投稿者: ss1005yh

Was ist eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD)?

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) analysiert die Strömung von Flüssigkeiten wie Luft und Wasser durch Simulation.

Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) wird in der Entwurfsphase eingesetzt, weil sie weniger kostspielig und zeitaufwändig ist als Experimente. Außerdem ist es im Allgemeinen schwierig und kostspielig, die Strömungsbewegungen von Fluiden wie Flüssigkeiten und Gasen durch Experimente zu ermitteln.

Daher ist Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) nützlich für Flüssigkeitsbewegungen in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen, in denen Messinstrumente nicht eingesetzt werden können, und in großräumigen, experimentell nicht zugänglichen Umgebungen wie Tsunamis und Flüssen.

Anwendungen von Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) wird in der Forschung und Entwicklung verschiedener Produkte, an Produktionslinien und bei der Wettervorhersage eingesetzt (es gibt eine breite Palette von Analysen des Strömungs- und Druckzustands in Automotoren, Analysen zur Verringerung des Widerstands, dem Automobile ausgesetzt sind, und die Entwicklung von Kühlmechanismen für CPUs, etc.)

• Analyse der Kraft, die die Luft während der Fahrt auf ein Fahrzeug ausübt
• Analyse des Luftstroms in einem Raum, wenn eine Klimaanlage verwendet wird
• Analyse der Luftströmung zur Verbesserung der Effizienz von Kühlmechanismen für wärmeerzeugende Maschinen
• Analyse von Windrichtung und Luftdruck bei der Wettervorhersage
• Analyse der Rotation von Schraubenflügeln usw.

Funktionsweise der Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Eine Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) analysiert Flüssigkeitsströmungen durch numerische Berechnung der beiden folgenden Grundgleichungen mit Hilfe eines Computers.

1. Kontinuitätsgleichung (Erhaltung der Masse)

Die Regel besagt, dass eine Flüssigkeit nicht aus dem Nichts entsteht oder plötzlich im leeren Raum verschwindet. Das bedeutet, dass Wasser nicht plötzlich aus dem Nichts auftaucht.

2. Gesetz der Impulserhaltung (Navier-Stokes-Gleichungen)

Dieses Gesetz besagt, dass sich die Intensität der Bewegung eines Objekts nicht ändert, solange keine äußere Kraft einwirkt. Es leitet sich aus den Newtonschen Bewegungsgleichungen ab.

Bei der Analyse von Temperaturen usw. wird die Gleichung außerdem unter Berücksichtigung von Energieerhaltungsmaßnahmen gelöst.

Aufbau der Software für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Kommerzielle Software für numerische Strömungsmechanik besteht häufig aus einem Modellgenerator, einem Simulationslauf und einem Post-Processing-Teil, aber es gibt auch Softwarepakete, die nur den Simulationslauf (Solver) und Software für den Modellgenerator enthalten.

1. Vorverarbeitung und Modellerstellungsteil

Die Modellerstellung ist der Prozess der Erstellung der Geometrie für die Strömungsanalyse. In vielen Fällen können Dateiformate wie STEP, IGES und Parasolid, die in 3D-CAD erstellt wurden, verwendet werden. Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) bietet auch die Möglichkeit, Randbedingungen festzulegen, z. B. welche Teile der erstellten Struktur Bereiche mit Flüssigkeitszufluss und welche Bereiche mit Temperaturkonstanz sind.

Zur Durchführung der Berechnungen wird die Geometrie des Modells durch ein Gitter, ein so genanntes Mesh, dargestellt. Die Erstellung eines sauberen Gitters ist ein wichtiger Faktor, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Analyse zu erhöhen. Die Software zur Modellerstellung bietet eine Funktion zur einfachen Auswahl der Größe usw. und zur automatischen Erstellung eines qualitativ hochwertigen Netzes.

2. Teil der Simulationsausführung

Dieser Abschnitt bezieht sich auf den Teil, der gemeinhin als Solver bezeichnet wird. Software für numerische Strömungsmechanik (CFD) im engeren Sinne bezieht sich nur auf diesen Teil. Der Solver ist mit Funktionen zur Lösung von Kontinuitätsgleichungen, Impulserhaltungsgleichungen, Energieerhaltungsgleichungen usw. ausgestattet.

In jüngster Zeit sind die Solver mit der Fähigkeit ausgestattet, komplexere Modelle zu lösen und Berechnungen mit höherer Geschwindigkeit durchzuführen, was auf die Verbesserung der Computerleistung zurückzuführen ist.

3. Post-Processing-Teil

Die Analyseergebnisse können als 3D-Modell visualisiert werden, was ein intuitiveres Verständnis der Analyseergebnisse ermöglicht. Die Analysefunktion ist ein Bereich, in dem die verschiedenen Produkte unterschiedliche Merkmale aufweisen.

Aus den Berechnungsergebnissen können Konturdiagramme mit Druck- und Temperaturverteilung in verschiedenen Farben, Vektordiagramme mit Pfeilen und Strömungsdiagramme mit Linien erstellt werden.

Arten von Softwares für numerische Strömungsmechanik (CFD)

Die erste Möglichkeit, Flüssigkeiten darzustellen, besteht darin, den Raum zu diskretisieren. Die Finite-Elemente-Methode und die Finite-Volumen-Methode sind bekannte Diskretisierungsmethoden. Andererseits gibt es auch die Partikelmethode, die das Fluid als eine Ansammlung von Partikeln darstellt.

Da es verschiedene CAE-spezifische Methoden, Techniken und Funktionen gibt, ist es notwendig, je nach dem zu simulierenden Phänomen die jeweils am besten geeignete Methode und Bedingungen festzulegen. Es gibt auch Software für numerische Strömungsmechanik (CFD), die von einfachen und leicht zu bedienenden Programmen bis hin zu solchen mit zahlreichen Funktionen reicht, die von Fachleuten für thermische Strömungsmechanik verwendet werden.

Die Unternehmen variieren, aber als grober Anhaltspunkt können die folgenden Punkte einen Unterschied ausmachen:

• Anzahl der Turbulenzmodelle
• Verfügbarkeit von Funktionen zur Analyse von Mehrphasenströmungen
• Verfügbarkeit von Funktionen zur Analyse von Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten
• Fähigkeit zur gekoppelten Analyse (z. B. Strukturanalyse)
• Ob kompressible Fluide behandelt werden oder nicht

Auch bei den Lizenzierungsmodellen gibt es Unterschiede. Wählen Sie die am besten geeignete Software, indem Sie den Verwendungszweck und die benötigten Funktionen klären.

Was ist eine Ultraschall-Bearbeitungsmaschine?

Ultaschall-Bearbeitungsmaschinen sind Geräte, die mit Hilfe von Ultraschallwellen Schneide- und Polierarbeiten durchführen.

Bei der Bearbeitung mit Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen wird Schneidöl oder eine Aufschlämmung von Schleifkörnern zwischen Werkzeug und Werkstück eingebracht, was allmählich zum Sprödbruch der Werkstückoberfläche und zum Abtrag des Materials führt. Sie ist in der Lage, dreidimensionale Formen auf harten und spröden Werkstoffen zu bearbeiten, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Bearbeitung auch dann möglich ist, wenn das Material nicht leitfähig ist.

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen bestehen aus einem Ultraschallschwingungswandler, einem Oszillator, der den Wandler antreibt, und einer Klinge. Der Wandler ist ein Element, das in der Lage ist, Hochfrequenzleistung in Ultraschallschwingungen umzuwandeln, und an der Kontaktstelle zwischen Werkzeug und Werkstück werden Hochfrequenzschwingungen erzeugt. Die Hochfrequenzschwingungen erzeugen in dem Moment, in dem das Werkzeug das Werkstück berührt, eine hohe Energie, so dass das Material bearbeitet werden kann.

Sie sind in der Metall- und Keramikbearbeitung weit verbreitet und eignen sich auch, wenn eine hochpräzise Bearbeitung erforderlich ist. Sie können auch nichtleitende Werkstoffe bearbeiten, was sie für die Bearbeitung von schwer zu bearbeitenden und teuren Werkstoffen interessant macht.

