Die generative Herstellung von Dentalmodellen- eine Rapid Manufacturing Herausforderung

Heutzutage stehen zunehmend – z.B. durch den raschen Fortschritt bei den bildgebenden Verfahren – digitale Datensätze im Dentalbereich zur Verfügung. CAD/CAM-syteme gehören dabei in der Zahntechnik längst zum Stande der Technik. Für die Anwendung derartiger Systeme ist jedoch ein Gipsmodell nötig, welches zum Beginn der Prozesskette vom Zahntechniker mittels eines optischen Scanners digitalisiert wird. Die Weiterentwicklung intraoraler Scanner ermöglicht heutzutage außerdem die Digitalisierung ganzer Kiefer im Patientenmund durch den Zahnarzt. Insbesondere für z.B. die ästhetischen Restaurationen bildet hier das zahntechnische Modell nach wie vor die unersetzliche Arbeitsgrundlage für den Techniker. In der vorliegenden Arbeit wird dazu ein Rapid Manufacturing Verfahren zur Herstellung von Dentalmodellen auf Basis der Stereolithographie vorgestellt. Dabei wird auf die besonderen Anforderungen hinsichtlich Präzision, Robustheit und Wirtschaftlichkeit von generativen Fertigungsverfahren für dentale Applikationen eingegangen und eine neu entwickelte Baustrategie vorgestellt, mittels derer die o.g. Anforderungen erfüllt werden

Die Festigkeit in Abhängigkeit von Scanstrategien & -optionen beim Lasersintern vom Kunststoff

Die Scanstrategie beim LS vom Kunststoff hat einen maßgeblichen Einfluss auf den Energieeintrag in das Pulverbett und somit auf die mechanischen und optischen Eigenschaften des Bauteils. Daher bieten manche Systeme die Möglichkeit verschiedener Scanstrategien oder Scanoptionen, die je nach Anwendung und gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden können. In diesem Artikel werden die grundlegenden Aspekte der Scanstrategie beim Laser Sintern vom Kunststoff, sowie die Double-Belichtungsfunktion aufgegriffen, mit dem Ziel den genauen Einfluss der Scanstrategie bzw. Scanoptionen auf die mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten zu ermitteln.

Charles Jencks und das Prinzip der Doppel-, Mehr- und Überkodierung

Der 1977 von dem amerikanischen Architekturhistoriker und -kritiker Charles Jencks vorgestellte Definitionsansatz zur postmodernen Architektur hat sich bis heute international etabliert. Kerngedanke ist, dass die Verwendung mehrerer Architektursprachen – sog. »Bedeutungskodes« – in einem postmodernen Gebäude dieses für den Benutzer oder Rezipienten kommunikationsfähig macht. Dieses Gestaltungsprinzip ist von Jencks als »Doppel-, Mehr- oder Überkodierung« bezeichnet worden. In der Entwicklung der postmodernen Architektur hat dieses Kodierungsprinzip aber weniger zu einer neuen Form der Kommunikation, als vielmehr zu einer Wahllosigkeit in der jeweiligen Anwendung unterschiedlicher Architektursprachen geführt.

Gibt es ein Europäisches Verwaltungsrecht?

Der Beitrag schildert an Beispielen aus der Rechtsprechung des Europäischen Gerichtshofs (EuGH), wie sich ausgehend von der Regel, dass jeder Mitgliedstaat das Gemeinschaftsrecht nach eigenem nationalstaatlichen Verwaltungsrecht vollzieht (sog. Vollzugskompetenz der Mitgliedstaaten) in den letzten Jahren gleichwohl Ansätze eines gemeinsamen Europäischen Verwaltungsrechts entwickelt haben. Hierbei werden zunächst die Wirkungsweisen des Effektivitätsgebotes und des Diskriminierungsverbotes erläutert, die als Grund legende Prinzipen dem nationalen Verwaltungsvollzug zugrunde liegen müssen. Daneben erläutert der Beitrag als weitere systematische Grundstrukturen, die für eine gleichmäßige Anwendung des Verwaltungsrechts in allen Mitgliedstaaten kennzeichnend sind, exemplarisch den Grundsatz der Verhältnismäßigkeit, den Grundsatz des Vertrauensschutzes und den Grundsatz der Rechtssicherheit. Im Fazit konstatiert der Verfasser eine durch den EuGH forcierte Rechtsfortbildung, die sich deutlich in Richtung auf ein sich ständig verdichtendes Europäisches Verwaltungsrecht weiterentwickelt.

