeugen, der die Späne nach hinten aus dem Loch drückt. Kanonenbohrer haben an der Basis des Bohrers ein Halteteil, den sogenannten Mitnehmer, der in das rotierende Spannfutter der Kanonenbohrmaschine eingespannt werden kann.

Die Schneidflüssigkeit wird von der Rückseite des Treibers zugeführt, läuft durch den Schaft des Kanonenbohrers und wird aus dem Schneidenteil an der Spitze des Bohrers gespritzt. Aus diesem Grund sind Kanonenbohrmaschinen mit einer Kühlmittelzufuhr in der Mitte des Teils, der den Bohrer aufnimmt, ausgestattet.

Kanonenbohrer können um ein Vielfaches länger sein als ihr Durchmesser. Je nach Bearbeitungstiefe kommt es zu einem Rundlauf des Kanonenbohrer-Schaftes, weshalb die Kanonenbohrmaschine mit mehreren Führungen ausgestattet ist, um dies zu kontrollieren. Die Führungen können so verschoben werden, dass sie die Bearbeitung nicht behindern.

2. Kanonenbohrer mit Bearbeitungszentren

Kanonenbohrungen mit einer Bohrungstiefe bis etwa zum 40-fachen des Bohrungsdurchmessers können nicht nur auf speziellen Kanonenbohrern, sondern auch auf allgemeinen Bearbeitungszentren, NC-Fräsmaschinen oder NC-Drehmaschinen durchgeführt werden. In diesem Fall ist eine Mittendurch-Kühlmittel-Funktion vorgesehen.

Aufgrund der Form der Schneide hat ein Kanonenbohrer nicht die Zentripetalkraft eines normalen Spiralbohrers, so dass vor dem Kanonenbohren eine Pilotbohrung erforderlich ist. Die Pilotbohrungen werden mit einem Schaftfräser oder Bohrer, dessen Bohrungsdurchmesser mit den Spezifikationen des Kanonenbohrers übereinstimmt, mit der in den Bearbeitungsspezifikationen angegebenen Tiefe und mit einer vorgegebenen Genauigkeit gebohrt.

Was ist ein Lötroboter?

Ein Lötroboter ist eine Vorrichtung, bei der ein Lötkolben an einem Roboter zum automatischen Löten angebracht ist.

Durch den Einsatz eines Roboterarms o.ä. kann das Löten in engeren Räumen als mit herkömmlichen automatisierten Lötgeräten wie Montagegeräten und Lötanlagen durchgeführt werden. Traditionell konnte das Löten in engen Räumen nur manuell von Menschen durchgeführt werden.

Anwendungen von Lötrobotern

Lötroboter werden zum Löten eingesetzt, eignen sich aber eher für die Herstellung kleiner Mengen einer Vielzahl von Produkten als für Massenprodukte. Sie eignen sich auch für feine, präzise Arbeiten, die traditionell von Menschen ausgeführt werden, wie z. B. örtlich begrenztes Löten und Löten an Teilen mit niedriger Hitzebeständigkeitstemperatur. Dies bedeutet jedoch, dass die Arbeit länger dauert als bei anderen automatisierten Lötsystemen.

Das Löten der Verstärkerplatinen von Smart-Fiber-Sensoren beispielsweise wird mit der Einführung von Robotern nach dem Schieberlötverfahren durchgeführt. Der Roboter ist für das Löten in präzisen Bereichen mit einer Stegbreite von 0,5 mm und einem Abstand von 1 mm zuständig, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird.

Funktionsweise von Lötrobotern

Der Lötroboter besteht aus einem Roboter mit einem Arm, einem Lötkolben, einer Steuerung und einem Programmiergerät zur Einstellung der Bedingungen. Einige sind mit einem Stickstoffgasgenerator ausgestattet, um die Oxidation der Lötkolbenspitze und der Lötoberfläche zu verhindern.

Zu den Robotertypen gehören kleine Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Roboter, je nach Art des Roboterarms. Sie können eingesetzt werden, indem man die Lötbedingungen von einem Programmiergerät aus eingibt und sie die vorgeschriebenen Lötarbeiten ausführen lässt.

Arten von Lötrobotern

Zu den Lötrobotern gehören Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Roboter. Andere Typen werden nach dem Lötverfahren eingeteilt. Die gängigsten Lötverfahren sind das Lötkolbenverfahren und das Laserverfahren. Die Lötkolbenmethode ist auch heute noch weit verbreitet.

1. Bügelmethode

Bei der Lötkolbenmethode wird der Lötkolben auf fast 350 °C erhitzt und das Lot aus der Spitze des Kolbens gegossen, um das Metall zu verbinden. Im Vergleich zum Reflow-Lötverfahren, bei dem Cremelot aufgetragen und dann erhitzt und geschmolzen wird, um eine Verbindung herzustellen, zeichnet sich dieses Verfahren dadurch aus, dass keine Wärme direkt auf die elektronischen Bauteile einwirkt. Dies bedeutet, dass thermische Schäden minimiert werden und eine hohe Qualität der Lötung erreicht werden kann.