Anwendungen von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen sind leistungsstark bei der Bearbeitung von spröden und schwer zerspanbaren Materialien und werden zum Schneiden von Keramik und Kohlenstofffasern, zur Bearbeitung von Quarzglas und zum Polieren von Formen eingesetzt. Sie werden auch als Ultraschallschneidemaschinen für Lebensmittel zum Schneiden von Brot, Kuchen und Pizza vermarktet, da die Ultraschallschwingungen ein feines Schneiden ermöglichen. Die Ultraschallschwingungen verringern den Reibungswiderstand zwischen der Klinge und dem Lebensmittel, was zu einer sauberen Schnittfläche führt.

Eine weitere Anwendung findet sich im medizinischen Bereich. Ultraschall wird beim Schneiden und Ziehen von Knochen und Zähnen sowie bei der Kataraktchirurgie eingesetzt. Ultraschallschwingungen haben auch eine gewebe- und zellzerstörende Wirkung und werden bei der Krebsbehandlung und Fettabsaugung eingesetzt.

In der Lebensmittelverarbeitung werden Ultraschallschwingungen zum Emulgieren, Dispergieren, Extrahieren und Sterilisieren eingesetzt, und bei der Herstellung von Molkereiprodukten, Gewürzen, Säften und Spirituosen ist Ultraschall eine unverzichtbare Technologie.

Funktionsweise der Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Die Funktionsweise der Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen besteht darin, den Schneidewiderstand durch Ultraschallschwingungen zu verringern, was zu hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten und hochpräzisen Schnitten führt. Durch die Beaufschlagung der Schneide mit Ultraschallschwingungen wird der Reibungswiderstand verringert, was die Bearbeitung von harten und mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden schwer zu bearbeitenden Materialien ermöglicht.

Bei der Ultraschallbearbeitung gibt es zwei Verfahren, die Spindelbearbeitung und die Abrasivbearbeitung, die auf unterschiedlichen Prinzipien beruhen. Bei der Spindelbearbeitung werden Ultraschallschwingungen auf die Bearbeitungsvorrichtung übertragen und die Vorrichtung wird während der Bearbeitung gedreht. Bei der Schleifkornbearbeitung werden Schleifkörner in die mit Ultraschall schwingende Bearbeitungsvorrichtung geschüttet und in kleinen Mengen gemahlen.

Der Oszillator ist ein Gerät, das elektrische Energie in Ultraschallschwingungen umwandelt, und zeichnet sich auch dadurch aus, dass er mit einer elektronischen Schaltung ausgestattet ist, die die Betriebsfrequenz des Wandlers auf die optimale Frequenz einstellt, da diese je nach Messer und Schleifscheibe variiert. Der Schwinger besteht aus einem BL-Schwinger, der Ultraschallschwingungen erzeugt, einem festen Horn, das die Amplitude erhöht, und einem Messer, das die Schwingungen überträgt. Die Klingen können je nach Anwendung auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden.

Arten von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen

Es gibt drei Haupttypen von Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen: Maschinen für die Ultraschallbearbeitung mit Messern, Maschinen für die Ultraschallbearbeitung zum Schleifen und Polieren und Maschinen für die Ultraschallbearbeitung zum Schweißen.

1. Maschinen für die Ultraschallbearbeitung mit Schneidwerkzeugen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen mit Schneidwerkzeugen schneiden Materialien durch die Anwendung von Ultraschallschwingungen auf eine Klinge. Sie werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Lebensmittelverarbeitung, beim Schneiden von Kunststoffen und bei der Bearbeitung von medizinischen Geräten. Die Ultraschallschwingungen bewirken eine geringe Verschweißung oder thermische Verformung des Materials und ermöglichen so ein sehr genaues Schneiden.

2. Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen zum Schleifen und Polieren

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen schleifen und polieren Materialoberflächen, indem eine Schleifscheibe rotiert, während die Schleifkörner mit Ultraschall in Schwingungen versetzt werden. Durch die Vibration der Schleifkörner in winzigen Schritten wird die Effizienz des Schleifens und Polierens erhöht und die Oberflächenrauhigkeit verringert. Es wird zum Präzisionsschleifen und -polieren bei der Metall- und Keramikbearbeitung eingesetzt.

3. Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen zum Schweißen

Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen nutzen Ultraschallschwingungen zum Schweißen von Kunststoffen und Metallen. Da kein Klebstoff verwendet wird, ist die Umweltbelastung gering, und es kann eine höhere Festigkeit als mit Klebstoffen erreicht werden. Sie werden bei der Montage von Automobil- und Elektronikkomponenten eingesetzt.

Was ist eine Multi-Tasking-Maschine?

Eine Multi-Tasking-Maschine ist eine Maschine, die eine NC-Drehmaschine und ein Bearbeitungszentrum kombiniert.

Sie kann mehrere Bearbeitungsprozesse gleichzeitig durchführen und Werkstücke mit hoher Präzision bearbeiten. Im Allgemeinen kann eine Multi-Tasking-Maschine, die die Funktionen einer Drehmaschine und eines Bearbeitungszentrums kombiniert, mehrere Bearbeitungswinkel an ein und demselben Werkstück durchführen, wodurch die Bearbeitungszeit verkürzt, die Arbeitseffizienz erhöht und die Qualität verbessert wird. Darüber hinaus müssen die beiden Maschinen nicht getrennt voneinander aufgestellt werden, was eine effiziente Raumnutzung ermöglicht.

Es gibt zwei Arten von Multitasking-Maschinen: solche, die hauptsächlich aus Bearbeitungszentren bestehen, und solche, die hauptsächlich aus NC-Drehmaschinen bestehen. Der Typ mit Bearbeitungszentrum ist genauer als der Typ mit Drehmaschine und eignet sich für die Bearbeitung komplexer Formen, während der Typ mit NC-Drehmaschine für die Bearbeitung von Teilen mit großem Durchmesser und mit einem hohen Verhältnis zwischen kleinem Durchmesser und Länge geeignet ist.

Multi-Tasking-Maschine ermöglichen die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Prozesse, was den Prozess vereinfacht, die Arbeitseffizienz erhöht und die Qualität verbessert. Außerdem wird die Flächeneffizienz in der Fabrik verbessert, da weniger Maschinen aufgestellt werden müssen. Es ist wichtig, die geeignete Multi-Tasking-Maschine je nach Größe, Form und Material des Werkstücks auszuwählen.

Anwendungen von Multi-Tasking-Maschinen

Multi-Tasking-Maschinen vereinen mehrere Funktionen in einer einzigen Maschine und ermöglichen eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen. Sie werden daher in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. bei Automobil- und Flugzeugteilen, medizinischen Geräten und Industrieanlagen.

Multi-Tasking-Maschinen eignen sich besonders für die Herstellung von Teilen, die komplexe Formen und eine hochpräzise Bearbeitung erfordern. So werden beispielsweise für FlugzeugteileMulti-Tasking-Maschinen für die Bearbeitung von hochfesten Aluminium- und Titanlegierungen benötigt. Sie werden auch in der Medizintechnik zur Herstellung von Präzisionsteilen wie künstlichen Gelenken und Zahnimplantaten eingesetzt.

Außerdem können Multi-Tasking-Maschinen die Produktivität steigern. Die Kombination mehrerer Bearbeitungsfunktionen in einer Maschine vereinfacht den Bearbeitungsprozess, verkürzt die Arbeitszeit und erhöht so die Produktivität. Ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere Bearbeitungsfunktionen auf einer einzigen Maschine ausgeführt werden können, die weniger Platz benötigt.

Funktionsweise der Multi-Tasking-Maschine

Multi-Tasking-Maschinen gibt es in zwei Ausführungen: Maschinen mit Bearbeitungszentrum und Maschinen mit Drehzentrum, bei denen es sich hauptsächlich um NC-Drehmaschinen handelt.

