月: 2023年9月

Was ist ein Ultraschallreiniger?

Ultraschallreiniger sind Geräte, die durch die Synergie von chemischen Kräften durch Reinigungs- und Lösungsmittel und physikalischen Kräften durch Vibrationen und mechanische Energie reinigen.

Zu den kleineren Geräten gehören preiswerte Haushaltsgeräte, die zur Reinigung von Gläsern, Accessoires usw. verwendet werden. Sowie solche mit eingebautem Ultraschallschwinger, wie sie in Labors zur Reinigung von Instrumenten und zur Einstellung von Chemikalien verwendet werden, als auch solche, bei denen der Ultraschallschwinger in einem Behälter Ihrer Wahl untergebracht ist.

Großgeräte werden hauptsächlich in der Industrie eingesetzt, z. B. bei Fertigungsprozessen in Fabriken. Die Reinigungsleistung variiert je nach den erzeugten Ultraschallwellen, sodass die Frequenz und das Reinigungsmittel je nach Anwendung ausgewählt werden müssen.

Große Ultraschallreiniger können gesetzlichen Beschränkungen im Rahmen unterliegen, sodass bei ihrer Installation je nach Leistung und anderen Faktoren die entsprechenden Verfahren beachtet werden müssen. Grundsätzlich muss für Ultraschallreiniger mit einer Leistung von 50 W oder mehr eine Genehmigung für Hochfrequenzgeräte beantragt werden.

Anwendungen von Ultraschallreinigern

Große Ultraschallreiniger werden meist für industrielle Zwecke eingesetzt.

Zu den wichtigsten Anwendungen gehören das Entfetten und Reinigen von Metallteilen und Harzen, das Entfernen von Schleifpartikeln und Staub, die Reinigung von Präzisionsmetallteilen, optischen Scheiben und Festplattenköpfen, die Endreinigung von Glassubstraten und die Reinigung von Siliziumwafern.

Metallteile werden mit niedrigeren Frequenzen gereinigt, während Siliziumwafer mit höheren Frequenzen gereinigt werden. Ultraschallreiniger werden auch zum Entschäumen und Entgasen, Dispergieren, Rühren und Zerkleinern eingesetzt.

Funktionsweise der Ultraschallreiniger

Wenn elektrische Energie an eine spezielle Keramik, die so genannte piezoelektrische Keramik, angelegt wird, dehnt sich die Keramik aus und zieht sich zusammen. Die dabei entstehenden Schwingungen werden in Schall umgewandelt, und wenn die Frequenz dieses Schalls auf 20 kHz oder höher eingestellt ist, werden Ultraschallwellen erzeugt.

Die Ultraschallschwingungen werden auf die Probe angewandt, um Blasen zu erzeugen, die dann mit Hilfe von Mikro-Wasserstrahlen gereinigt werden, die durch den Aufprall der zerplatzenden Blasen (Kavitation) entstehen.

Niederfrequente Ultraschallwellen werden zur Entfettung und Reinigung von Metallteilen und Kunststoffen sowie zur Reinigung von Präzisionsmetallteilen eingesetzt. Die Stoßwellen der Kavitation können selbst hartnäckigen Schmutz entfernen. Halbleiter und Siliziumwafer werden mit Hochfrequenz-Ultraschall gereinigt. Die Kavitation wird je nach Tiefe der Flüssigkeit und Art der Flüssigkeit auf unterschiedliche Weise erzeugt.

Wenn die Ultraschallreinigung nicht ausreichend kontrolliert wird, kann die Membran beschädigt werden.

Was ist eine Hochstrom-Leiterplatte?

Hochstrom-Leiterplatten sind Leiterplatten mit Schaltungen, die hohe Ströme verarbeiten können.

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung von Fahrzeugen wie Hybriden, EVs und PHEVs werden auch zunehmend Leiterplatten mit elektronischen Komponenten benötigt, die hohe Ströme verarbeiten können. Die Nachfrage nach höheren Strömen auf Leiterplatten kann durch eine Vergrößerung der Strukturbreite erfüllt werden. Allerdings sind der Vergrößerung der Musterbreite heutzutage Grenzen gesetzt, wenn die elektronischen Bauteile gleichzeitig kleiner sein müssen.

Eine Erhöhung der Kupferfoliendicke der Leiterplatte ermöglicht es daher, höhere Ströme zu bewältigen. Während die Kupferdicke einer typischen Leiterplatte 35 µm beträgt, ermöglicht die Hochstrom-Leiterplatte Schaltungen mit einer Kupferdicke von bis zu 2000 µm, wodurch hohe Ströme bewältigt werden können.

Anwendungen von Hochstrom-Leiterplatten

Hochstrom-Leiterplatten werden nicht nur in Fahrzeugen mit Benzinmotor verwendet, die immer elektronischer werden, sondern auch in Elektrofahrzeugen, Hybriden und PHEVs. Sie eignen sich auch für die Miniaturisierung elektrischer Komponenten mit großen elektrischen Lasten, wie z. B. Hochstrom-Steuerschaltungen für Roboter, Hochleistungsnetzteile, Schalt- und Motorschaltungen, Unterbrecher und Sicherungskästen.

Bei Leistungsbauelementen, die bei hohen Temperaturen Wärme erzeugen, wie IGBTs, Leistungs-MOSFETs, Schottky-Dioden und Thyristoren, und bei einigen LED-Wärmeableitungsmaßnahmen, wie z. B. bei Verkehrsampeln und Außenwerbetafeln, wird die Leiterplatte ebenfalls für eine hervorragende Wärmediffusion und Wärmeableitung eingesetzt.

Funktionsweise von Hochstrom-Leiterplatten

Um einen hohen Strom durch ein Leiterplattenmuster leiten zu können, muss die Querschnittsfläche des Kupfermusters groß sein. Dies wird durch eine Erhöhung der Musterbreite und der Dicke der Kupferfolie erreicht.