2. Laserverfahren

Beim Laserverfahren wird das Lot durch einen Laserstrahl geschmolzen. Bei diesem Verfahren wird die Tatsache genutzt, dass ein Laserstrahl durch eine Linse oder einen Spiegel fokussiert werden kann, um einen Strahl mit hoher Dichte zu bilden, der das Objekt auf eine hohe Temperatur erhitzt. Bauteile und Lot werden in dem Bereich platziert, in dem der Durchmesser des Laserstrahls auftrifft, und dann gelötet. Diese Lasermethode eignet sich für enge und feine Bearbeitungen, da der Lötprozess berührungslos erfolgt.

Weitere Informationen zu Lötrobotern

1. Vorteile der Einführung von Lötrobotern

Die Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern liegen in der erhöhten Automatisierung, Geschwindigkeit und Genauigkeit der Arbeit. Ein guter Lötvorgang hängt von Faktoren wie der Temperatur des Lötkolbens, der Kontaktzeit und der Kontaktfläche mit der Leiterplatte ab.

Wenn diese Faktoren nicht richtig kontrolliert werden, kann es aufgrund einer zu niedrigen Temperatur oder einer zu kurzen Kontaktzeit zu Lötfluss kommen. Imitiertes Lot führt zu einer schwachen und spröden Verbindung. Das Gleiche gilt für verbranntes Lot, das durch unzureichende Wärmeleitung verursacht wird. Diese Situation tritt besonders häufig auf Baustellen auf, auf denen es viele unerfahrene Anfänger gibt, was die Ausschussrate erhöht und die Produktionseffizienz verringert.

In solchen Fällen ist es sinnvoll, Lötroboter auf der Baustelle einzusetzen, die die gleichen Aufgaben wie erfahrene Mitarbeiter übernehmen. Die meisten Lötroboter sind in der Lage, die Positionierung in 0,1-mm-Schritten zu steuern und haben eine hohe Positionswiederholgenauigkeit (Arbeitsgenauigkeit). Darüber hinaus ist ein motorisierter Hochgeschwindigkeitsbetrieb möglich, der schneller ist als der menschliche Betrieb und menschliche Fehler aufgrund von Ermüdung verhindert.

2. Systematisierung von Lötrobotern

Die meisten Lötroboter können relativ einfach systematisiert werden. Bei der Integration von Robotern in Produktionslinien sind in der Regel komplexe Programmierarbeiten erforderlich. Bei vertikalen Knickarmrobotern beispielsweise müssen die vom Roboter auszuführenden Aufgaben in einer speziellen Robotersprache programmiert und eingegeben werden.

Steht die vom Roboter auszuführende Aufgabe jedoch bereits fest, wie es bei Lötrobotern der Fall ist, wird die Programmierung häufig vom Roboterentwickler vorgenommen. Der Anwender muss also nach der Installation nur noch Parameter wie Lötpositionsangaben und Heizzeit einstellen und der Roboter kann in die Produktionslinie integriert werden.

Was ist ein Handschuhkasten?

Ein Handschuhkasten ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht, Arbeiten in einer abgedichteten Umgebung auszuführen, indem ein Handschuh und ein abgedichteter Behälter integriert werden. Er wird hauptsächlich bei Arbeiten verwendet, bei denen ein Kontakt mit der Außenluft oder mit Menschen unerwünscht ist, wie z. B. bei Arbeiten in Zellkulturen oder beim Umgang mit für den menschlichen Körper schädlichen Gasen.

Anwendungen von Handschuhkästen

Sie werden vor allem in vielen Laboratorien im biologischen Bereich, z. B. bei Zellkulturen, und in der Materialforschung eingesetzt, wo der Kontakt mit der Außenluft eine Reaktion hervorrufen kann.

Insbesondere im Bereich der Materialentwicklung enthält die Außenluft nicht nur Sauerstoff, der zu Oxidation führt, sondern auch Feuchtigkeit, die Korrosion verursacht, sodass Experimente unter freiem Himmel oft zu unerwarteten Reaktionen führen und eine unzureichende Versuchsumgebung darstellen.

Für solche Fälle wurden Handschuhkästen erfunden, um Experimente manuell durchführen zu können, während die Versuchsproben in einem von Feuchtigkeit und Sauerstoff isolierten Raum aufbewahrt werden.

Arten von Handschuhkästen

Handschuhkästen können in zwei Haupttypen eingeteilt werden, die sich in ihren internen Reinheitskontrollmechanismen unterscheiden.

1. Vakuum-Handschuhkästen

Hierbei handelt es sich um Handschuhkästen, bei denen der Innenraum einmal evakuiert und dann mit Inertgas wie Stickstoff oder Argon gefüllt wird.

2. Verdrängungshandschuhkästen

Der andere Typ, der so genannte Verdrängungshandschuhkasten, ist ein Handschuhkasten, bei dem der Innenraum durch ein Inertgas ersetzt wird, ohne dass ein Vakuum entsteht.