Beide Typen tragen dazu bei, den Platz in der Fabrik einzusparen und die Prozessschritte zu verkürzen. Sie eignen sich für die Bearbeitung einer großen Vielfalt von Formen.

1. Typ mit Bearbeitungszentrum

Die Typen mit Bearbeitungszentrum verfügen über die Zerspanungsfunktionen eines herkömmlichen Bearbeitungszentrums, wobei sich der Drehtisch wie eine Drehmaschine dreht. Die neuesten Modelle sind in der Lage, fünf Achsen gleichzeitig zu steuern und die Bearbeitung in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen. Dieser Typ eignet sich für die Bearbeitung großer Objekte und kann die Prozessschritte verkürzen.

2. Typ mit Drehzentrum

Der Drehzentrum-Basistyp hat die Hauptspindel der NC-Drehmaschine und die Spindel kann angehalten und in jedem Winkel gedreht werden. Auf dem Revolver können Werkzeuge montiert und zusätzliche Funktionen wie Bohren mit einem Bohrer, Ausbohren mit einem Schaftfräser oder Fräsen hinzugefügt werden.

Bei Modellen mit zwei gegenüberliegenden Spindeln kann die Bearbeitung auf einer Achse abgeschlossen werden und dann automatisch auf die zweite Achse zur Komplettbearbeitung übergehen; die Bearbeitung kann in einer einzigen Anlage abgeschlossen werden, was die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert.

Weitere Informationen zu Multi-Tasking-Maschinen

Maschinen, die in Verbindung mit Multi-Tasking-Maschinen eingesetzt werden

Multi-Tasking-Maschinen sind in der Lage, anspruchsvolle Bearbeitungen durchzuführen, aber sie sind nicht in der Lage, eine vollständige Bearbeitung allein durchzuführen. Es gibt drei Arten von Maschinen, die in Verbindung mit Multitasking-Maschinen eingesetzt werden.

1. Messmaschinen
Nach der Bearbeitung auf einer Multi-Tasking-Maschine stehen Messgeräte zur Verfügung, um deren Genauigkeit zu messen. So gibt es beispielsweise 3D-Messmaschinen und Formmessmaschinen, die die Form mit hoher Präzision messen können. Durch den gemeinsamen Einsatz von Messgeräten kann die Bearbeitungsgenauigkeit überprüft werden.

2. Werkzeugvoreinstellgeräte
Multi-Tasking-Maschinen können mehrere Werkzeuge verwenden, aber das Wechseln dieser Werkzeuge kann zeitaufwändig sein. Mit dem Werkzeugvoreinstellgerät können die Werkzeuge vor dem Wechsel vorgerichtet werden. Dies verkürzt die Werkzeugwechselzeiten und erhöht die Produktivität.

3. Andere
Da Bearbeitungsvorgänge auf Multi-Tasking-Maschinen oft monotone und schwere Arbeit sind, werden Roboter manchmal in Kombination eingesetzt. Sie können zum Beispiel automatisch Werkzeuge anbringen und Werkstücke bewegen. Es ist auch möglich, mehrere Multi-Tasking-Maschinen miteinander zu verbinden, um Produkte automatisch herzustellen.

Was ist ein Rundheitsmessgerät?

Rundheitsmessgeräte sind Geräte zur Messung der Rundheit von Objekten mit kreisförmigem Querschnitt, wie z. B. Zylindern und Kugeln.

Die Rundheit ist der Betrag der Abweichung eines kreisförmigen Objekts von einem geometrisch korrekten Kreis. Das bedeutet, dass, wenn die Querschnittsform des gemessenen Objekts zwischen zwei geometrisch korrekten konzentrischen Kreisen liegt, die Rundheit als minimaler Radiusunterschied zwischen den beiden Kreisen ausgedrückt wird.

Es gibt zwei Arten von Rundheitsmessgeräten: den tischdrehenden Typ, bei dem der Detektor fixiert ist und das Messobjekt durch einen Drehtisch gedreht wird, sowie den tasterdrehenden Typ, bei dem das Messobjekt fixiert ist und der Detektor rotiert.

Anwendungen von Rundheitsmessgeräten

Rundheitsmessgeräte werden verwendet, um die Rundheit verschiedener Objekte, z. B. von Teilen, in einem einzigen Querschnitt zu messen. So unterliegen beispielsweise Ventile in Hydraulikkreisen einer hohen Präzision und engen Maßtoleranzen, um die Öldichtung und Dichtheit zu gewährleisten.

Bei Lagerkomponenten ist die Rundheit ein wichtiges Merkmal für eine reibungslose und reibungslose Funktion der Lager. Sie wird auch zur Qualitätssicherung bei mechanischen Bauteilen verwendet, bei denen hohe Präzision erforderlich ist. Bei der Messung der Rundheit geht es nicht nur um die Bestimmung der Form von Wellen, sondern auch um die Messung von Oberflächeneigenschaften.

Funktionsweise der Rundheitsmessgeräte

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von Rundheitsmessgeräten, die sich in ihrer Funktionsweise unterscheiden. Beide haben ihre Vor- und Nachteile, doch wird hier das Prinzip des Drehtischtyps beschrieben, der für genauere Messungen einfacher zu verwenden ist.

Ein Rundheitsmessgerät vom Typ Drehtisch besteht aus einem Drehtisch, dessen Drehwinkel mit einem Drehgeber erfasst werden kann, und einem Detektor, der die Verschiebung der Werkstückoberfläche synchron mit der Drehung des Tisches erfasst. Das zu messende Objekt wird auf den Drehtisch gelegt und gedreht, während die Verschiebung der Oberfläche des Werkstücks durch einen Taster erfasst wird. Die Rundheit wird anhand des Profils bestimmt, das durch Aufzeichnung des Drehwinkels und der Verschiebung der Werkstückoberfläche über 360 ° erhalten wird.

Bei der Messung der Rundheit ist Vorsicht geboten, da jede Fehlausrichtung zwischen der Mittelachse des Messobjekts und der Drehung einen Rundlauf verursachen und zu Fehlern führen kann. Auch wenn der Winkel zwischen der Drehachse und der Verschiebungsrichtung des Messtasters nicht senkrecht ist, kann dies zu Fehlern führen.

Weitere Informationen zu Rundheitsmessgeräten

1. Bezugskreis und Rundheitstypen

Bei der Bewertung der Rundheit ist es erforderlich, einen Bezugskreis zu definieren. Es gibt vier verschiedene Arten, den Bezugskreis zu bestimmen, die jeweils die Rundheit in Abhängigkeit vom Bezugskreis definieren.

Kreis der kleinsten Quadrate (LSC)
Der Kreis der kleinsten Quadrate ist ein Bezugskreis, bei dem die Fläche außerhalb des Bezugskreises gleich der Fläche innerhalb des Bezugskreises ist, wenn der Bezugskreis an das zu messende Objekt angelegt wird. Die Differenz zwischen dem Abstand des nächstgelegenen Teils und dem Abstand des am weitesten entfernten Teils von diesem kleinsten quadratischen Bezugskreis wird als kleinste quadratische Kreisform bewertet.

Minimaler Flächenbezugskreis (MZC)
Der flächenmäßig kleinste Bezugskreis ist der konzentrische Kreis mit der geringsten Durchmesserdifferenz zwischen den beiden Kreisen, die zwischen dem von außen und dem von innen gemessenen Objekt liegen.

Minimaler umschriebener Kreis (MCC)
Der kleinste umschriebene Kreis ist der Kreis mit dem kleinsten Durchmesser, der das gesamte Messobjekt umschließen kann. Als minimale Umkreisung wird der weiteste Abstand des minimalen Umkreises zur Kontur des Messobjekts gewertet.

Maximaler Inkreis (MIC)
Der maximale Inkreis ist der größte auf dem Messobjekt eingeschriebene Kreis. Der weiteste Abstand des maximalen Inkreises zur Kontur des Messobjekts wird als maximale Inkreisförmigkeit gewertet.