1. Variation der Musterbreite

Bei einer Vergrößerung der Musterbreite kann es leicht zu einer Vermischung von Verdrahtungen mit dünnen und dicken Leiterstärken kommen. Durch Anpassung der Querschnittsfläche des Kupfermusters an die Stromstärke, die durch die Musterbreite fließt, kann das Design wie bei einer normalen Signalübertragungsplatine durchgeführt werden.

2. Änderungen der Kupferfoliendicke

Wenn die Kupferfoliendicke erhöht wird, können auch große Strompfade mit einer relativ kleinen Musterbreite entworfen werden. Da zwischen der Dicke der Kupferfolie und der Strommenge, die fließen kann, ein proportionales Verhältnis besteht, kann die Verdoppelung der Kupferfoliendicke beim Entwurf eines bestimmten Strompfads die Musterbreite um die Hälfte reduzieren.

Auf der anderen Seite ist der Nachteil, dass das Verhältnis zwischen der Breite der Verdrahtung und dem Abstand zwischen benachbarten Verdrahtungen größer ist als bei einer normalen Leiterplatte; wenn das Verhältnis größer ist, können Pads mit kleinen Pad-Abständen nicht entworfen oder Pads mit großen Bauteilen nicht montiert werden. Hier ist Vorsicht geboten, da dies zu Einschränkungen beim Design und bei der Auswahl der Bauteile führt.

Weitere Informationen zu Hochstrom-Leiterplatten

1. Herstellung einer Hochstrom-Leiterplatte

Hochstrom-Leiterplatten verarbeiten im Vergleich zu normalen Leiterplatten sehr hohe Ströme. So werden beispielsweise in der Automobilelektronik etwa 2 A bis 100 A benötigt. Die Querschnittsfläche des Kupfermusters muss so gestaltet werden, dass sie der Menge des durch das Muster fließenden Stroms entspricht.

Eine heute übliche Produktionsmethode für Leiterplatten ist das Ätzverfahren (Auflösen der Kupferfolie). Das Kupfer wird auf der Grundlage eines auf die Kupferoberfläche gezeichneten Ätzresistmusters geätzt (aufgelöst).

Im Gegensatz dazu haben Hochstrom-Leiterplatten eine dickere Kupferfolie, so dass das Auflösen bei diesem Verfahren von der Oberseite der Kupferfolie aus erfolgt. Das Ätzen erfolgt nicht nur in der Tiefenrichtung, sondern auch zwischen den Mustern, was zu einem trapezförmigen Musterquerschnitt führt. Dies führt zu einer weniger genauen Querschnittsfläche.

Es ist daher nicht ratsam, Hochstrom-Leiterplatten mit denselben Techniken zu entwerfen wie gewöhnliche Signal-Leiterplatten. Hochstrom-Leiterplatten werden mit herstellereigenen Methoden hergestellt, wie z.B. der Optimierung der Mehrlagen-Fertigungstechnologie für dicke Kupferleitungen und der Realisierung von dicken Kupferschaltungen mit dem Prepreg-Verfahren und der Vakuum-Laminierpresse.

2. Herstellungskosten

Hochstrom-Leiterplatten verwenden kupferkaschierte Laminate mit dicker Kupferfolie. Der Nachteil ist, dass es sich hierbei um ein nicht standardisiertes Material handelt, das daher teurer ist, was zu höheren Herstellungskosten führt.

Obwohl die Kosten erheblich höher sind als bei allgemeinen Leiterplatten, ist dies ein bedeutender Vorteil für Anwender, die Hochstromprodukte in Massenproduktion herstellen.

Was ist ein Atmosphärendruck-Plasmagerät?

Atmosphärendruck-Plasmageräte sind Anlagen, die Plasmaentladungen zur Entfernung von organischen Stoffen und Oxiden nutzen.

Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur aus Reaktionsgas zur Plasmaerzeugung und einer Stromversorgung bestehen und keinen Dekompressionstank benötigen. Da es in der Lage ist, organische Filme auf der Oberfläche von Polymermaterialien und Oxide auf Metalloberflächen zu entfernen, wird es nicht nur in der Industrie, sondern auch in der akademischen Forschung weit verbreitet eingesetzt. Es wurden auch kompakte Geräte entwickelt, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden.

Sie werden insbesondere für die Sterilisation von medizinischen Instrumenten, die Sterilisation in Lebensmittelverarbeitungsbetrieben und die Oberflächenbehandlung bei der Halbleiterherstellung eingesetzt. Darüber hinaus werden auch Umweltfragen behandelt, und Atmosphärendruck-Plasmageräte werden zur Entwicklung von Technologien für die Reinigung von Abgasen und Abwässern eingesetzt.

Anwendungen von Atmosphärendruck-Plasmageräten

Atmosphärendruck-Plasmageräte können die Oberfläche von Harzen, Folien und polymeren Werkstoffen verändern. Die Oberflächenmodifizierung kann mit hoher Geschwindigkeit und ohne Beschädigung der Oberfläche durchgeführt werden.

Sie finden breite Anwendung bei der Herstellung von Halbleitern, elektronischen Bauteilen, Kunststoffen und Glasprodukten. Insbesondere die Oberflächenreinigung durch Reaktionen mit Plasma und die Veränderung der Zusammensetzung von Polymeroberflächen lassen eine Verbesserung der Hydrophilie erwarten.

Darüber hinaus kann die Haftfestigkeit von Materialien wie Polyethylen und Polypropylen durch Klebstoffe (auf Urethan- oder Epoxidbasis) erhöht werden. Aus diesem Grund werden Atmosphärendruck-Plasmageräte auch für Produkte eingesetzt, bei denen eine hohe Haftfestigkeit erforderlich ist, wie z. B. bei Automobilteilen und medizinischen Geräten.