Der Vakuumtyp, bei dem einmalig ein Vakuum erzeugt wird, kann einen Raum mit einem hohen Reinheitsgrad schaffen, da er Verunreinigungen wie Feuchtigkeit und Sauerstoff im Handschuhkästen auslöschen kann.

Ist die Probe, die in den Handschuhkästen eingebracht werden soll, hochreaktiv, kann sie auch mit dem Gefäßkörper und dem Handschuh reagieren. Daher sollte für den Körper und den Handschuh eine breite Palette von Materialien von Kunststoff bis Edelstahl gewählt werden, um hochreaktive Proben aufnehmen zu können.

Auswahl eines geeigneten Handschuhkastens

Im Allgemeinen bieten Handschuhkästen vom Typ Vakuum einen saubereren Raum, aber sie erfordern eine Vakuumpumpe als Zusatzausrüstung, die oft teuer ist. Diese sind für einfache Experimente, bei denen die Umweltbedingungen nicht so streng sind, etwas zu groß. Aus diesem Grund ist es eine gute Idee, mit einem Handschuhkasten des Verdrängertyps zu beginnen, wenn man ihn für Experimente verwendet, die relativ wenig von der Umgebung abhängig sind, oder wenn man ihn zum ersten Mal einsetzt.

In beiden Fällen ist es jedoch wichtig, Materialien für den Körper und den Handschuh zu wählen, die nicht mit den Proben reagieren, mit denen Sie experimentieren wollen.

Weitere Informationen zu Handschuhkästen

1. Handschuhkästen und Inertgase

Stickstoff wird häufig als Inertgas verwendet, nicht nur in Handschuhkästen. Seine inerten Eigenschaften werden beispielsweise als Spülgas für Lebensmittelverpackungen genutzt, und auch in Anlagen der Elektronikindustrie, z. B. im Halbleitersektor, wird er häufig verwendet.

Stickstoff ist in der Atmosphäre mit einem Volumenanteil von etwa 78,1 % leicht verfügbar und damit kostengünstig. Sein spezifisches Gewicht beträgt 0,97 und ist damit etwas leichter als Luft = 1.

Argon hingegen ist ebenfalls in der Luft vorhanden, allerdings nur zu 0,93 Volumenprozent. Dennoch ist es das am dritthäufigsten vorkommende Gas in der Atmosphäre. Als Edelgas zeichnet sich Argon durch eine noch geringere Reaktivität als Stickstoff aus. Da es mit einem spezifischen Gewicht von 1,38 schwerer ist als Stickstoff und Luft, sammelt es sich im Handschuhkasten und verdrängt die Luft von oben.

Argongas wird benötigt, wenn eine inerte Umgebung erforderlich ist. Wenn der Druck im Inneren des Handschuhkastens über dem atmosphärischen Druck gehalten wird, wird auch verhindert, dass atmosphärische Luft durch die kleinsten Lücken im Handschuhkasten eindringt, wodurch die Umgebung sauberer bleibt.

2. Beseitigung von Feuchtigkeit im Inneren des Handschuhkastens

Feuchtigkeit kann entstehen, wenn die gewünschte Reaktion abläuft, nachdem das Innere des Handschuhkastens durch ein Inertgas ersetzt worden ist. Die Feuchtigkeit im Handschuhkasten wird durch ein Feuchtigkeitsadsorptionsmittel entfernt. Bei dem Adsorptionsmittel kann es sich um Aktivkohle oder ein spezielles Material namens Molekularsieb handeln.

Molekularsiebe werden hier erklärt.

Molekularsiebe sind kristalline Zeolithe. Es handelt sich um einen porösen Kristall. Verunreinigungen in den Handschuhkästen werden durch Adsorption von Molekülen in diesen Poren entfernt. Natürlich können die Adsorptionseigenschaften durch Veränderung der Kristallstruktur gesteuert werden. Wenn Sie also nur bestimmte organische Gase adsorbieren wollen, ist es wichtig, ein Molekularsieb auszuwählen, das zu Ihrer Anwendung passt.

In den letzten Jahren hat sich eine breite Palette verschiedener Arten von Molekularsieben herausgebildet. Wie bereits erwähnt, ist es möglich, das Adsorptionsziel durch Steuerung der Kristallinität zu wählen. In vielen Fällen ist die Adsorption unter Bedingungen möglich, bei denen der effektive Durchmesser des Moleküls <0,3 nm, <0,4 nm oder <0,5 nm beträgt.

Wenn Sie nur Feuchtigkeit entfernen wollen, können Sie <0,3 nm wählen und eine Atmosphäre mit extrem niedriger Luftfeuchtigkeit und einer Taupunkttemperatur von -76 °C oder weniger schaffen (Feuchtigkeitsgehalt: <1 ppm). Molekularsiebe, die Feuchtigkeit absorbiert haben, können regeneriert und erneut verwendet werden, indem sie mit Inertgas durchströmt oder im Vakuum erhitzt werden.