E-Learning praktisch erlebbar machen

Dieser Projektbericht beschreibt eine Lehrveranstaltung, die den Studierenden in der Theorie genau das vermittelte, was sie direkt in der Praxis erfahren konnten: E-Learning. Die enge Koppelung von Wissensvermittlung und praktischer Umsetzung setzte auf ein ungewöhnliches Modell der Lernzeitorganisation. Von den Lernenden wie vom Lehrenden verlangte das Blended-Learning-Seminar die Bereitschaft, das übliche Selbstverständnis in Lehr-Lern-Kontexten an Hochschulen zu überdenken. Dieser Bericht stellt die inhaltliche und strukturelle Ausgangssituation dar, beschreibt die Organisation der Veranstaltung sowie die eingesetzten Methoden und Mittel und reflektiert die Lernerfolge.

Simulation der Logistik auf Erdbaustellen

Die Planung von Erdbaumaßnahmen stellt eine komplexe Aufgabe dar. Der Einsatz unterschiedlicher Maschinenkonfigurationen sowie alternativer Szenarien im Baustellenlayout (z.B. bezüglich der Transportrouten oder Zwischenlager) ist durchgängig zu prüfen und auszulegen. Falsche Entscheidungen können zu Verzögerungen oder einer unwirtschaftlichen Lösung führen und somit Projektdauer und -kosten beeinträchtigen. In der Praxis beruht dieser Planungsprozess auf dem Erfahrungswissen der Verantwortlichen, Tools zur Entscheidungsunterstützung in der Einsatzplanung von Aushub- und Transportgeräten werden entgegen der zentralen Bedeutung aber bislang nicht genutzt. Deshalb wurde im Rahmen des Forschungsverbundes „ForBAU – Virtuelle Baustelle“1 ein Lösungsweg erarbeitet, mit dem die Planung der Baustellenabläufe im Erdbau durch die Anwendung der ereignisorientierten Ablaufsimulation unterstützt werden kann. Hierzu wurden die Verfahren der Leistungsberechnung von Erdbaugeräten um statistische Komponenten ergänzt, für eine Anwendung in der Simulation adaptiert und in eine Bausteinbibliothek implementiert. Die Ermittlung der Transportzeiten basiert in der vorgestellten Lösung auf einem eigens entwickelten Algorithmus zur kinematischen Simulation der Fahrzeiten, welcher die Beschleunigungs- und Bremsvorgänge eines Fahrzeugs auf der Wegstrecke unter Berücksichtigung der Beladung nachbildet. Dipl.-Ing. Johannes Wimmer, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Willibald A. Günthner

Direkte generative Fertigung von Schmiedegesenken eröffnet neue Möglichkeiten

Umformwerkzeuge sind eine neue und bislang nicht erforschte Anwendung generativ gefertigter Werkzeuge. Der Vortrag präsentiert ein Fallbeispiel, bei dem ein typisches Schmiedeteil mit recht komplexer Geometrie erfolgreich unter Verwendung eines generativ gefertigten Schmiedegesenks hergestellt werden konnte. Die Marktanforderungen zur frühestmöglichen Verfügbarkeit echter Schmiedeteile werden dargestellt. Die gesamte Prozesskette von der 3D-CAD-Werkzeugkonstruktion über die Schmiedeprozesssimulation, das Laserstrahlschmelzen der Gesenkeinsätze und die Gesenkmontage bis hin zu den eigentlichen Schmiedeversuchen unter produktionsähnlichen Bedingungen wird dargestellt und mit konventioneller Schmiedegesenkkonstruktion und ‑fertigung verglichen. Die Vorteile und Besonderheiten der generativen Prozesskette werden herausgestellt. Die gefertigten Schmiedeteile werden hinsichtlich Formfüllung, Maßhaltigkeit und Gefüge mit konventionell geschmiedeten Teilen verglichen. Die Lieferzeit der generativ gefertigten Schmiedegesenke wird der von konventionell hergestellten gegenübergestellt, ebenso die Kosten, um die Vorteile des Einsatzes generativer Fertigung herauszustellen. Es werden Randbedingungen beschrieben, unter denen die generative Fertigung von Schmiedegesenken technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.