Funktionsweise der Atmosphärendruck-Plasmageräte

Atmosphärendruck-Plasmageräte verwenden eine Hochfrequenz-Impulsstromversorgung zur Erzeugung einer Plasmaentladung, und die im Plasma vorhandenen aktiven Spezies wie Elektronen und Ionen werden zur Oberflächenmodifizierung und -reinigung verwendet.

Plasma ist der vierte Aggregatzustand der Materie und ein hochenergetischer Zustand, in dem Elektronen und verbleibende Ionen infolge von Ionisierungsphänomenen, bei denen Elektronen aus Atomen herausgeschleudert werden, miteinander vermischt werden, wobei die Gesamtladungsverteilung neutral bleibt.

In Atmosphärendruck-Plasmageräten bewirken die im Plasma vorhandenen aktiven Spezies chemische Reaktionen auf Oberflächen, die eine Oberflächenmodifizierung und -reinigung ermöglichen. Wenn beispielsweise Sauerstoffplasma erzeugt wird, verbindet es sich mit den Kohlenstoffatomen, aus denen das Harz besteht, und desorbiert sie als CO2 von der Oberfläche. Diese chemische Reaktion kann zur Reinigung und Modifizierung der Oberfläche von Harzen, Folien und polymeren Werkstoffen genutzt werden.

Atmosphärendruck-Plasmageräte werden auch bei der Herstellung von Halbleitern, elektronischen Bauteilen, Kunststoffen und Glasprodukten eingesetzt. Die Oberflächenreinigung und die Veränderung der Zusammensetzung von Polymeroberflächen durch Reaktionen mit dem Plasma sollen die Hydrophilie verbessern und die Haftfestigkeit erhöhen. Atmosphärendruck-Plasmageräte sind Niedertemperaturplasmen, die im Vergleich zu thermischen Plasmen, die sich in einem Hochtemperaturzustand befinden, Plasmen bei relativ niedrigen Temperaturen erzeugen können.

Arten von Atmosphärendruck-Plasmageräten

Es gibt drei Haupttypen von Atmosphärendruck-Plasmageräten: Koronaentladungs-Plasmageräte, Mikrowellen-Plasmageräte und Doba-Plasmageräte.

1. Koronaentladungs-Plasmageräte

Koronaentladungs-Plasmageräte basieren auf einem Plasma, das mit Hilfe einer Hochfrequenzstromversorgung erzeugt wird. Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen den Elektroden wird das Plasma entladen und die Oberfläche durch chemische Reaktion mit dem Reaktionsgas verändert oder gereinigt. Es zeichnet sich im Allgemeinen durch niedrige Temperaturen aus und ist für polymere Materialien wie Harze und Folien geeignet.

2. Mikrowellen-Plasmageräte

Mikrowellen-Plasmageräte nutzen Mikrowellen zur Erzeugung von Plasma. Durch Einfüllen eines Reaktionsgases und Anlegen eines hochfrequenten elektrischen Feldes werden die Mikrowellen vom Reaktionsgas absorbiert und es entsteht ein Plasma. Es kann ein Hochtemperaturplasma erzeugt werden, das für die hochauflösende Oberflächenmodifizierung und die Bildung dünner Schichten auf Metallen und Keramiken verwendet wird.

3. Doba-Plasmageräte

Diese Plasmageräte bestehen aus einer horizontalen Anordnung von Nadeln und Platten, die als Elektroden dienen. Die Platte hat kleine Löcher, durch die das Reaktionsgas strömt. Durch Anlegen einer Hochspannung zwischen Nadel und Platte wird an der Spitze der Nadel eine Koronaentladung erzeugt, und es entsteht ein Plasma. Es kann ein Niedertemperaturplasma erzeugt werden, das für die Behandlung von Zellen und lebendem Gewebe eingesetzt werden kann.

Was ist ein Druckaufnehmer?

Ein Druckaufnehmer ist ein Gerät, das Druck in ein kontinuierliches elektrisches Signal umwandelt.

Die Begriffe Drucksensor, Drucktransmitter und  Druckumwandler sind austauschbar mit Druckaufnehmern. Es gibt jedoch keinen eindeutigen Unterschied.

Druck kann auf verschiedene Weise in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, z. B. durch Dehnungsmessstreifen, piezoelektrische, metallische Dünnschicht- und kapazitive Sensoren.

Anwendungen von Druckaufnehmern

Sie werden verwendet, um den Druck, der eine physikalische Größe ist, in ein kontinuierliches elektrisches Signal umzuwandeln, und werden in verschiedene Typen unterteilt, z. B. in solche, die auf einer Leiterplatte montiert sind, und in solche für allgemeine Zwecke.

• Fehlernerkennung
  Automobilbremsen, Hydraulikzylinder, Klimaanlagen, usw.
• Qualitätserhaltung
  Reinraum-Management, Vakuum-Qualitätskontrolle.
• Medizinischer Bereich
  Sphygmomanometer, Beatmungsgeräte, usw.
• Sonstiges
  Smartphones, Geräte zur Sturzerkennung, usw.

Funktionsweise von Druckaufnehmern

Der druckempfindliche Teil eines Druckaufnehmers besteht hauptsächlich aus einer Membran. Die Membran verformt sich unter Druck und der Betrag der Verformung wird mit verschiedenen Methoden in eine elektrische Größe umgewandelt.

Es gibt viele verschiedene Arten von Umwandlungsmethoden, darunter Dehnungsmessstreifen-, piezoelektrische, Dünnmetallfilm-, kapazitive, faseroptische und Vibrationsmethoden.

1. Dehnungsmessstreifen

Bei der Dehnungsmessstreifen-Methode wird ein Dehnungsmessstreifen auf der Rückseite der Membran angebracht und die Änderung des DMS-Widerstands gemessen. Der Dehnungsmessstreifen ist ein Widerstandselement, das den Grad der Verformung misst, indem es die Eigenschaft von Metall nutzt, seinen elektrischen Widerstand zu ändern, wenn es verformt wird, und indem es die Verformung dem Druck zuordnet, kann der Druck ausgegeben werden.