2. Unterschied zwischen Rundheit und Zylindrizität

Eine der Rundheit ähnliche geometrische Toleranz ist die Zylindrizität. Der Unterschied zwischen den beiden ist der zu bewertende Bereich. Die Rundheit wird für einen beliebigen Querschnitt bewertet, während die Zylindrizität mit einem bestimmten Bereich in axialer Richtung bewertet wird.

Da der Bewertungsbereich größer ist als der der Rundheit, ist es schwieriger, die Genauigkeit zu gewährleisten. Es ist wichtig zu entscheiden, ob die Rundheit oder die Zylindrizität auf der Grundlage der Funktion des Teils angegeben werden soll. Die Rundheit kann für Formen mit unterschiedlichen Durchmessern in verschiedenen Querschnitten, wie z. B. konische Formen, bewertet werden, während die Zylindrizität nur für Zylinder mit demselben Durchmesser in axialer Richtung angegeben werden kann.

Was ist eine Halbleiter-Fertigungsanlage?

Halbleiter-Fertigungsanlagen sind Ausrüstungen für die Herstellung von Halbleitern, die in Transistoren und integrierten Schaltkreisen verwendet werden.

Halbleiter werden in vielen elektronischen Geräten wie Cloud-Diensten und Datenzentren sowie in PCs und Smartphones verwendet. Die technischen Innovationen bei Halbleitern schreiten voran, wobei die Informationsspeicherung, die numerischen und logischen Wertoperationen mit Halbleitern sowie ihre hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, Energieeffizienz und Platzersparnis berücksichtigt werden.

Dramatische Fortschritte bei den Anlagen zur Herstellung dieser Halbleiter sind im Einklang mit der höheren Leistung und der technologischen Innovation bei Halbleitern unerlässlich.

Anwendungen von Halbleiter-Fertigungsanlagen

Wie der Name schon sagt, wird die Halbleiter-Fertigungsanlage zur Herstellung von Halbleitern verwendet. Zu den wichtigsten Halbleiterkomponenten gehören Transistoren und Dioden, die als Einzelelemente für die elektrische Steuerung des Stromflusses und der Stromrichtung in Geräten verwendet werden, CPUs, die die arithmetische Verarbeitung von Daten wie Programmen in Geräten steuern, und Speicher, die Daten wie Programme speichern.

Es gibt auch CMOS-Bildsensoren, die in Kameras verwendet werden, und die Halbleiter-Fertigungsanlage ist bei der Herstellung dieser Sensoren nützlich.

Funktionsweise der Halbleiter-Fertigungsanlage

Die grundlegenden Vorgänge bei der Halbleiter-Fertigungsanlage lassen sich in Schaltkreis- und Musterentwurf, Fotomaskenerstellung, Front-End-Prozesse und Back-End-Prozesse unterteilen.

1. Entwurf von Schaltungen und Mustern

Der Entwurf von Schaltungen und Mustern umfasst den Entwurf von Schaltungen, die die erforderlichen Funktionen realisieren, und die Untersuchung effizienter Muster durch eine Reihe von Simulationen. Für den Entwurf von Mustern für Halbleiterbauelemente wird spezielle CAD-Software verwendet.

2. Erstellung von Fotomasken

Die Erstellung von Fotomasken umfasst die Herstellung von Originalplatten für die Übertragung von Schaltkreismustern auf Halbleiterscheiben (Wafer). Die Transistoren und die Verdrahtung auf der Oberfläche eines Halbleiterwafers sind sehr detailliert, und das Schaltungsmuster wird auf der Oberfläche einer transparenten Glasplatte vergrößert.

3. Front-End-Prozess

Der Front-End-Prozess reicht bis zur Herstellung von Chips auf Siliziumwafern. Diese Abfolge von Schritten wird mehrfach wiederholt, einschließlich Reinigung, Fotolithografie, Ätzen, Schichtabscheidung, Ionenimplantation und Planarisierung.

4. Back-End-Prozesse

Der Back-End-Prozess reicht bis zu dem Punkt, an dem der auf dem Silizium-Wafer hergestellte Halbleiterchip in kleinere Teile zerlegt wird, um den Chip zu vervollständigen. Zu den Prozessen gehören Dicing, Die Bonding, Wire Bonding, Moulding und Inspektion.

Arten von Halbleiter-Fertigungsanlagen

Die Halbleiter-Fertigungsanlage lässt sich grob in Anlagen für den Halbleiterentwurf, Anlagen für die Herstellung von Fotomasken, Anlagen für die Herstellung von Wafern, Anlagen für die Bearbeitung von Wafern, Montageanlagen, Inspektionsanlagen und verwandte Anlagen für die Halbleiterherstellung unterteilen.

1. Anlagen für den Halbleiterentwurf

Für den Entwurf von Schaltungen und Mustern wurde eine spezielle CAD-Software entwickelt.

2. Ausrüstung zur Herstellung von Fotomasken

Eine Fotomaske, auch bekannt als Glas-Trockenplatte, ist eine Glas- oder Quarzplatte, auf der die ursprünglichen Musterplatten, die bei der Herstellung von elektronischen Schaltkreiskomponenten verwendet werden, geformt werden. Bei den Anlagen zur Herstellung von Fotomasken wird ein lichtabschirmender Vorhang, z. B. Chrom, auf ein Glassubstrat aufgebracht und mit einem Laser- oder Elektronenstrahl ein Schaltungsmuster gezeichnet. Außerdem werden Entwickler, Trockenätzgeräte und Prüfgeräte eingesetzt.

3. Anlagen zur Herstellung von Wafern

Zunächst werden die in höchster Reinheit hergestellten Silizium-Einkristall-Ingots mit Hilfe von Diamantschneidegeräten auf eine bestimmte Dicke zugeschnitten. Dies ist der Silizium-Wafer. Anschließend wird die Oberfläche des Wafers poliert und in einen Hochtemperatur-Oxidationsofen gelegt, um eine Oxidschicht zu erzeugen. Anschließend wird ein lichtempfindliches Mittel, der so genannte Fotolack, mit Hilfe eines Resist Coaters/Entwicklers auf die Oberfläche des Wafers aufgetragen.

Das Bild der Fotomaske wird verkleinert und auf die Oberfläche des Wafers gebrannt, um ein Schaltkreismuster zu erzeugen. Für diesen Prozess werden Halbleiter-Belichtungsanlagen verwendet. Außerdem werden Ätz- und Strippgeräte verwendet, um überflüssige Oxidschichten und Resists zu entfernen.

Mit Ionenimplantations- und Glühanlagen werden Bor, Phosphor und andere Stoffe in die Wafer implantiert, um sie zu Halbleitern zu machen. Der Wafer wird in eine Plasmamaschine gelegt, wo ein Schutzgasplasma einen Aluminiummetallfilm für die Elektrodenverdrahtung auf der Waferoberfläche bildet. Schließlich wird der Wafer Chip für Chip in der Inspektionsanlage geprüft, um festzustellen, ob es sich um einen guten oder fehlerhaften Wafer handelt, woraufhin der vorherige Prozess abgeschlossen wird.

4. Verarbeitungsanlagen für den Waferprozess

Im Back-End-Prozess werden die Wafer zunächst mit einer Säge in einzelne Chips zerschnitten und getrennt. Die Chips werden dann auf dem Leadframe fixiert.

5. Montageausrüstung

Zunächst werden die Chips mit Hilfe von Bonding-Drähten in Die-Bonder-Anlagen mit dem Leadframe verbunden. Anschließend wird der Chip mit Hilfe einer Gießanlage mit Harz verpackt. Dies dient dem Schutz. Die einzelnen Halbleiterprodukte werden dann mit Hilfe eines Stanzwerkzeugs aus dem Leadframe herausgeschnitten und abgetrennt, und die äußeren Anschlüsse werden in die gewünschte Form gegossen.