3. Sauerstoffentfernung in Handschuhkästen

Es ist auch wichtig, Sauerstoff zu entfernen, wenn z. B. eine anaerobe Umgebung erforderlich ist oder hochreaktive Stoffe mit Sauerstoff gehandhabt werden müssen.

Um Sauerstoff zu entfernen, muss ein Katalysator verwendet werden, der entweder ein Sauerstoffadsorbens wie Nickel oder Kupfer oder ein Edelmetallkatalysator wie Palladium oder Platin sein kann. Sauerstoffadsorptionsmittel müssen zur Regeneration mit einem Inertgas durchströmt werden, das mehrere Prozent Wasserstoff enthält, während Edelmetallkatalysatoren bei der Regeneration kein Regenerationsgas benötigen. Katalysatoren auf Edelmetallbasis sind zwar teurer in der Installation, aber auch sicherer und haben geringere Betriebskosten, da sie kein Wasserstoffgasgemisch benötigen.

4. Zu beachtende Punkte bei der Verwendung von Handschuhkästen

Da die Handschuhkästen versiegelt sind, neigen sie dazu, sich mit Reagenzien usw. zu verschmutzen. Daher muss das Innere des Handschuhkastens gereinigt werden, um Verunreinigungen zu vermeiden.

Außerdem kann der Handschuhkasten eine Atmosphäre schaffen, die weniger als die ppm-Grenze für Feuchtigkeit und Sauerstoff enthält, aber die Umgebung kann sich schnell verschlechtern, wenn nur eine kleine Menge Luft zugeführt wird. Um eine strenge Umgebung im Handschuhkasten aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, Feuchtigkeit und Sauerstoff ordnungsgemäß zu entfernen, wenn Reagenzien in den Handschuhkasten gelegt werden, sowie regelmäßige Wartungsarbeiten durchzuführen, um zu verhindern, dass Handschuhe und andere Gegenstände Löcher bekommen.

Was ist ein schwingungsisolierter Tisch?

Ein schwingungsisolierter Tisch ist eine Vorrichtung, die dazu dient, die vom Boden, dem Fundament, dem Fußboden und anderen Umgebungen übertragenen Schwingungen zu reduzieren, damit sie nicht auf das Gerät übertragen werden.

Der Begriff Schwingungsisolierung, der auch als Schwingungsdämmung bezeichnet wird, bezieht sich darauf, dass die von der Umgebung erzeugten Schwingungen nicht auf das betreffende Gerät übertragen werden. Der ähnliche Begriff Schwingungsisolierung wird verwendet, um die Übertragung von Schwingungen, die von einer Schwingungsquelle erzeugt werden, auf die Umgebung zu verhindern. Der Begriff Schwingungsbekämpfung wird unterschiedlich verwendet, je nachdem, ob es darum geht, die Übertragung von bereits erzeugten Schwingungen zu verhindern oder Maßnahmen gegen die Schwingungsquelle zu ergreifen.

Ein anderer Begriff ist Schwingungsdämpfung, der sich auf die Dämpfung von Schwingungen durch direkte Einwirkung auf das Objekt bezieht, gegen das die Schwingung unterdrückt werden soll. Es gibt zwei Arten von schwingungsisolierten Tischen: passive Isolatoren, die Schwingungen aus der Umgebung unterdrücken und verhindern, und aktive Isolatoren, die mithilfe von Sensoren und Aktoren schwingungsdämpfende Bewegungen ausführen.

Anwendungen von schwingungsisolierten Tischen

Schwingungsisolierte Tische werden in Präzisionsbearbeitungsgeräten und als Basis für Elektronenmikroskope verwendet. Die Minimierung der Auswirkungen von Schwingungen ist für die Verarbeitung und Messung im Mikrometerbereich in Präzisionsmessgeräten, Prüfgeräten für die Halbleiter- und Flüssigkristallherstellung und Ultrapräzisionsbearbeitungsmaschinen unerlässlich.

Die Unterdrückung von Schwingungen ist auch für die Beobachtung unter starker Vergrößerung in Elektronenmikroskopen wichtig.

Funktionsweise der schwingungsisolierten Tische

Es gibt zwei Arten von schwingungsisolierten Tischen: passive und aktive. Keine der beiden Arten von Schwingungsisolatoren ist der anderen überlegen, und es ist wichtig, je nach Verwendungszweck, Umgebungsbedingungen und Eigenfrequenz der Schwingungen die am besten geeignete Methode zu wählen.

1. Passiver Typ

Passive schwingungsisolierte Tische kombinieren Elastizität, wie z. B. Federn, mit Viskosität, die wie ein Dämpfer wirkt. Die Elastizität, für die Federn ein typisches Beispiel sind, speichert vorübergehend Schwingungsenergie, indem sie sich verformt, und reduziert die Schwingungen durch vorübergehende Energiespeicherung.