In der Regel sind vier davon an einer Membran befestigt, und die Widerstandsänderung wird als Spannungsänderung in einer Brückenschaltung ausgegeben. Es gibt Typen, die Halbleiter in den Dehnungsmessstreifen verwenden. Halbleiter sind Sensoren mit hoher Druckempfindlichkeit, da die Änderung des Widerstands bei Verformung viel größer ist als bei normalen Dehnungsmessstreifen.

2. piezoelektrischer Typ

Der piezoelektrische Typ ist ein Typ mit einem piezoelektrischen Element, das direkt auf dem Druckempfänger montiert ist. Das piezoelektrische Element erzeugt eine Spannung, wenn es einem Druck ausgesetzt wird.

Anhand dieser Spannung kann der Druck gemessen werden. Der Vorteil dieses Typs besteht darin, dass er hochempfindlich ist, miniaturisiert werden kann und robust und langlebig ist. 

3. Metall-Dünnfilm-Typ

Beim Metall-Dünnfilm-Typ wird ein Metall-Dünnfilm auf einer Membran gebildet und die Änderung des elektrischen Widerstands des durch den Druck verformten Metall-Dünnfilms gemessen. Er zeichnet sich durch eine höhere Empfindlichkeit als der Dehnungsmessstreifen-Typ aus und kann bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.

4. kapazitiver Typ

Der kapazitive Typ misst die Kapazität zwischen einer festen Elektrode und einer Membranelektrode. Die Verschiebung des Diaphragmas, das sich als Reaktion auf Druckänderungen verformt, wird als Kapazitätsänderung gemessen und in Druck umgerechnet. Geeignet für die Messung des Drucks mehrerer Gasarten oder Gasgemische.

5. faseroptischer Typ

Beim faseroptischen Typ wird das Beugungsgitter am Ende des Lichtleiters verformt, wenn Druck auf die Membran ausgeübt wird, und die Änderung der Wellenlänge des reflektierten Lichts wird gemessen. Es können Hochtemperatur- und Präzisionsmessungen durchgeführt werden, die zur Messung des Drucks von geschmolzenem Harz und des Blutdrucks im Körperinneren verwendet werden.

6. Vibrations Typ

Beim Vibrationstyp befindet sich der Messwertaufnehmer auf einem Siliziummembran-Chip. Wenn die Membran durch Druck verformt wird, ändert sich die Eigenfrequenz des Messwertaufnehmers. Die Frequenzänderung wird erkannt und in Druck umgewandelt. Zu den Merkmalen gehören hohe Genauigkeit, hohe Empfindlichkeit und hohe Auflösung.

Weitere Informationen zu Druckaufnehmern

Ausgangssignal von Druckaufnehmern

Druckaufnehmer haben entweder einen mV-Spannungsausgang oder einen 4-20 mA-Stromausgang. mV-Spannungsausgänge sind nicht temperaturkompensiert und müssen in einem Abstand von weniger als 20 Fuß von der Elektronik verwendet werden. Der 4-20-mA-Stromausgang hingegen ist weniger anfällig für EMI-Störungen und Rauschen und hat keine Entfernungsbeschränkungen.

Der Ausgang von Druckaufnehmern ist ein analoges Signal mit drei Standardausgängen: Spannung mV, verstärkte Spannung V und Strom 4-20 mA. Die Ausgangsspannung ist proportional zur Versorgungsspannung.

Dehnungsmessstreifen und Metall-Dünnfilm-Druckaufnehmer haben einen Ausgang von 2-3 mV pro 1 V Eingang. Piezoelektrische Druckaufnehmer mit moderner MEMS-Technologie können einen Ausgang von 20 mV pro 1 V Eingang liefern.

Für Stromausgänge werden Versorgungsspannungen von 8-28 V DC benötigt, um Ausgänge von 4-20 mA zu erhalten. Nachteilig wirkt sich der hohe Batterieverbrauch aus.

Was ist ein Fest-Flüssig-Abscheider?

Ein Fest-Flüssig-Abscheider ist ein Gerät zum Trennen und Entfernen von Feststoffen aus Flüssigkeiten. Sie werden hauptsächlich im Bereich der Abwasserbehandlung eingesetzt.

Die Abwasserreinigung umfasst zwei Stufen: die Abtrennung von Feststoffen aus dem Abwasser und die Behandlung der im Wasser gelösten Schadstoffe. Ersteres wird physikalisch in einem Fest-Flüssig-Abscheider durchgeführt, der kostengünstig ist. Letzteres ist mit Fest-Flüssig-Abscheidern nur schwer zu erreichen und wird in der Regel durch eine biologische Behandlung, z. B. mit Belebtschlamm, durchgeführt. Wenn Schadstoffe in der Flüssigkeit verbleiben, erhöht sich der Überschussschlamm nach der biologischen Behandlung und die Effizienz der Behandlung verschlechtert sich.

Anwendungen von Fest-Flüssig-Abscheidern

Es gibt zwei Arten von Fest-Flüssig-Abscheidern: Geräte zur Vorbehandlung von Abwasser und Geräte zur Entwässerung und Eindickung von Schlamm. Sie unterscheiden sich durch das zur Entwässerung eingesetzte Pressverfahren und den Zusatz von Flockungsmitteln.

Zur Abwasserreinigung werden Anlagen eingesetzt, die Feststoffe mit Hilfe von Sieben usw. entfernen. Beispiele hierfür sind Schneckenpressen, Rollenpressen und Siebbänder. Anlagen zur Abwasserreinigung können ohne Zusatz von Flockungsmitteln betrieben werden.