MultiStaR

Multivariate Methoden stellen ein wesentliches Instrumentarium zur Datenanalyse in der Ökologie dar. Sie werden in der Ökologie häufig eingesetzt und sind seit langem Gegenstand der Lehre in der Abteilung Geobotanik der Universität Freiburg. In den letzten Jahren wurde als Werkzeug das Programm R eingeführt. R ist ein frei verfügbares, kommandozeilenorientiertes Statistikprogramm, das für eine Reihe von Betriebssystemen angeboten wird (R-Development Core-Team 2007). Das Programm befindet sich in rascher Entwicklung (derzeit Version 2.10) und wird zunehmend auch von Ökologen eingesetzt. Bislang existiert kein deutschsprachiges Lehrbuch zur Anwendung multivariater Methoden mit R. Mit MultiStaR wird versucht, diese Lücke zu schließen und den Studierenden Lernmaterialien an die Hand zu geben, die Übungen mit dem eigentlichen Analysewerkzeug mit einschließen.

E-Learning-Webseite als facettenreiches Werkzeug in Forschung und Lehre

Im Rahmen des blended learning kann eine E-Learning-Webseite als Begleitmaterial einer Lehrveranstaltung eingesetzt werden oder Studierende zur aktiven Teilnahme an der Erstellung der Webseiteninhalte anregen. Darüber hinaus eignet sich eine solche Webseite als Plattform zur E-Learning-Forschung. Auch empirische Studien können dort eingebettet werden. Eine weitere wissenschaftliche Anwendung bietet die Analyse des Nutzerverhaltens, mit der sich aktuelle Forschungsergebnisse zum Lernen mit Hypermedien überprüfen lassen. Wir beschreiben eine solche, vielseitig einsetzbare Webseite, die eine Verknüpfung von universitärer Lehre und Forschung ermöglicht und als Anregung für ähnliche Projekte dienen kann. Erste Erfahrungen werden dabei berichtet und ausgewählte Empfehlungen für Dozierende und Forscher abgeleitet.

Zu welchem Preis können Versicherer "ineffektive" Risikomanagementinstrumente anbieten? - Zur Analyse der Effizienz von Wetterderivaten -

Seit Mitte der 1990er Jahre werden „Wetterderivate“ als neues Instrument zum Management wetterbedingter Mengenrisiken diskutiert. Im Gegensatz zu schadensbezogenen Versicherungen erfolgt der Hedge bei Wetterderivaten durch an Wetterindizes (Niederschlagssummen, Temperatursummen etc.) gekoppelte Zahlungen, die an einer festgelegten Referenzwetterstation gemessen werden. Im vorliegenden Beitrag wird ein Risk-Programming Ansatz vorgestellt, mit dem die Zahlungsbereitschaft landwirtschaftlicher Unternehmen für Risikomanagementinstrumente im Allgemeinen und Wetterderivate im Speziellen bestimmt werden kann. Dabei wird sowohl das betriebspezifische Risikoreduzierungspotenzial des betrachteten Instruments als auch die individuelle Risikoakzeptanz des Entscheiders berücksichtigt. Die exemplarische Anwendung des Ansatzes auf ein Brandenburger Landwirtschaftsunternehmen zeigt, dass selbst für einen standardisierten Optionskontrakt, der sich auf die an der Wetterstation Berlin-Tempelhof gemessenen Niederschläge bezieht, eine relevante Zahlungsbereitschaft seitens des Landwirts besteht. Diese Zahlungsbereitschaft ist so hoch, dass der Anbieter sogar einen Aufpreis verlangen könnte, der über dem traditioneller Versicherungen liegt. Angesichts der gegenüber schadensbezogenen Versicherungen deutlich geringeren Transaktionskosten deutet dies auf ein erhebliches Handelspotenzial für Wetterderivate hin.

Intelligente Werkzeugtechnik - Harmonisieren der Temperatureinflüsse

Der Schlüssel zu Produktivität und Qualität in zahlreichen abformenden Prozessen ist eine optimale Temperierung, die bedingt, dass die Kühl- und Heißkanäle der Oberfläche angepasst sind. Eine Hauptrolle um Durchlaufzeiten und Werkzeugkosten zu senken und die Qualität zu steigern spielt die wirtschaftliche Erwärmung und Kühlung der Teile. Konventionelle Arten der Temperierung können diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit zwei neuen Prozesskombinationen: a) Intelligente Werkzeugtechnik mit erfolgreicher industrieller Anwendung, hauptsächlich für Spritz- und Druckgusswerkzeuge. b) Neue Prozessketten für Formen mit geöffnetem Formstück oder RTM (englisch: Resin Transfer Moulding) mit Verwendung der inkrementellen Blechumformung.