Viskosität nutzt die Viskosität von Luft oder Flüssigkeit, um Schwingungsenergie durch Umwandlung in Wärme zu absorbieren. Der Dämpfer absorbiert Schwingungen, indem er die von der Feder gespeicherte Schwingungsenergie in Wärme umwandelt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Feder und des Dämpfers ist ebenfalls ein Schlüsselfaktor für die Funktionsweise der Schwingungsisolierung. Wenn das Pendel langsam und deutlich bewegt wird, schwingt es weit, wenn es jedoch schnell und fein bewegt wird, bewegt es sich kaum.

2. Aktiver Typ

Bei aktiven schwingungsisolierten Tischen nimmt ein am Boden oder einer anderen Oberfläche befestigter Sensor ständig externe Schwingungen auf und erzeugt durch einen Aktuator Schwingungen, deren Frequenz der Schwingungsrichtung entgegengesetzt ist. Dadurch werden die externen Schwingungen und die von der schwingungsisolierten Tische erzeugten Schwingungen aufgehoben, so dass die Geräte nicht bewegt werden können.

Aktive schwingungsisolierte Tische lassen sich in zwei Regelungsmethoden unterteilen: die Rückkopplungsregelung, bei der die Schwingung des Geräts oder des Schwingungsisolators durch einen Sensor erfasst wird, und die Vorwärtsregelung, bei der die Schwingung des Bodens oder des Untergrunds erfasst wird.

Weitere Informationen zu schwingungsisolierten Tischen

Welche Schwingungsübertragungscharakteristiken zeigen die Leistung der Schwingungsisolierung an?

Die vertikale Achse ist der Schwingungsübertragungskoeffizient (db) und die horizontale Achse ist die Schwingungsfrequenz (Hz). Die Schwingungsübertragungskennlinie erreicht im Allgemeinen bei einer bestimmten Frequenz einen Spitzenwert, der die vertikale Achse bei 0 berührt, und fällt dann mit zunehmender Frequenz in einem sanften Bogen ab, wie die Kammlinie des Fuji.

Der Nullpunkt auf der vertikalen Achse ist der Zustand der Synchronisation, in dem der Schwingungsübertragungskoeffizient 0 db beträgt. Das Objekt bewegt sich in der gleichen Weise wie die Schwingungsquelle, so als wäre es eins mit der Quelle. Mit anderen Worten: Die Schwingung wird so übertragen, wie sie ist.

Der Spitzenwert der Schwingungsübertragungskennlinie ist der Zustand, der als Resonanz bezeichnet wird. Das bedeutet, dass das Objekt als Reaktion auf die erzeugte Schwingung sehr stark vibriert, und in einigen Fällen kann die Maschine zerstört werden. Resonanz ist ein Punkt, den es bei Maschinen zu vermeiden gilt. Der Bereich, in dem die Frequenz ab der Resonanz ansteigt und der Schwingungsübertragungskoeffizient negativ, also kleiner als Null wird, ist der Bereich der Schwingungsisolierung.

Bei der Auswahl eines schwingungsisolierten Tisches kann aus der Größe des Schwingungsübertragungskoeffizienten die Frequenz der Schwingungen in der Installationsumgebung ermittelt werden, um festzustellen, wie viel Schwingungen unterdrückt werden können.

Was ist eine Lüftungsanlage?

Lüftungsanlagen sind Klimageräte, die in bestimmten großen Geschäftsgebäuden, Büros, Schulen und anderen großen Einrichtungen installiert sind. Die Geräte funktionieren auf die gleiche Weise wie Klimaanlagen in normalen Haushalten. Sie unterscheiden sich jedoch von gewöhnlichen Klimaanlagen dadurch, dass sie von einem zentralen Managementsystem gesteuert werden.

Im Gegensatz zu Klimaanlagen müssen bei Lüftungsanlagen nicht in jedem Raum Innengeräte installiert werden, was den Vorteil hat, dass nur das Lüftungsgerät gewartet werden muss. Umgekehrt besteht bei einem Ausfall das Risiko, dass die Klimaanlage in der gesamten Einrichtung nicht funktioniert, so dass Maßnahmen zur Verteilung der Geräte und zur Bereitstellung von Reserven erforderlich sind.

Anwendungen von Lüftungsanlagen

Lüftungsanlagen werden z.B. in den folgenden Arten von Einrichtungen installiert, in denen es einen Bereich gibt, der für einen bestimmten Zweck genutzt wird:

• Büros, Kaufhäuser, Unterhaltungseinrichtungen und Forschungszentren.
• Schulische Einrichtungen, Ausbildungsstätten, Gaststätten.

In derartigen Gebäuden wird das Innenraumklima in Bezug auf Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Kohlenmonoxidgehalt, Kohlendioxidgehalt, Schwebestaub, Formaldehydgehalt und Luftstrom nach bestimmten Normen kontrolliert werden muss.

Explosionsgeschützte Lüftungsanlagen werden auch in Industrieanlagen eingesetzt, in denen leicht entzündliche Stoffe oder flüchtige Gase gehandhabt werden.