Vakuumtrockner, Drucktrockner, Bandpressen, Schneckenpressen und Zentrifugaltrockner sind Geräte, die zur Schlammbehandlung eingesetzt werden. Diese Schlammbehandlungsgeräte verwenden grundsätzlich Flockungsmittel.

Funktionsweise der Fest-Flüssig-Abscheider

Die wichtigsten Arten von Fest-Flüssig-Abscheidern sind solche, die durch Filtration entwässern, und solche, die durch Zentrifugalkraft entwässern. Sie unterscheiden sich durch den Feuchtigkeitsgehalt des Kuchens nach der Behandlung usw. und werden je nach Art des zu behandelnden Schlamms eingesetzt.

Typische Beispiele für Filtrationsentwässerungsanlagen sind: Druckentwässerer und Siebbandpressen. Bei Druckentwässerungsanlagen wird der Schlamm mit Hilfe einer Druckpumpe in die Filterkammer gepresst, wo er entwässert wird. Dies hat zwar Nachteile, wie z. B. die Notwendigkeit, den Kuchen bei jeder Entwässerung auszutragen und zu montieren, doch der Vorteil ist, dass der Filtrationsdruck erhöht werden kann.

Bandpressen verwenden polymere Koagulationsmittel, um den Schlamm zu koagulieren, der dann über ein bandförmiges Filtertuch entwässert wird. Der flüssige Schlamm wird durch Schwerkraft vorkonzentriert und dann mit Rollen gepresst, da er zwischen den Bändern austritt. Druckentwässerungsanlagen sind traditionell die Hauptstütze der Filtersysteme, aber diese Bandpresse wird allmählich immer beliebter.

Zentrifugalentwässerer entwässern durch Zentrifugalkraft. Diese Methode nutzt die Zentrifugalkraft der Hochgeschwindigkeitsrotation und kann je nach Form des Rotors in zylindrische und konische Typen unterteilt werden. Der zylindrische Typ ist geeignet, wenn die Klarheit der Flüssigkeit wichtig ist, während der konische Typ geeignet ist, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Kuchens reduziert werden muss.

Was ist eine Tischfräsmaschine?

Tischfräsmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die eine kleinere Version von Fräsmaschinen sind und für den Einsatz auf dem Tisch konzipiert sind.

Wie normale Fräsmaschinen können sie mit einem Fräser, einem an einer rotierenden Spindel befestigten Schneidwerkzeug, Material schneiden.

Da herkömmliche Fräsmaschinen groß und teuer sind, werden sie häufig für professionelle Zwecke verwendet, während Tischfräsmaschinen es Heimanwendern erleichtern, ihr Handwerk auszuüben. Tischfräsmaschinen sind mit einer Spindel, einem Ständer und einem Schlitten ausgestattet und werden je nach Richtung der Spindel als vertikal oder horizontal eingestuft.

Mit Tischfräsmaschinen kann man nach Belieben Metall, Kunststoff und andere Materialien schneiden. Neben dem Schneiden eignen sich Tischfräsen auch zum Bohren und Nuten, was sie zu einer äußerst nützlichen Werkzeugmaschine für Heimwerker und Hobbyhandwerker macht.

Anwendungen von Tischfräsmaschinen

Tischfräsmaschinen werden vor allem zum Trennen von metallischen Werkstoffen eingesetzt, da sie Materialien durch Fräsen bearbeiten können. Aufgrund der Art des Fräsvorgangs ist es möglich, ebene oder gewölbte Flächen und Nuten in metallischen Werkstoffen zu erzeugen.

Die bearbeiteten Materialien haben genaue Abmessungen und Formen und werden in Bereichen eingesetzt, in denen hohe Präzision erforderlich ist. Sie werden zur Herstellung von Präzisionsteilen für Automobile, Flugzeugteile, medizinische Geräte und optische Geräte verwendet.

Sie können auch im Haushalt und im Büro, als Heimwerkerprojekt oder als Hobby verwendet werden. Es ist zum Beispiel möglich, Werkzeuge und Gegenstände selbst herzustellen. Bei kantigen Materialien ist es jedoch aufgrund der Krümmung beim Fräsen schwierig, auf allen Seiten rechte Winkel zu erzeugen. In solchen Fällen ist es notwendig, entweder die Krümmung an den Ecken zu belassen.

Funktionsweise der Tischfräsmaschinen

Tischfräsmaschinen tragen Material ab, indem sie das zu bearbeitende Objekt fixieren, das Werkzeug drehen und mit der Schneide eine schneidende Wirkung auf das Objekt ausüben. Diese Methode ermöglicht eine hochpräzise Bearbeitung.

Fräsmaschinen gibt es in zwei Ausführungen: Kniefräsmaschinen und Bettfräsmaschinen. Bei den Kniefräsmaschinen wird der Tisch auf und ab bewegt, was die Bearbeitung von Objekten mit komplexen Formen erleichtert. Bei der Bettfräse hingegen erfolgt die Bearbeitung durch Auf- und Abwärtsbewegung der Spindel. Diese Methode ermöglicht leistungsstarke Zerspanungsarbeiten.

Es gibt auch zwei Arten von Fräsmaschinen: vertikale und horizontale. Die Vertikalfräse ist heute die am weitesten verbreitete Art und wird in der Regel zum Schneiden mit Seitenmessern mit Werkzeugen wie Schaft- und Planfräsern eingesetzt. Auch das Flachfräsen mit Planfräsern wird eingesetzt. Im Gegensatz dazu verfügen horizontale Typen über eine horizontal angeordnete Spindel und haben den Vorteil, dass sie größere Materialien bearbeiten können als Vertikalfräsen.

Tischfräsmaschinen sind kleine Fräsmaschinen, die jedoch eine hochpräzise Bearbeitung ermöglichen. Daher sind sie in der Zerspanungsbranche ständig gefragt.