6. Prüfgeräte

Um erste Defekte auszuschließen, wird neben den Funktionstests ein beschleunigter Temperatur-Spannungs-Stresstest, das so genannte Burn-in, durchgeführt. Schließlich werden elektrische Charakteristiktests und visuelle Strukturinspektionen durchgeführt, um fehlerhafte Produkte auszusondern, und auch Zuverlässigkeitstests wie Umwelttests und Langzeittests sind erforderlich.

Was ist ein Roboter zum Festziehen von Schrauben?

Bei Robotern zum Festziehen von Schrauben handelt es sich um Roboter, die automatisch Schraubvorgänge durchführen, die zuvor von Bedienern ausgeführt wurden.

Der Roboter automatisiert den Verschraubungsprozess und steigert die Effizienz der Fertigung. Darüber hinaus erkennt eine dem Roboter hinzugefügte Fehlererkennungsfunktion das Abheben von Schrauben aufgrund fehlerhafter Schraubarbeiten und das Fehlen von Produkten aufgrund von Fallenlassen usw. und ermöglicht so eine stabile Produktion.

Roboter zum Festziehen von Schrauben gibt es in vielen Ausführungen, darunter Mehrachsroboter, SCARA-Roboter, Parallel-Link-Roboter, kartesische Koordinaten-Schraubroboter, Zweiarm-Schraubroboter und kleine Tischmodelle.

Anwendungen für Roboter zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben werden häufig in Produktionslinien für Massenprodukte eingesetzt. Bei der Montage von Maschinen werden viele Schrauben angezogen, und Roboter zum Festziehen von Schrauben werden für die Befestigung von Teilen eingesetzt, die nicht effizient von menschlichen Bedienern ausgeführt werden können. Sie eignen sich zum Beispiel für die Befestigung von Maschinengehäusen, bei denen eine große Anzahl von Schrauben verwendet wird oder bei denen die Schraubengröße zu klein ist, um sie manuell zu befestigen.

Der Roboter kann auch für viele Arten von Schrauben verwendet werden, wie z. B. Flach- und Senkkopfschrauben, Fachwerkschrauben, Semmes-Schrauben und Y-Aussparungen. Er kann auch an Sechskantschrauben und Sechskantmuttern angepasst werden, und die Schrauben können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, darunter Stahl, Aluminiumlegierungen und Kunststoffe.

Es gibt jedoch einige Bereiche, in denen der Einsatz von Robotern zum Festziehen von Schrauben schwierig ist. Zum Beispiel, wenn sie in der Nähe von Hindernissen, auf Innenflächen oder in tiefen Löchern eingesetzt werden. Daher ist es wichtig, das richtige Modell für die jeweilige Anwendung auszuwählen.

Funktionsweise von Robotern zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben bestehen hauptsächlich aus einem Roboter, einem Elektroschrauber, einer Steuerung und einem Schraubenzuführgerät.

1. Roboter

Der Roboter ist eine Vorrichtung zur genauen Positionierung des Elektroschraubers auf dem zu verschraubenden Teil. Für das Festziehen von Schrauben gibt es verschiedene Arten von Robotern. Häufig werden SCARA-Roboter mit mehreren Gelenken zur Erleichterung der Bewegung und kartesische Koordinatenroboter verwendet.

2. Elektrische Schraubenzieher

Sie werden am Ende des Roboterarms angebracht.

3. Steuerung

Die Positionsdaten des Roboters sowie Drehmoment und Drehwinkel des Elektroschraubers werden von der Steuerung kontrolliert. Der Schraubenzuführer speichert die Schrauben und führt sie entsprechend der Aufgabe zu, damit der Roboter zum Festziehen von Schrauben die Schraubaufgabe effizient ausführen kann.

Weitere Informationen zu Robotern zum Festziehen von Schrauben

1. Funktionen des Roboters zum Festziehen von Schrauben

Roboter zum Festziehen von Schrauben verfügen über verschiedene Zusatzfunktionen, um den Schraubvorgang automatisch durchzuführen. Erstens hat die Steuerung, die mit dem elektrischen Schraubenzieher verbunden ist, Funktionen wie Drehmoment- und Drehwinkelmanagement, Drehmoment- und Drehwinkelkontrolle, Schraubmuster und Gut/Schlecht-Bewertung.

Das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel sind sehr wichtige Informationen für die Automatisierung von Schraubvorgängen. Einige Modelle sind auch mit Sensoren ausgestattet, um Anomalien oder Defekte an den Schraubenteilen selbst zu erkennen, wie z.B. gequetschte oder verklemmte Schraubenlöcher.

2. Reibungskoeffizient wichtig für die Verschraubung

Für eine korrekte Verschraubung ist es wichtig, dass die erforderliche Axialkraft erreicht wird. Die Axialkraft ist die Kraft, mit der die Schraube den Gegenstand festhält, und entsteht durch die elastische Kraft, mit der die Schraube zurückgezogen wird. Bei normalen Schraubvorgängen ist es nicht möglich, direkt zu überprüfen, wie viel Axialkraft in jeder Schraube erzeugt wurde. Daher werden das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel als alternative Merkmale überwacht.

Am häufigsten und am weitesten verbreitet ist das Anzugsdrehmoment. Anzugsdrehmomente werden manchmal auf Montagezeichnungen von Heimwerkerprodukten für die breite Öffentlichkeit angegeben. Die entsprechende Axialkraft kann jedoch nur dann durch Anziehen mit dem angegebenen Anziehdrehmoment erreicht werden, wenn die bei der Verschraubung erzeugte Reibungskraft innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.

Konkret handelt es sich dabei um den Reibungskoeffizienten zwischen den Kontaktflächen der Spitzen und Mulden der Schraube sowie zwischen dem Schraubenkopf und der Oberfläche, auf der die Schraube sitzt. Liegt der Reibungskoeffizient zwischen den beiden Teilen der Schraube über dem erwarteten Bereich, kann auch bei entsprechendem Anzugsmoment keine ausreichende Axialkraft erreicht werden.

Ist der Reibungskoeffizient dagegen niedriger als erwartet, ist die erzeugte Axialkraft zu hoch, und die Schraube kann brechen oder sich herausdrehen. Bei der manuellen oder robotergestützten Verschraubung ist es wichtig, sich bewusst zu machen, dass das Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel nur Ersatzwerte sind und dass, wenn der Reibungskoeffizient außerhalb des angenommenen Bereichs liegt, die richtige Axialkraft nicht erreicht werden kann.

Was ist ein Inkubator?

Der Inkubator wird für die Kultivierung von Tier- und Insektenzellen, E. coli und anderen Bakterien und Pflanzen verwendet.

Er kann eine konstante Umgebung (Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) kontrollieren und aufrechterhalten, in der diese Organismen und Zellen leicht wachsen können. Schüttelkultursysteme für Bakterien und andere Organismen werden als Bioshaker bezeichnet.

Diejenigen, die Kohlendioxid einführen können, um den pH-Wert des Mediums in der Kultur von Säugetierzellen zu puffern, werden als CO²-Inkubatoren bezeichnet.

Anwendungen für Inkubatoren

Der Inkubator dient hauptsächlich der Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle und der Aufzucht von tierischen Zellen und Mikroorganismen. Der Inkubator wird auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt, unter anderem in den Biowissenschaften und der Biologie. Bei der Kultivierung von E. coli werden häufig Proteine gezüchtet, die in den E. coli exprimiert werden sollen.

Die Betriebstemperatur beträgt in der Regel 37 °C, was dem physiologischen Zustand entspricht, kann aber je nach Anwendung von niedrigen bis zu hohen Temperaturen (+4 °C bis +70 °C) verwendet werden.

Funktionsweise des Inkubators

Die funktionelle Steuerung des Inkubators für die Kultivierung hängt vom jeweiligen Experiment ab, doch ist die Einstellung des Brutschranks auf die geeigneten Temperaturbedingungen für alle Experimente von allgemeiner Bedeutung. Die Temperaturregelung kann entweder in der Gasphase bei Gasen oder in der Flüssigphase bei Flüssigkeiten erfolgen. Beide können durch Wände geheizt und gekühlt werden.