Auswahl einer Lüftungsanlage

Wenn man die Installation von Lüftungsanlagen in Erwägung zieht, ist es notwendig, die erforderliche Umgebung zu prüfen.

Die erforderliche Ausrüstung und die zu erhaltende Umgebung unterscheiden sich zwischen den Luftqualitätsstandards für Klimaanlagen und den Luftqualitätsstandards für mechanische Lüftungsanlagen.

Klimaanlagen sind Geräte und alle Zusatzgeräte, die die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und den Luftdurchsatz durch Reinigung der von außen angesaugten Luft usw. mit Hilfe von Luftfiltern, Elektrofiltern usw. regulieren und liefern können. Mit anderen Worten, es handelt sich um Geräte mit den vier Funktionen Reinigung, Temperatur, Feuchtigkeit und Durchflussregelung.

Mechanische Lüftungsanlagen sind Geräte, die die von außen angesaugte Luft usw. reinigen und durch Regelung des Luftdurchsatzes zuführen. Mit anderen Worten, es handelt sich um Geräte, denen die Funktionen Temperaturregelung und Feuchtigkeitsregelung unter den Funktionen von Klimaanlagen fehlen.

Daher muss bei der Installation von Lüftungsanlagen berücksichtigt werden, zu welcher der oben genannten Kategorien das Gerät gehört. Fällt das Gerät in die Kategorie der Klimageräte, müssen die erforderlichen Hygienemaßnahmen getroffen werden, um eine Kontamination der Luft durch Krankheitserreger zu verhindern. 

Funktionsweise von Lüftungsanlagen

Lüftungsanlagen bestehen aus einem Filter, einem Gebläse, einem Wärmetauscher, einer Heizeinheit oder einem Kühlwasserregister.

Diese Teile sind in einem Metallgehäuse untergebracht und in einem speziellen Maschinenraum installiert.

Im Gegensatz zu den meisten Klimaanlagen verwenden sie Wasser und nicht Gas als Kältemittel. Die Lüftungsanlagen halten die Luft im Raum frisch, indem sie die Außenluft zusammen mit der Ringluft aus jedem Raum ansaugen. Die Außenluft wird dann zusammen mit der Raumluft angesaugt, um den Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenluft zu verringern und den Verbrauch von nicht benötigter Energie zu vermeiden. Die Luft wird dann durch einen Filter oder andere Mittel gereinigt. Die gereinigte Luft wird dann durch ein Kaltwasserregister zum Kühlen und ein Warmwasserregister zum Heizen in die einzelnen Räume geleitet, wobei die Temperatur durch das Warmwasserregister eingestellt wird, so dass sich dieser Zyklus wiederholt.

Da die Lüftungsanlage selbst den Wärmeaustausch durchführt, muss nicht in jedem Raum ein Außengerät installiert werden, wenn das Gerät z. B. in einem Keller aufgestellt ist. So kann der begrenzte Raum im Gebäude effektiv genutzt werden.

Da der Funktionsumfang und die Anforderungen an das Hygienemanagement für jede Einrichtung, in der Lüftungsanlagen installiert werden, unterschiedlich sind, werden Optionen wie Luftreinigungs- und Befeuchtungsfunktionen beim Hersteller in Form von Sonderanfertigungen bestellt.

Was ist ein elektronisches Formular?

Elektronische Formulare sind gescannte und digitalisierte Formulare, die in Word oder Excel auf einem PC erstellt wurden, oder Papierformulare, und sind eine rechtsgültige Methode zur Aufbewahrung von Dokumenten.

Durch die Abschaffung von Papierformularen wird nicht nur der für die Aufbewahrung benötigte Platz reduziert, sondern auch die Umweltressource Papier geschont und die Kosten für Druck und Stempel können gesenkt werden. Unternehmen können ihre betriebliche Effizienz auch durch die Einführung elektronischer Formulare verbessern.

Durch die Umstellung der Formulare von Papier auf elektronische Daten sind die Unternehmen auch besser gegen das Risiko von Datenverlusten aufgrund von Naturkatastrophen gewappnet.

Anwendungen elektronischer Formulare

Elektronische Formulare dienen der Digitalisierung der Bücher, in denen die Geschäftsvorgänge eines Unternehmens aufgezeichnet werden, und der Belege, die diese Vorgänge objektiv bescheinigen, und ersetzen damit die Papierformulare.

Sie werden von vielen Unternehmen vor allem in der Buchhaltung eingesetzt und umfassen die folgenden Anwendungsfälle:

1. Erstellung und Verwaltung von Berichten

Außendienstberichte und Verkaufsberichte werden von Smartphones, Tablets und anderen Endgeräten aus eingegeben und versendet, um die Effizienz zu steigern und Informationen zu teilen.

2. Verwaltung von Bestellformularen

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Einzelhändler mehrere hundert Bestellungen pro Tag per Fax erhalten. Die Faxe werden mit einem System für elektronische Formulare verbunden und elektronisch gespeichert, um Speicherplatz zu sparen und die Suche zu erleichtern.

