Smart Foundry - Informationstechnische Unterstützung der Planung, Konstruktion und Fertigung von Formen für den Metallguss

Die Europäische Gießereiindustrie besteht zu einem großen Teil aus Klein- und Mittelständischen Unternehmen, die in Summe einen bedeutenden Anteil der produzierenden Industrie Europas bilden. Traditionell sind diese Unternehmen lediglich in einem geringen Umfang an Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten beteiligt, was vielerorts den Einsatz veralteter Technologie und der damit verbundenen Prozesse zur Folge hat.

Onlinestudie: Wissenschaftliches Arbeiten im Web 2.0

Das Web 2.0 eröffnet Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern neue Möglichkeiten mit Wissen und Informationen umzugehen: Das Recherchieren von Informationen und Quellen, der Austausch von Wissen mit anderen, das Verwalten von Ressourcen und das Erstellen von eigenen Inhalten im Web ist einfach und kostengünstig möglich. Dieser Artikel thematisiert die Bedeutung des Web 2.0 für den Umgang mit Wissen und Informationen und zeigt auf, wie durch die Kooperation vieler Einzelner das Schaffen von neuem Wissen und von Innovationen möglich wird. Diskutiert werden der Einfluss des Web 2.0 auf die Wissenschaft und mögliche Vor- und Nachteile der Nutzung. Außerdem wird ein kurzer Überblick über Studien gegeben, die die Nutzung des Web 2.0 in der Gesamtbevölkerung untersuchen. Im empirischen Teil des Artikels werden Methode und Ergebnisse der Befragungsstudie „Wissenschaftliches Arbeiten im Web 2.0“ vorgestellt. Befragt wurden Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler in Deutschland zur Nutzung des Web 2.0 für die eigene wissenschaftliche Arbeit. Dabei zeigt sich, dass insbesondere die Wikipedia von einem Großteil der Befragten intensiv bis sehr intensiv für den Einstieg in die Recherche verwendet wird. Die aktive Nutzung des Web 2.0, z.B. durch das Schreiben eines eigenen Blogs oder dem Mitarbeiten bei der Online-Enzyklopädie Wikipedia ist bis jetzt noch gering. Viele Dienste sind unbekannt oder werden eher skeptisch beurteilt, der lokale Desktopcomputer wurde noch nicht vom Web als zentraler Speicherort abgelöst.

Produktvorstellung „scholarz.net“

Eine neue Forschungs-Plattform bietet erstmals eine Kombination aus privatem Daten- und Literaturmanagement mit sozialen Werkzeugen wie Wikis, Projektmanagement und Netzwerk. „scholarz.net“ überträgt die Erfolgsprinzipien des Web 2.0 auf die Forschung und macht die neuen technischen Möglichkeiten für die Wissenschaft fruchtbar.

Auslegung, Konstruktion und Fertigung von strömungsmechanischen Funktionsprototypen mittels Rapid Manufacturing

Bei der Fertigung von Funktionsbauteilen für Strömungsversuche spielt das Design und die Komplexität der Bauteilgeometrie eine wesentliche Rolle. Ziel der interdisziplinären Zusammenarbeit der Lehrstühle Strömungsmaschinen, Rechnereinsatz in der Konstruktion und Fertigungstechnik mit dem Rapid Technology Center (RTC) an der Universität Duisburg-Essen ist es, das Potenzial der additiven Fertigungsverfahren bei der Herstellung von Funktionsprototypen für strömungsmechanische Anwendungen effektiv zu nutzen. An verschiedenen, auf dieser Kooperation beruhenden, Best Practise Beispielen wird gezeigt wie das Laser-Sintern in die Prozesskette zur Herstellung von Laufrädern u. Ä. in unterschiedlichen Größenordnungen integriert werden kann. In diesem Zusammenhang werden auch die Vorüberlegungen (z. B. durch Simulation), Wechselwirkungen und Folgeprozesse, die mit dieser Fertigungstechnologie verbunden sind, aufgezeigt.

Auslegung, Konstruktion und Fertigung von strömungsmechanischen Funktionsprototypen mittels Rapid Manufacturing

Bei der Fertigung von Funktionsbauteilen für Strömungsversuche spielt das Design und die Komplexität der Bauteilgeometrie eine wesentliche Rolle. Ziel der interdisziplinären Zusammenarbeit der Lehrstühle Strömungsmaschinen, Rechnereinsatz in der Konstruktion und Fertigungstechnik mit dem Rapid Technology Center (RTC) an der Universität Duisburg-Essen ist es, das Potenzial der additiven Fertigungsverfahren bei der Herstellung von Funktionsprototypen für strömungsmechanische Anwendungen effektiv zu nutzen. An verschiedenen, auf dieser Kooperation beruhenden, Best Practise Beispielen wird gezeigt wie das Laser-Sintern in die Prozesskette zur Herstellung von Laufrädern u. Ä. in unterschiedlichen Größenordnungen integriert werden kann. In diesem Zusammenhang werden auch die Vorüberlegungen (z. B. durch Simulation), Wechselwirkungen und Folgeprozesse, die mit dieser Fertigungstechnologie verbunden sind, aufgezeigt.