In der Gasphase ist die Temperaturregelung einfacher und flexibler, aber die Temperatur kann sich unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur leicht ändern. Andererseits ist die Temperatur in der flüssigen Phase zwar schwer zu kontrollieren, aber sie hat hervorragende Wärme- und Kältespeichereigenschaften.

Im Bereich der Biowissenschaften werden die in den Geräten verwendeten Lösungen häufig in der Dampfphase inkubiert, da die Gefahr einer Kontamination der zu inkubierenden Probe besteht.

Arten von Inkubatoren

1. Bioshaker

Ein Bioshaker ist ein Inkubator, der geschüttelt werden kann, was notwendig ist, um das flüssige Medium mit Luft zu mischen. Es gibt zwei Arten des Schüttelns, und zwar das Links-Rechts-Schütteln und das Rotationsschütteln, wobei die Reagenzglas- und Rundkolbenkultur das Links-Rechts-Schütteln und die Dreieckskolbenkultur das Rotationsschütteln verwendet.

In biologischen Labors werden häufig Dreieckskolben für die Bebrütung von Kulturen verwendet, und Dreieckskolben mit Schikanen können die Wachstumszeit verbessern, da sich das Medium und die Luft gut vermischen.

2. CO²-Inkubatoren

Ein CO²-Inkubator ist eine Ausrüstung für die Kultivierung, die die CO²-Zufuhr und die Luftfeuchtigkeit steuern kann. Die Kultur wird in CO² bei etwa 5 % durchgeführt, um den pH-Wert des Mediums konstant zu halten. Im Allgemeinen wird ein pH-Puffer wie Natriumbicarbonat verwendet, um schnelle pH-Änderungen zu verhindern.

Die Luftfeuchtigkeit wird kontrolliert, indem mit sterilem Wasser gefüllte Schalen in die Anlage gestellt werden und durch natürliche Verdunstung eine Luftfeuchtigkeit von 90-95 % aufrechterhalten wird. Bei der Kultivierung von Säugetierzellen unterscheidet sich die Kultivierungsmethode je nachdem, ob es sich um adhärente oder schwimmende Zellen handelt. Bei der Kultivierung von adhärenten Zellen genügt es, eine Platte mit den Zellen in den Inkubator zu stellen, um die Anzahl der Zellen zu erhöhen, während bei schwimmenden Zellen ein Rührer in das Gerät eingebaut werden muss und die Zellen unter ständigem Rühren des Mediums auf dem Rührer kultiviert werden müssen.

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1. Inkubatoren für Bakterien

Der Inkubator für Bakterien ist ein Kulturgerät. Es ist mit einem Bimetallthermostat ausgestattet, der eine Temperatur von 38 °C im Inneren des Geräts aufrechterhalten kann. Diese Geräte werden hauptsächlich von Lebensmittelverarbeitern zur Kultivierung von Mikroorganismen (z. B. E. coli und Salmonellen) für Wachstumstests verwendet. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es mit Hilfe von Fluoreszenzlampen die durch Reagenzien veränderte Farbe der Mikroorganismen erkennen kann.

In der biologischen Forschung und bei medizinischen Tests werden Ausrüstungen für die Kultivierung von Bakterien und Pilzen (z. B. Schimmelpilze, Hefen) verwendet, die als mikrobiologische Kultivierungsgeräte bezeichnet werden.

2. Inkubatoren für Zellen

Der Inkubator für Zellen wird im Allgemeinen für die Kultivierung von Säugetierzellen menschlichen Ursprungs verwendet. Die wichtigsten Versuchszwecke sind die Beobachtung der Zellen und die Verwendung der in den Zellen exprimierten Proteine.

Alle paar Tage sind folgende Arbeiten erforderlich: der Austausch des Mediums, bei dem altes Medium abgesaugt und neues Medium hinzugefügt wird, um zu verhindern, dass sich die Zellen während der Experimente ablösen, und die Passagekultur, bei der vermehrte Zellen gleichmäßig in mehrere Kulturgefäße mit einer vorher festgelegten Größe und Dichte ausgesät werden.

Für Forscher und Techniker sind diese Aufgaben sehr zeitaufwändig, und der regelmäßige Wechsel des Mediums ist eine große Belastung. In den letzten Jahren haben verschiedene Hersteller automatische Inkubatoren für Zellen entwickelt, die die Passagen und den Wechsel des Mediums automatisch steuern können. Diese Geräte gewährleisten eine stabile und konstante Versorgung mit hochwertigen Zellen.

3. Englischsprachige Bezeichnungen für den Inkubator

Ursprünglich bedeutete Inkubator ein Brutkasten für Vogel- oder Reptilieneier. Abgeleitet von einem Gerät, das eine konstante Temperatur aufrechterhält, wird der Begriff heute auch hier verwendet. Es ist nicht korrekt, in Artikeln den Begriff Inkubator für die Kultivierung von Eiern zu verwenden. Die englische Terminologie für die einzelnen Gerätetypen lautet wie folgt:

• Inkubator: Kulturapparat
• Inkubator für Mikroorganismen: Apparat für die Kultivierung von Bakterien
• Inkubator unter anaeroben Bedingungen: anaerobe Kulturapparatur

Was ist ein Vortex-Durchflussmesser?

Ein Vortex-Durchflussmesser ist ein Durchflussmesser, der den Karman-Wirbel verwendet.

Ein Karman-Wirbel ist eine Reihe von Wirbeln stromabwärts eines Objekts (Wirbelquelle), das sich in einer Flüssigkeitsströmung befindet. Der Physiker Karman gab ihm nach seiner theoretischen Erklärung den Namen „Karman-Wirbel“.

Vortex-Durchflussmesser sind einfach und robust konstruiert. Sie zeichnen sich durch hohe Genauigkeit, einen großen Durchflussbereich und Kompatibilität mit einer Vielzahl von Flüssigkeiten aus.

Anwendungen von Vortex-Durchflussmessern

Vortex-Durchflussmesser werden hauptsächlich für folgende Zwecke eingesetzt:

• Messung von Durchflussmengen in Dampfleitungen
• Messung der Kondensatrückgewinnung
• Messung der Kesselwasserversorgung
• Steuerung von Automotoren
• Kontrolle des Kühlwasserdurchflusses in Kühlern

Vortex-Durchflussmesser können Gase, Flüssigkeiten und Dämpfe messen und sind daher in allen Durchflussmessszenarien einsetzbar.

Eine Vorsichtsmaßnahme ist die Wahl einer geeigneten Bohrungsgröße für die Wirbelbildung, da ohne Wirbelbildung keine Messungen durchgeführt werden können. Im niedrigen Durchflussbereich wird der Karman-Wirbel nicht mehr erzeugt und der Durchfluss kann nicht gemessen werden.

Funktionweise von Vortex-Durchflussmessern

Vortex-Durchflussmesser messen die Durchflussmenge durch Zählen der Karman-Wirbel.
Die Frequenz des Karman-Wirbels ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit, so dass die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden kann, indem ein wirbelerzeugendes Hindernis in das Rohr eingebracht und die entstehenden Wirbel gezählt werden.

Die spezifische Formel wird im Folgenden erläutert:

Wenn die Wirbelfrequenz f (Hz) ist, ist die repräsentative Länge des wirbelerzeugenden Körpers d (m) und die Strömungsgeschwindigkeit v (m/s),

f = S/v/d

Die Gleichung f = S/v/d wird wie folgt aufgestellt, wobei S eine Proportionalitätskonstante ist, die Strouhal-Zahl. Diese Zahl wird durch die Form und die Abmessungen des Wirbelgenerators bestimmt.

Die Durchflussmenge Q (m3/s), wenn die Querschnittsfläche des Rohrs A (m2) beträgt,

Q = A-v = A-f-d/S = K-f

und die Durchflussmenge kann aus der Frequenz bestimmt werden, wenn die Proportionalitätskonstante K zwischen Durchflussmenge und Frequenz im Voraus bestimmt wird.