3. Genehmigung und Verwaltung von Genehmigungsformularen

Nicht nur die Erstellung der Genehmigungsformulare wird digitalisiert, sondern auch der Genehmigungszyklus wird in einen Workflow eingebunden, so dass der Fortschritt überprüft werden kann. Die Informationen können auch leicht innerhalb des Unternehmens ausgetauscht werden.

Funktionsweise der elektronischen Formulare

Elektronische Formulare sind digitalisierte Versionen von zuvor papierbasierten Büchern und Belegen. Sie werden zum Beispiel in Formaten wie Excel, Word und PDF erstellt und gespeichert.

Eine andere Art elektronischer Formulare sind Daten aus Papierdokumenten, die gescannt und in PDF oder andere Bilddaten umgewandelt wurden. Zeitstempel werden verwendet, um Manipulationen zu verhindern und um zu beweisen, wann die Daten existierten.

Wenn ein elektronisches Formular zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einem Zeitstempel versehen wird, kann damit nachgewiesen werden, dass es seither nicht mehr geändert worden ist.

Auswahl eines Systems für elektronische Formulare

Bei der Auswahl eines Systems für elektronische Formulare sollten die folgenden Punkte berücksichtigt werden:

1. Klärung des Arbeitsumfangs

Elektronische Formulare verfügen über Funktionen zur Erstellung, Verteilung, Speicherung und Verwaltung, aber nicht alle Funktionen sind verfügbar. Es ist wichtig, ein System mit den erforderlichen Funktionen entsprechend dem Umfang Ihres Unternehmens und Ihren Bedürfnissen auszuwählen.

2. Rücksicht auf die Belastung der Benutzer

Bei der Einführung eines Systems für elektronische Formulare ist es wünschenswert, die Belastung der (internen und externen) Benutzer so weit wie möglich zu reduzieren. Beispiele hierfür sind eine gut bedienbare und übersichtliche Schnittstelle sowie eine Ausgabemethode, die mit einer Vielzahl von Endgeräten und Formaten kompatibel ist.

3. Aspekte der Sicherheitsverwaltung

Da in elektronischen Formularen häufig persönliche und vertrauliche Informationen verarbeitet werden, sind Sicherheitsmaßnahmen unerlässlich. Neben grundlegenden Funktionen wie Datenverschlüsselung und Zugangsbeschränkungen ist es notwendig, ein System auszuwählen, das die Einhaltung von Rechtsvorschriften und internen Kontrollen berücksichtigt.

4. Umfang der Unterstützung

Elektronische Formulare können auch nach der Installation Wartung und Fehlerbehebung erfordern. Es ist daher wichtig, das Supportsystem und das Serviceniveau zu prüfen.

Weitere Informationen zu elektronischen Formularen

1. Hauptfunktionen von Systemen für elektronische Formulare

Formularvorbereitungsfunktion
Diese Funktion entwirft das Layout und die Positionen von Hauptbuchblättern. Mit Hilfe von Gestaltungswerkzeugen und Vorlagen können Sie Formulare frei erstellen.

Funktion zur Verteilung von Berichten
Diese Funktion dient der Verteilung von Formulardaten an andere Parteien. Die Formulare können als Dateien an E-Mails angehängt oder mit einer URL heruntergeladen werden.

Berichtsverwaltungsfunktion
Mit dieser Funktion werden Formulardaten zentral verwaltet. Es ist möglich, nach Schlüsselwörtern und Bedingungen zu suchen und den Browser- und Änderungsverlauf zu überprüfen.

Sicherheitsfunktionen
Funktionen zur Verhinderung von Fälschungen oder des Abflusses von Formulardaten. Es stehen Mechanismen wie Benutzerauthentifizierung, Sperren und Zeitstempel zur Verfügung.

2. Was sind Gesetze über die elektronische Buchführung?

Die Gesetze über die elektronische Buchführung sind ein Gesetz über die elektronische Aufbewahrung von Formularen. Zuvor mussten die nationalen Steuerunterlagen in Papierform aufbewahrt werden.

Die Gesetze über die elektronische Buchführung erlauben jedoch die Aufbewahrung von Dokumenten in elektronischer Form.

Es gibt viele weitere Dokumente, die unter die Gesetze über die elektronische Buchführung fallen, aber es ist zu beachten, dass Dokumente, die nicht unter die Gesetze über die elektronische Buchführung fallen, nicht elektronisch gespeichert werden können.

Was ist eine Luftdusche?

Luftduschen sind kastenförmige Geräte, die an den Eingängen zu Reinräumen, etc. installiert werden und staubfreie Luft durch einen hochreinen Mehrschichtfilter (HEPA) leiten, um Staub von der menschlichen Kleidung zu entfernen.

Anwendungen von Luftduschen

Luftduschen werden hauptsächlich in der Halbleiter- und Präzisionsgerätefertigung eingesetzt. Sie werden fast immer am Eingang installiert, um das Eindringen von Staub in den Reinraum zu verhindern.