Arten von Tischfräsmaschinen

Es gibt drei Haupttypen von Tischfräsmaschinen: Tischfräsmaschinen, Werkstattfräsmaschinen und CNC-Fräsmaschinen. Jede hat unterschiedliche Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten, so dass es wichtig ist, die richtige Maschine für die gewünschte Anwendung zu wählen. Darüber hinaus sollten bei der Auswahl der Maschine der Bearbeitungsbereich, die Bearbeitungsleistung, die Genauigkeit, der Preis und der Platzbedarf berücksichtigt werden.

1. Tischfräsmaschinen

Tischfräsmaschinen sind kleine, leichte Fräsmaschinen, die auf eine Tischplatte gestellt werden können. Sie eignen sich für Heimwerker und kleinere Bearbeitungen zu Hause oder in kleinen Betrieben und sind bei Anfängern beliebt, weil sie leicht erhältlich sind. Die Bearbeitungsleistung und die Genauigkeit sind jedoch begrenzt.

2. Werkstattfräsmaschinen

Werkstattfräsmaschinen sind große, schwere Fräsmaschinen, die für industrielle Anwendungen geeignet sind. Sie können eine Vielzahl von Materialien bearbeiten und sind in der Lage, ein hohes Maß an Genauigkeit zu erreichen. Außerdem sind sie häufig mit einer automatischen Vorschubfunktion ausgestattet, die eine kontinuierliche Bearbeitung ermöglicht. Allerdings sind sie auch teuer und benötigen viel Platz zum Aufstellen.

3. CNC-Fräsmaschinen

CNC-Fräsmaschinen sind computergesteuerte, automatische Bearbeitungszentren mit fortschrittlicher Automatisierungstechnik. Der Bearbeitungsinhalt kann vorprogrammiert werden und die Bearbeitung kann automatisch erfolgen. Sie sind in der Lage, komplexe Formen mit hoher Präzision zu bearbeiten und eignen sich für die Massenproduktion. Aufgrund ihres hohen Preises sind sie jedoch nur für kleine Betriebe und Privatpersonen geeignet.

Was ist ein Füllkleber?

Füllkleber sind Klebstoffe, die die Eigenschaft haben, Lücken zwischen geklebten Objekten auszufüllen (zu füllen).

Es dauert eine gewisse Zeit, bis der Klebstoff aushärtet, aber sobald er ausgehärtet ist, wird seine Festigkeit erheblich erhöht, und er wird sowohl für Dichtungszwecke als auch zum Verkleben von Bauteilen verwendet. Sobald die Bauteile miteinander verklebt sind, lassen sie sich leicht verschieben und ausrichten.

Typische Füllkleber sind z. B. Epoxidklebstoffe, aber da die Leistung von Klebstoffen je nach Formulierung sehr unterschiedlich ist, muss die Wahl je nach Zweck getroffen werden.

Anwendungen für Füllkleber

1. Bauindustrie

Füllkleber spielen in der Bauindustrie eine wichtige Rolle. Sie werden zum Verkleben und Füllen von Beton und Stein sowie zum Füllen von Lücken verwendet. Sie können die strukturelle Stabilität und Haltbarkeit von Gebäuden verbessern.

2. Autoindustrie

Füllkleber spielen eine wesentliche Rolle bei der Herstellung und Reparatur von Fahrzeugen. Sie werden zum Verkleben und Füllen von Karosserieteilen und als Material zur Schall- und Schwingungsisolierung verwendet.

3. die Möbelindustrie

Füllkleber werden auch bei der Herstellung und Reparatur von Möbeln verwendet. Sie werden zum Verkleben und Füllen von Holz und Sperrholz und zum Zusammenfügen von Teilen verwendet, wodurch die Festigkeit und Haltbarkeit von Möbeln erhöht wird.

4. Metallverarbeitung

Füllkleber werden auch zum Verkleben und Füllen von Metallteilen verwendet. Sie werden zum Verkleben von Metall mit Metall und von Teilen mit Teilen sowie als Alternative zum Schweißen und Nieten verwendet.

5. Elektronikindustrie

Füllkleber werden bei der Herstellung von elektronischen Geräten zur Befestigung von kleinen Bauteilen und Platinen verwendet. Sie tragen zur Befestigung von kleinen Bauteilen und zum Schutz von elektronischen Komponenten bei.

6. Medizinische Geräteindustrie

Füllkleber werden auch bei der Herstellung und Reparatur von medizinischen Geräten verwendet. Da die biologische Sicherheit wichtig ist, werden sie aus geeigneten medizinischen Materialien hergestellt.

7. Herstellung von Haushaltsprodukten

Füllkleber werden auch bei der Herstellung und Reparatur von Haushaltswaren aus Kunststoff und Gummi verwendet. Sie eignen sich für die Reparatur von Behältern und die Verklebung von Kunststoffteilen.

Funktionsweise von Füllklebern

1. Kontakt und Diffusion von Substanzen

Füllkleber werden auf die Oberfläche des zu klebenden Stoffes aufgetragen. Dabei dringt der Klebstoff in die Mikro-Unebenheiten des Materials ein und vergrößert die Kontaktfläche zwischen den Materialien. Das Prinzip der Wechselwirkung zwischen dem Klebstoff und dem Stoff aufgrund der vergrößerten Kontaktfläche.

2. intermolekulare Kräfte

Das Prinzip der Füllkleber beruht in erster Linie auf den intermolekularen Kräften. Die Moleküle auf der Oberfläche eines Stoffes werden durch intermolekulare Kräfte wie elektrostatische Wechselwirkungen zueinander hingezogen. In gleicher Weise bilden die Moleküle eines Füllklebers zwischenmolekulare Kräfte mit dem Stoff, an den sie gebunden sind.