Tatsächliche Wirbelgeneratoren können dreieckig, flach oder trapezförmig sein, wobei die Trapezform als die genaueste gilt. Der Wirbel wird erfasst, indem die durch den Wirbel erzeugte Kraft durch einen Sensor (piezoelektrisches Element oder Halbleiter-Dehnungsmessstreifen) in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das durch einen Wandler verstärkt und als Impulssignal oder Analogsignal ausgegeben wird.

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1. Gerade Rohrlänge des Vortex-Durchflussmessers

Andere Instrumente zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten in Rohren sind Differenzdruck-Durchflussmesser und Coriolis-Durchflussmesser. Das Differenzdruck-Durchflussmessgerät ist einfach aufgebaut, hat aber den Nachteil, dass seine Messgenauigkeit etwas geringer ist, während das Coriolis-Durchflussmessgerät den Nachteil hat, dass es nur für eine begrenzte Anzahl von Fluiden eingesetzt werden kann.

Vortex-Durchflussmesser hingegen messen die Druckänderungen, die durch den Karman-Wirbel stromabwärts eines in der Messstrecke installierten wirbelerzeugenden Objekts verursacht werden und wandeln sie in Durchflussraten um. Vortex-Durchflussmesser können Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase messen und zeichnen sich durch ihre Einfachheit aus.

Wie bei vielen Durchflussmessgeräten muss der gerade Rohrabschnitt vor dem Messgerät eine bestimmte Länge haben, um eine genauere Durchflussmessung zu ermöglichen. Bei Vortex-Durchflussmessern kann eine verwirbelte Strömung oder eine ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in der Rohrleitung die Messung beeinträchtigen. Die Flüssigkeit muss daher laminar sein.

Aus diesen Gründen muss die Anströmseite des Durchflussmessers begradigt sein und Ventile, Thermometer, Manometer usw. dürfen nicht in die Rohrleitung hineinragen. Die erforderliche Länge des geraden Rohrstücks hängt von der Konstruktion der Rohrleitung ab.

2. Vortex-Durchflussmesser und Dampf

Differenzdruck-Durchflussmesser werden häufig zur Messung des Dampfdurchflusses verwendet. Differenzdruck-Durchflussmessgeräte haben einen einfachen Mechanismus, ihre Durchflussgenauigkeit ist jedoch geringer als die anderer Durchflussmessgeräte.

In solchen Fällen können Vortex-Durchflussmesser verwendet werden, um die Durchflussmenge von Dampf mit guter Genauigkeit zu messen.

Bei Dampf variiert die Dichte mit der Temperatur und dem Druck. Vortex-Durchflussmesser messen nicht nur die Durchflussmenge mit hoher Genauigkeit, sondern einige Geräte sind auch mit einem Temperatursensor ausgestattet, der eine Umrechnung in einen Massendurchfluss ermöglicht.

Darüber hinaus sind Vortex-Durchflussmesser besser geeignet als Differenzdruck-Durchflussmesser, vor allem weil es sich bei Dampf in Kesseln um Nassdampf handelt. Die Auswirkungen von Temperatur, Druck und Trockenheit dieses Nassdampfes können jedoch auch bei Vortex-Durchflussmessern zu einer geringen Genauigkeit führen.

Vortex-Durchflussmesser für Dampf haben einen eingebauten Trockenheitssensor im Messabschnitt und sind so konzipiert, dass sie die Umrechnung von Massendurchflussraten ermöglichen.

Was ist eine Maschine für die Formgebung?

Maschinen für die Formgebung sind Maschinen, mit denen Kunststoffe und Harze geformt werden.

Sie werden unter anderem für die Herstellung von Haushaltsgeräten und Bauteilen verwendet. Maschinen für die Formgebung werden für die Herstellung von Rohren und Stäben, Maschinen für die Formgebung von Styropor und Maschinen für die Blasformung von Hohlkörpern verwendet.

Zu den Maschinen für die Formgebung gehören Spezialmaschinen für schwer zu verarbeitende Fluorpolymere und Vakuumformmaschinen, die unter Vakuumbedingungen formen und so eine hochpräzise Formgebung ermöglichen. Darüber hinaus sind Maschinen für die Formgebung für die Massenproduktion geeignet, werden aber inzwischen auch für die Produktion von Kleinserien eingesetzt.

Aus diesem Grund wurden auch flexible Maschinen für die Formgebung entwickelt, die in kurzer Zeit zwischen verschiedenen Maschinentypen wechseln können.

Anwendungen von Maschinen für die Formgebung

Maschinen für die Formgebung können eine breite Palette von Materialien formen, darunter Kunststoffe, Metalle, Gummi und Keramik. In der Automobil-, Elektro- und Elektronikindustrie können sie Teile mit komplexen Formen herstellen.

Im medizinischen Bereich werden sie zur Herstellung von medizinischen Geräten und Prothesen verwendet. Außerdem werden sie in der Bauindustrie zur Herstellung von Kunststoffen für den Außenbereich und von Bedachungsmaterialien, in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Schokoladen- und Silikonformen und in der Textilindustrie zur Herstellung von Zubehör für Spinn- und Webmaschinen und Textilien verwendet.

Funktionsweise der Maschinen für die Formgebung

1. Spritzgießmaschinen

Bei Spritzgießmaschinen werden Kunststoffrohstoffe und andere Materialien erhitzt, durch eine Einspritzöffnung eingespritzt und in eine Form eingelegt. Bei Extrusionsmaschinen werden die Kunststoffrohstoffe in einen Trichter gefüllt, durch eine Extrusionsöffnung extrudiert und durch eine Form geformt.

2. Extrusionsmaschinen

Extrusionsmaschinen extrudieren thermoplastische Kunststoffe mit Hilfe eines speziellen mechanischen Drucks und einer Heizung. Die Kunststoffpartikel werden von der Zuführvorrichtung der Maschine zugeführt und von der beheizten Schnecke geschmolzen.

Der unter hohem Druck extrudierte Kunststoff wird in die Form der Düse gepresst, so dass eine Form entsteht. Schließlich wird das geformte Produkt durch ein Kühlsystem abgekühlt und getrennt.

3. Blasformmaschinen

Blasformmaschinen erhitzen das Kunststoffmaterial und füllen es in eine hohle Form, die durch Luftdruck aufgeblasen wird, um das Produkt zu formen. Bei Maschinen für die Formgebung wird thermoplastisches Harz in die Form gespritzt, abgekühlt und geformt, während bei Vakuumformmaschinen eine erwärmte Kunststofffolie unter Vakuum auf die Form aufgebracht wird.

Maschinen für die Formgebung arbeiten in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck, weshalb Sicherheitsmaßnahmen wichtig sind. Zu den Faktoren, die sich auf die Qualität des geformten Produkts auswirken, gehören außerdem die Art und die Qualität der Rohstoffe, die Konstruktion der Form und die Anpassung der Formbedingungen. Maschinen für die Formgebung eignen sich für die Massenproduktion, aber für die Kleinserienproduktion werden jetzt flexible Maschinen entwickelt, die in kurzer Zeit umgerüstet werden können.

Arten von Maschinen für die Formgebung

Es gibt verschiedene Arten von Maschinen für die Formgebung, darunter Spritzgießmaschinen, Extrusionsmaschinen und Blasformmaschinen.

1. Maschinen für die Formgebung (Spritzgießmaschinen)

Spritzgießmaschinen sind Maschinen für die Formgebung von Kunststoffen durch Einspritzen in eine Form. Maschinen für die Formgebung zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit und Massenproduktion aus. Sie sind außerdem hoch automatisiert, da die Bediener die Maschine vom Formen bis zum Ausstoßen automatisch bedienen.

Maschinen für die Formgebung formen Kunststoff in Formen, indem sie das Kunststoffmaterial erhitzen und schmelzen und den Kunststoff durch die Einspritzöffnung einspritzen. Der in die Form eingespritzte Kunststoff kühlt ab und härtet aus, so dass er in die gewünschte Form gegossen werden kann.