Um die Sauberkeit des Reinraums aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, dass der gesamte Staub in der Luftdusche entfernt wird. Sie können den Staub in wenigen Dutzend Sekunden von der Kleidung entfernen und werden manchmal an Wohnungseingängen für Heuschnupfengeplagte installiert.

Funktionsweise von Luftduschen

Luftduschen verfügen über Doppeltüren mit Verriegelungen, die verhindern, dass sich zwei von ihnen gleichzeitig öffnen. Wenn die Luftdusche von außen betreten wird, wird für eine bestimmte Anzahl von Sekunden Luft durch die Düsen eingeblasen. Dabei handelt es sich um hochgereinigte Luft, die durch einen HEPA-Filter geleitet wurde.

Dadurch wird die staubhaltige Luft zum Zirkulieren gezwungen und der Luftduschenraum bleibt sehr sauber. Auch wenn sich niemand im Raum aufhält, wird die Luft sanft umgewälzt, so dass der Luftduschen-Raum immer auf einem hohen Sauberkeitsniveau gehalten wird.

Die Verriegelung der Doppeltüren sorgt dafür, dass beim Verlassen nur eine geringe Menge Staub eindringt, was ebenfalls zur Verlängerung der Lebensdauer des HEPA-Filters beiträgt.

Auswahl einer Luftdusche 

Wählen Sie eine Luftdusche, die den Sauberkeitsanforderungen des Reinraums entspricht, denn eine höhere Staubabsaugleistung ist teurer. Die Reinheit von Reinräumen wird von der ISO auf der Grundlage der Größe und Menge der darin vorhandenen Partikel klassifiziert.

Jede Luftdusche wird anhand ihrer garantierten Klasse ausgewählt. Es ist auch möglich, die Kosten zu senken, indem man eine einfache Luftdusche ohne Raum wählt. Wenn die Anzahl der Personen, die den Raum betreten und verlassen, und deren Häufigkeit hoch ist, kann eine große Luftdusche gewählt werden, die mehrere Personen gleichzeitig beherbergen kann.

Weitere Informationen zu Luftduschen

1. Verwendung von Luftduschen 

Luftduschen sind Geräte zur Staubabsaugung, die verhindern sollen, dass Staub in den Reinraum eingetragen wird. Werden sie jedoch unsachgemäß verwendet, erzielen sie nicht den beabsichtigten Entstaubungseffekt. Entscheiden Sie sich zunächst für eine Stehposition mit einer definierten Kapazität und markieren Sie die Stopp-Markierung. Je nach Stehposition verringert sich die Luftgeschwindigkeit, die auf den Körper trifft, und die Staubabscheidungswirkung ist geringer.

Stellen Sie dann den Luftauslass leicht nach unten in Richtung der Stehposition ein. Dadurch wird der Luftauftrieb verringert und die Wiederverschmutzung durch aufsteigenden Staub reduziert. Drehen Sie während des Luftduschens die Luftdusche 2-3 Mal mit ausgestreckten Händen, so dass die Luft über Ihren gesamten Körper strömt. Nach der Drehung wartet das Gerät an Ort und Stelle bis zur eingestellten Zeit.

In der Regel stellen Sie die Zeit für das Luftduschen bei einseitigen Gebläsen auf etwa 30 Sekunden und bei zweiseitigen Gebläsen auf etwa 20 Sekunden ein.

2. Auswirkungen von Luftduschen

Experimente haben gezeigt, dass es einen Zusammenhang zwischen der Entstaubungswirkung und der Einstellzeit für Luftduschen gibt. In dem Versuch wurde die Staubabscheidungsrate für jede Größe für einseitige und zweiseitige Ausblasarten mit Einstellzeiten von 10, 20 und 30 Sekunden gemessen.

Das Experiment zeigte, dass der einseitige Ausblasetyp eine niedrige Abscheiderate von Feinstaubpartikeln aufwies und weniger effektiv bei der Staubabscheidung war. Bei der zweiseitigen Ausblasung war die Abscheideleistung für jede Staubgröße fast gleich und die Staubabscheideleistung war hoch.

Diese Ergebnisse zeigen, dass es sinnvoll ist, für Reinräume, in denen ein hoher Reinheitsgrad erforderlich ist, einen beidseitig ausblasenden Typ zu wählen. Sind die Anforderungen an die Sauberkeit nicht so hoch, ist es wirtschaftlicher, einen einseitig blasenden Typ zu verwenden, um großen Staub und Schutt zu entfernen.

Was die Staubentfernungszeit betrifft, so zeigen die experimentellen Daten für den zweiseitigen Ausblasetyp, dass die Staubentfernungswirkung bei 10 s geringer ist. Da zwischen 20 s und 30 s kein nennenswerter Unterschied besteht, sollte die Staubentfernungszeit im Allgemeinen auf etwa 20 s festgelegt werden. Da die Entstaubungswirkung von Luftduschen je nach ihrer Verwendung unterschiedlich ist, muss sichergestellt werden, dass sie effektiv eingesetzt werden.