3. Aushärtungsreaktion

Im Allgemeinen härten die Füllkleber nach dem Auftragen aus. Hierbei handelt es sich um einen Mechanismus, bei dem die Moleküle des Klebstoffs mit einem Aushärtungsmittel oder Katalysator reagieren und eine Polymerverbindung bilden. Durch diese Aushärtungsreaktion verfestigt sich der Klebstoff und verbindet die Stoffe fest miteinander.

4. Mechanische Wechselwirkung

Neben den intermolekularen Kräften verstärken Füllkleber die Verbindung auch durch mechanische Wechselwirkung zwischen den Stoffen. Nach der Aushärtung des Klebstoffs werden die Stoffe durch die Polymerstruktur des Klebstoffs zusammengehalten und es entsteht auch eine physikalische Verbindung.

5. Oberflächenmodifikation

Füllkleber spielen auch eine Rolle bei der Förderung der Oberflächenmodifikation der verklebten Oberfläche. Einige Füllkleber verbessern die Adhäsion, indem sie die Klebefläche hydrophil oder lipophil machen und so den Materialkontakt erhöhen.

Arten von Füllklebern

1. Epoxidklebstoffe

Epoxidklebstoffe sind Klebstoffe, die aus zwei Komponenten bestehen und sich durch hohe Haltbarkeit und Festigkeit auszeichnen. Sie werden für eine Vielzahl von Materialien verwendet, darunter Metalle, Kunststoffe und Keramiken, und bilden nach dem Aushärten eine feste Verbindung.

2. Polyurethan-Klebstoffe

Polyurethan-Klebstoffe haben eine ausgezeichnete Hitze- und Witterungsbeständigkeit sowie flexible Eigenschaften. Sie werden zum Verkleben von Holz, Gummi und Kunststoffen verwendet und kommen dort zum Einsatz, wo Vibrations- und Ausdehnungs-/Kontraktionsbeständigkeit erforderlich ist.

3. Silikonklebstoffe

Silikonklebstoffe sind sehr hitze- und witterungsbeständig und verfügen über ausgezeichnete wasserabweisende Eigenschaften. Sie eignen sich für die Verklebung von Glas, Metallen und Kunststoffen und sind für den Einsatz im Freien und bei hohen Temperaturen geeignet.

4. Acrylatklebstoffe

Acrylatklebstoffe sind schnelltrocknend und transparent und werden für die Verklebung einer Vielzahl von Materialien verwendet. Sie werden auf Materialien wie Kunststoff, Glas und Metall verwendet und eignen sich für eine Vielzahl von Innen- und Außenanwendungen.

5. Sofortklebstoffe (Cyanacrylate)

Sofortklebstoffe sind Klebstoffe mit sehr schnellen Aushärtungseigenschaften. Sie werden zum Verkleben und Reparieren von Kleinteilen verwendet und sind dort nützlich, wo eine starke Haftung erforderlich ist.

6. duroplastische Klebstoffe

Wärmehärtende Klebstoffe sind Klebstoffe, die durch Erhitzen aushärten und in Situationen verwendet werden, in denen Hitzebeständigkeit erforderlich ist. Sie eignen sich für die Verklebung von Metallen und die Befestigung von elektronischen Bauteilen.

7. UV-härtende Klebstoffe

UV-härtende Klebstoffe sind Klebstoffe, die unter UV-Licht schnell aushärten. Sie sind hochtransparent und werden für die Verklebung transparenter Materialien wie Glas und Kunststoffe verwendet.

Was ist ein Positionserkennungssystem?

Ein Positionserkennungssystem ist ein System, das die Position von Personen und Objekten detailliert und in Echtzeit erfasst.

Im Außenbereich wird GNSS wie GPS verwendet. Für den Einsatz in Innenräumen gibt es verschiedene Methoden wie Beacon, Kameras, Ultraschall, Infrarot, Funkwellen, RFID, Wi-fi und UWB, die je nach Anwendung ausgewählt werden müssen. Jede Methode hat ihre eigenen Merkmale, und einige Systeme kombinieren mehrere Methoden, um die Genauigkeit zu erhöhen. In den letzten Jahren wurde die Erkennung der Position von Personen und Objekten für neue Dienste genutzt.

Anwendungen von Positionserkennungssystemen

Bei der Positionserkennung in Innenräumen wird Beacon eingesetzt, um den Aufenthaltsort von Arbeitern in einer Fabrik zu ermitteln, Sichtlinien zu verwalten, den Standort medizinischer Geräte zu überprüfen, den Standort von kontrollierten Geräten zu kontrollieren, usw.

Bei der Verwendung von Kameras kann die Bildanalyse nicht nur den Standort von Personen, sondern auch ihr Verhalten erkennen. Bei der Positionsbestimmung im Freien wird GPS zur Positionsbestimmung von Fahrzeugen für die Fahrzeugnavigation, das automatische Fahren usw. und zur Verfolgung von Gepäckstücken eingesetzt.

Funktionsweise von Positionserkennungssystemen

Die wichtigsten Funktionsweisen von Positionserkennungssystemen lauten wie folgt:

1. GPS

Die vom Satellitensystem ausgesendeten Signale werden empfangen und mit Hilfe der Signalverzögerung in Breiten- und Längengrade umgewandelt, um eine hochgenaue Position zu erhalten. 

2. Ultraschallsystem

Ultraschallsysteme senden Ultraschallwellen von einem Sender aus, empfangen die vom zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Ultraschallwellen und nutzen die Zeit des Zurückprallens, um dessen Position zu bestimmen.

3. Wifi

Die Funkwelle durchläuft mehrere Wege, prallt an Gebäuden usw. ab, bevor sie vom Sender zum Empfänger gelangt. Dieses Phänomen wird als Mehrwegeffekt bezeichnet, bei dem die Funkwellen mehrere Pfade durchlaufen. Die Position einer Person oder eines Objekts wird anhand von Änderungen des Mehrweges ermittelt.