Maschinen für die Formgebung werden für viele Produkte verwendet, darunter Autoverkleidungen und Stoßstangen, Computer, Scherengriffe, Spritzen und Smartphone-Hüllen. Das Design der Form und die Herstellungstechnologie sind wichtig, da die Form entsprechend dem Material und der Form gestaltet werden muss.

2. Maschinen für die Formgebung (Extrusionsmaschinen)

Extrusionsmaschinen sind Maschinen, die Materialien wie Kunststoff, Gummi und Metall schmelzen, pressen und extrudieren, um Formen wie Rohre, Platten, Profile und Schläuche herzustellen.

Der Kunststoff oder das Harz wird in einen Trichter gegeben, und das Material wird in eine Schnecke eingespeist, wobei die Menge eingestellt wird. Das Material wird in der Schnecke erhitzt, um es zu schmelzen und zu extrudieren. Am Ende der Extrusion wird ein Mundstück, eine Düse, angebracht, um die Form zu bestimmen.

3. Maschinen für die Formgebung (Blasformmaschinen)

Bei Blasformmaschinen wird das Material mit Hilfe von Luftdruck ausgedehnt, abgekühlt und gehärtet, während es in die Düse gedrückt wird.

Die Temperatur wird erhöht, um das Material zu erweichen, das dann durch eine Extrusionsschnecke extrudiert wird, um einen Vorformling zu bilden. Der Vorformling wird abgekühlt und geformt, indem er gegen die Form gedrückt wird, während Druckluft in ihn eingeblasen wird.

Was ist eine Pass Box?

Eine Pass Box ist eine Vorrichtung, die zwischen zwei Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen, z. B. einem Reinraum, installiert ist.

Sie dient dazu, Waren und Geräte zwischen dem Außenbereich und dem Reinraum zu transportieren und das Eindringen von Partikeln, Bakterien, Pilzen und anderen Stoffen in den Reinraum zu verhindern, die Produkt- oder Betriebsstörungen oder Kontaminationen verursachen könnten.

Pass Boxen machen es einfacher und weniger kontaminierend, Gegenstände in und aus zwei Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen zu bringen, ohne dass die Räumen verlassen muss. Es ist auch kosteneffizient, da die Arbeitskosten nicht durch das Wechseln der Kleidung gesenkt werden. Da Pass Boxen Teil der Ausrüstung sind, werden sie beim Bau oder der Erweiterung einer Fabrik installiert.

Anwendunegn von Pass Boxen

Pass Boxen werden in Produktionsbetrieben mit Räumen unterschiedlicher Reinheitsklassen und in Forschungsinstituten eingesetzt.

Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, u. a. bei der Herstellung von Halbleitern, bei Produkten, deren Qualität vom Vorhandensein von Partikeln abhängt. Einige Beispiele sind Flüssigkristallanzeigen, elektronischen Bauteilen, Druckern und Präzisionsinstrumenten, sowie in pharmazeutischen Betrieben, sterilen Behandlungsräumen und an Orten, an denen eine mikrobielle Kontamination ein Problem darstellt, wie z. B. in der Kultur.

Es gibt verschiedene Arten von Pass Boxen auf dem Markt, darunter Standard-, Dusch- und Förderbandtypen. Die Auswahl der richtigen Pass Boxen für die jeweilige Anwendung und Umgebung kann die betriebliche Effizienz steigern.

Funktionsweise der Pass Boxen

Es gibt verschiedene Arten von Pass Boxen, darunter Standardtypen mit nur zwei Türen, Duschtypen mit einer Luftschleuse im Inneren und automatische Typen mit einem Förderband.

Pass Boxen haben auch eine Schleusenfunktion, um den Reinraum vor Verunreinigungen zu schützen.

Weitere Informationen zu Pass Boxen

1. Arten von Pass Boxen

Standard-Typ
Standard Pass Boxen haben eine einfache Struktur mit zwei Türen auf jeder Seite. Viele verfügen über eine Verriegelungsfunktion, die verhindert, dass sich die andere Tür öffnet, wenn eine Seite offen ist. Durch die Freigabe der Türen auf beiden Seiten wird verhindert, dass Verunreinigungen direkt aus einem Raum mit niedrigem Reinheitsgrad eingeschleust werden.

Pass Boxen mit Duschfunktion
Bei Pass Boxen in Duschausführung bläst eine Luftdusche Luftstrahlen aus der Umgebung aus, wenn Gegenstände in die Pass Box gestellt werden. Dadurch werden Oberflächenpartikel und Bakterien weggeblasen und verhindert, dass sie sich entfernen, während sie noch befestigt sind.

Die Luft wird durch einen HEPA-Filter gereinigt. Luftduschen können jedoch nur Luft auf Oberflächen blasen, sodass sie ineffektiv und für Bereiche, in denen sich Objekte überlappen, nicht universell einsetzbar sind.

Automatische Pass Boxen
Gabelstapler werden häufig zum Transport von Waren in Fabriken eingesetzt. Pass Boxen in Form von Förderbändern werden in Reinräumen für Präzisionsgeräte, Pharmazeutika usw. installiert, wo der Produktionsbereich ein Reinraum ist, in den Paletten befördert werden können. Die Durchlaufboxen sind außerdem mit Luftduschen ausgestattet und so konzipiert, dass sie das Eindringen von Feinstaub von außen verhindern.

Pass Boxen im Umlaufverfahren
Zu den anderen auf dem Markt erhältlichen Pass Boxen gehören die Umluft Pass Boxen, bei denen normale Luft durch die Pass Box zirkuliert, um eine Verunreinigung des Innenraums zu verhindern und die Sauberkeit der zu liefernden Waren und Materialien zu gewährleisten.

2. Verwendung von Pass Boxen

Bei der Herstellung von Qualitätsprodukten können Personen und Gegenstände eine Quelle für Staub und bakterielle Verunreinigungen sein. Durch den Einsatz von Pass Boxen werden die Auswirkungen von Feinstaub beim An- und Auskleiden beseitigt und das Anhaften von Feinstaub und Bakterien verhindert. Außerdem wird die Bewegung von Personen durch den Sauberkeitsbereich reduziert und es dürfen nur Gegenstände hineingebracht werden. Auf diese Weise wird eine saubere Umgebung im Reinraum aufrechterhalten.

Die spezifischen Anweisungen für die Verwendung sind wie folgt.

Öffnen Sie die Tür auf der gegenüberliegenden Seite des Reinraums und wischen Sie die Innenseite der Pass Boxen mit Ethanol oder ähnlichem ab. Die Art der Reinigung hängt von der Anwendung ab, aber wenn die zu transportierenden Gegenstände ebenfalls gereinigt werden können, werden sie gereinigt und in die Pass Boxen gelegt.

Wenn die Pass Boxen mit einer UV-Bestrahlungsfunktion ausgestattet sind, schaltet sich die UV-Lampe nach dem Schließen der Tür automatisch für eine bestimmte Zeit ein, um eine UV-Sterilisation durchzuführen. Bei Pass-Boxen mit Luftdusche wird nach dem Schließen der Tür ein Luftstrahl eingeblasen, um den an der Außenfläche haftenden Staub zu entfernen.

Nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach Beendigung des Luftstrahls wird die andere Tür geöffnet und die Waren werden in den Reinraum gebracht, nachdem sich der geblasene Staub gesetzt hat.

3. Handschuhboxen mir Pass Box

Handschuhkästen werden beim Umgang mit Stoffen oder Keimen verwendet, deren direkter Umgang gefährlich ist, z. B. beim Umgang mit luftempfindlichen Stoffen oder bei Arbeiten unter chemisch inerten Bedingungen.

Einige werden durch eine externe Pumpe umgewälzt, während andere an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden können. Einige Handschuhboxen sind mit einer Pass Box ausgestattet. Pass Boxen können verwendet werden, um den Transport von Außenluft in die Handschuhbox zu minimieren.