Wearable Computing und RFID in Produktion und Logistik – Ansätze zur bereichsübergreifenden Nutzung digitaler Informationen

Die voranschreitende Entwicklung von Konzepten und Systemen zur Nutzung digitaler Informationen im industriellen Umfeld eröffnet verschiedenste Möglichkeiten zur Optimierung der Informationsverarbeitung und damit der Prozesseffektivität und -effizienz. Werden die relevanten Daten zu Produkten oder Prozessen jedoch lediglich in digitaler Form zur Verfügung gestellt, fällt ein Eingriff des Menschen in die virtuelle Welt immer schwerer. Auf Grundlage dessen wird am Beispiel der RFIDTechnologie dargestellt, inwiefern digitale Informationen durch die Verwendung von in den Arbeitsablauf integrierten Systemen für den Menschen nutzbar werden. Durch die Entwicklung eines Systems zur papierlosen Produktion und Logistik werden exemplarisch Einsatzszenarien zur Unterstützung des Mitarbeiters in Montageprozessen sowie zur Vermeidung von Fehlern in der Kommissionierung aufgezeigt. Dazu findet neben einer am Kopf getragenen Datenbrille zur Visualisierung der Informationen ein mobiles RFID-Lesegerät Anwendung, mit Hilfe dessen die digitalen Transponderdaten ohne zusätzlichen Aufwand für den Anwender genutzt werden können.

Das Thema „Energie“ in der wissenschaftlichen Zukunftsforschung

Der Umbau der durch den Einsatz fossiler Energieträger dominierten Energiesysteme steht weit oben auf der politischen Agenda. Angesichts des fortschreitenden Klimawandels, der Ressourcenverknappung und des ökonomischen Aufholens der Schwellen- und Entwicklungsländer wird diese Frage immer dringlicher. Zahlreiche politische, gesellschaftliche, ökonomische und ökologische Herausforderungen sind mit diesem Umbau verbunden. Angesichts der Langlebigkeit der heute gebauten Infrastrukturen ergibt sich hieraus ein zentrales Feld für die wissenschaftliche Zukunftsforschung. Der Einsatz von Energieszenarios ist über Jahre erprobt und trotz zahlreicher methodischer und inhaltlicher Unsicherheiten bei der Erarbeitung der Szenariostudien bleiben sie unersetzlich – sofern sie wissenschaftliche Standards hinsichtlich der Wertneutralität und Überprüfbarkeit erfüllen. Auch in der geographischen Forschung findet sich das Thema „Energie“ wieder verstärkt auf der Agenda. Bereits vor dem Hintergrund der Ölpreiskrisen in den 1970er-Jahren setzten sich Geographinnen und Geographen mit Energiethemen auseinander – angesichts des anstehenden Umbaus der Energiesysteme wird auch wieder die Frage aktuell, inwiefern sich die Transformation des Energiesystems und die Raumstruktur gegenseitig beeinflussen. Dabei werden nicht nur inhaltliche Fragen aufgeworfen, vielmehr ist auch zu klären, wie sich das Thema „Energie“ in die etablierten geographischen Forschungsdisziplinen von der Klimageographie über die Wirtschafts- und Bevölkerungsgeographie bis hin zur Siedlungsgeographie eingliedern lässt. Die Ausführungen im vorliegenden Artikel gehen noch einen Schritt weiter und werfen die Frage auf, inwiefern sich durch die Verbindung geographischer Forschung und Energiethemen auch ein neues methodisches Experimentierfeld auftut. Konkret wird aufgezeigt, dass die Geographie verstärkt den Blick in die Zukunft wagen und sich von der Analyse rezenter Strukturen lösen sollte. Die Frage der zukünftigen Raumstrukturen angesichts des Umbaus der Energiesysteme ist von zentraler Bedeutung, unter Anwendung von Methoden der wissenschaftlichen Zukunftsforschung muss die Geographie hier antworten liefern.

Rechnergestützte Planung von Distributionszentren durch Einsatz der Graphentheorie

Obwohl Distributionszentren (DZ) zentrale Kernelemente von Lieferketten darstellen, lässt sich gegenwärtig keine strukturierte Methodik finden, um diese objektiv, systematisch und insbesondere ganzheitlich über alle Funktionsbereiche hinweg – vom Wareneingang über die Kommissionierung bis zum Warenausgang – zu planen. Der vorliegende Artikel befasst sich mit dieser wissenschaftlichen Lücke und beschreibt wie mit Hilfe von analytisch modellierten Standardmodulen innerhalb der verschiedenen Funktionsbereiche eines DZ durch Anwendung eines graphentheoretischen Ansatzes funktionsbereichsübergreifende Varianten von DZ generiert werden können. Zur automatisierten Ermittlung der optimalen Standardmodulkombination bzw. der optimalen DZ-Variante werden modifizierte Algorithmen zur Findung der kürzesten Wege innerhalb eines Graphen angewendet.