4. Beacon

Positionsbestimmung anhand der Signalstärke von Bluetooth Low Energy (BLE). Wenn mehrere Beacons in einem Gebäude installiert sind, kann der Standort mithilfe der Drei-Punkt-Positionierung ermittelt werden. 

5. BLE-Funkwinkelmethode

Ein Empfänger wird an der Decke installiert und der Standort wird mithilfe eines einzigartigen Algorithmus auf der Grundlage des Einfallswinkels der Funkwellen von einem speziellen Tag oder Smartphone ermittelt.

6. UWB

Die Ortung in Innenräumen erfolgt über ein Funkgerät im 8-GHz-Band anhand des Zeitunterschieds bei der Ankunft und des Einfallswinkels der UWB-Signale von mindestens zwei Sensoren, die im Abstand von etwa 30 m installiert sind.

Merkmale des Positionserkennungssystems

Vorteile

Die Einführung eines Erkennungssystems für die Positionierung ermöglicht nicht nur das Management von Fließlinien, sondern hat auch andere Vorteile.

So kann beispielsweise durch die Erfassung der Position einer Person festgestellt werden, ob sie einen bestimmten Bereich betritt. Das System kann das Eindringen in Räume mit sensiblen Informationen oder in Gefahrenbereiche, die zu Unfällen oder Verletzungen führen könnten, erkennen und so die Sicherheit erhöhen. Bei Systemen, bei denen das Erkennungssystem für die Positionierung mit der Maschine verbunden ist, kann es auch dazu verwendet werden, die Maschine sofort abzuschalten, wenn es erkennt, dass eine Person einen gefährlichen Bereich betritt.

Wenn der Standort der Mitarbeiter durch die Standorterkennung bekannt ist, kann dies auch dazu genutzt werden, die Evakuierung im Katastrophenfall zu leiten. Selbst bei einer großen Anzahl von Mitarbeitern ist es möglich, den Evakuierungsstatus jedes Einzelnen zu überprüfen, was zu einer schnellen Reaktion auf Evakuierungsanweisungen führen kann.

Nachteile

Der Nachteil ist, dass sich viele Mitarbeiter unwohl fühlen könnten, da sie das Gefühl haben, dass sie während ihrer Arbeit ständig überwacht werden, da sie die Standortinformationen der Personen verwalten. Um das Verständnis der Mitarbeiter zu gewinnen, ist es wichtig, detaillierte Erinnerungen an Pausen und tägliche Aktivitäten auf der Grundlage der gewonnenen Standortdaten zu vermeiden und den Zweck und den Anwendungsbereich der Standorterkennung zu klären und den Mitarbeitern zu erklären.

Weitere Informationen zu Positionserkennungssystemen

1. Nachfrage nach Positionserkennungssystemen

Der Markt für standortbezogene Lösungen, einschließlich Positionserkennungssystemen, war bis vor einigen Jahren nicht groß. In den letzten Jahren hat er jedoch stark zugenommen und ist 2018 im Vergleich zum Vorjahr um 41,6 % gestiegen. Analysen zeigen, dass der Grund für dieses Wachstum darin liegt, dass viele Unternehmen ihre Produktivität verbessern wollen, indem sie den Standort von Personen und Gütern kennen, da viele Unternehmen über zu wenig Personal verfügen.

Was den zukünftigen Markt betrifft, so wird die Nutzung in der verarbeitenden Industrie und in Krankenhäusern, wo die Nutzung derzeit zunimmt, weitergehen, und wenn die Dinge reibungslos verlaufen, wird der Markt bis 2025 voraussichtlich auf 120 Millionen USD anwachsen. Es heißt, dass der Markt noch in den Kinderschuhen steckt und dass der Markt für standortbezogene Lösungen noch wachsen wird.

2. Einsatz von Positionserkennungssystemen für das Prozessmanagement in der Fertigungsindustrie

Bei der Nutzung von Standortinformationen zur Förderung der Automatisierung in Fabriken kann man sich vorstellen, dass sich Menschen wie Arbeiter und Bediener oder Fahrzeuge wie Gabelstapler und FTS in der Fabrik bewegen.

Um die Produktionseffizienz zu steigern, ist es jedoch unerlässlich, die produzierten Materialien und ihre Produkte richtig zu verwalten. Mit anderen Worten, es ist notwendig, den Warenfluss genau zu verfolgen, und insbesondere bei der Herstellung von Produkten mit vielen Varianten oder kundenspezifischen Produkten sind der Ankunftsstatus der Komponenten und ihr Prozessmanagement von zentraler Bedeutung.

Insbesondere bei Montageprozessen und Produktionslinien mit mehreren Produkten, bei denen häufig manuelle Arbeit erforderlich ist, kann das Internet der Dinge unter Verwendung von Standortinformationen die Anzahl der Barcode-Scans reduzieren, um die Arbeitseffizienz zu verbessern und menschliche Fehler, wie die Auswahl falscher Materialien, zu verringern.

Ohne eine genaue Echtzeitverfolgung von Materialien und Fahrzeugen geht die Transparenz über den Standort, die verbleibende Transportzeit und die genauen Transportwege verloren, was zu Ausfallzeiten der Produktionslinie, einer geringeren Produktivität der Mitarbeiter, längeren Transportzeiten und einem ineffizienten Einsatz von Fahrzeugen wie Gabelstaplern und FTS führt.

Standortinformationen können jedoch genutzt werden, um das gewünschte Bauteil in Echtzeit zu lokalisieren. Durch die Verwaltung von Metainformationen mit einem Erkennungssystem für die Positionierung können gleichzeitig auch die historischen Informationen über das Bauteil ermittelt werden. Darüber hinaus können Informationen, die früher bei der Überquerung von Prozessen auf Papier, handschriftlich oder per Barcode-Scan erfasst wurden, nun automatisch auf der Grundlage von Standortinformationen verwaltet werden.