Agentenbasiertes Planungsmodell für die Grobplanung von Kommissioniersystemen

Rechnergestützte Modellansätze, die Logistiksysteme gestalten und generieren, sind eine hochkomplexe Aufgabenstellung. Die bisher in der Praxis existierenden Planungs- und Steuerungsmodelle für Intralogistiksysteme weisen für die aktuellen und zukünftigen Anforderungen wie der Komplexitätsbewältigung, Reaktionsschnelligkeit und Anpassungsfähigkeit Schwachstellen auf. – Ein innovativer Ansatz, diesen Ansprüchen gerecht zu werden, stellen Multiagentensysteme dar. Mit ihrem dezentralen und modularen Charakter sind sie für ein komplexes Problem mit einem geringen Grad an Strukturiertheit geeignet. Außerdem ermöglichen diese computergestützten intelligenten Systeme den Anwendern eine einfache und aufwandsarme Handhabung.

Not for Designers: On the Inadequacies of EU Design Law and How to Fix It

Design rights represent an interesting example of how the EU legislature has successfully regulated an otherwise heterogeneous field of law. Yet this type of protection is not for all. The tools created by EU intervention have been drafted paying much more attention to the industry sector rather than to designers themselves. In particular, modern, digitally based, individual or small-sized, 3D printing, open designers and their needs are largely neglected by such legislation. There is obviously nothing wrong in drafting legal tools around the needs of an industrial sector with an important role in the EU economy, on the contrary, this is a legitimate and good decision of industrial policy. However, good legislation should be fair, balanced, and (technologically) neutral in order to offer suitable solutions to all the players in the market, and all the citizens in the society, without discriminating the smallest or the newest: the cost would be to stifle innovation. The use of printing machinery to manufacture physical objects created digitally thanks to computer programs such as Computer-Aided Design (CAD) software has been in place for quite a few years, and it is actually the standard in many industrial fields, from aeronautics to home furniture. The change in recent years that has the potential to be a paradigm-shifting factor is a combination between the opularization of such technologies (price, size, usability, quality) and the diffusion of a culture based on access to and reuse of knowledge. We will call this blend Open Design. It is probably still too early, however, to say whether 3D printing will be used in the future to refer to a major event in human history, or instead will be relegated to a lonely Wikipedia entry similarly to ³Betamax² (copyright scholars are familiar with it for other reasons). It is not too early, however, to develop a legal analysis that will hopefully contribute to clarifying the major issues found in current EU design law structure, why many modern open designers will probably find better protection in copyright, and whether they can successfully rely on open licenses to achieve their goals. With regard to the latter point, we will use Creative Commons (CC) licenses to test our hypothesis due to their unique characteristic to be modular, i.e. to have different license elements (clauses) that licensors can choose in order to adapt the license to their own needs.”

Generisches Framework Studi-App

Mit der Idee eines generischen, an vielfältige Hochschulanforderungen anpassbaren Studierenden-App-Frameworks haben sich innerhalb des Arbeitskreises Web der ZKI ca. 30 Hochschulen zu einem Entwicklungsverbund zusammengefunden. Ziel ist es, an den beteiligten Einrichtungen eine umfassende Zusammenstellung aller elektronischen Studienservices zu evaluieren, übergreifende Daten- und Metadatenmodelle für die Beschreibung dieser Dienste zu erstellen und Schnittstellen zu den gängigen Campusmanagementsystemen sowie zu Infrastrukturen der elektronischen Lehre (LMS, Druckdienste, elektronischen Katalogen usw.) zu entwickeln. In einem abschließenden Schritt werden auf dieser Middleware aufsetzende Studienmanagement-Apps für Studierende erstellt, die die verschiedenen Daten- und Kommunikationsströme der standardisierten Dienste und Kommunikationskanäle bündeln und in eine für den Studierenden leicht zu durchschauende, navigationsfreundliche Aufbereitung kanalisiert. Mit der Konzeption eines dezentralen, über eine Vielzahl von Hochschulen verteilten Entwicklungsprojektes unter einer zentralen Projektleitung wird sichergestellt, dass redundante Entwicklungen vermieden, bundesweit standardisierte Serviceangebote angeboten und Wissenstransferprozesse zwischen einer Vielzahl von Hochschulen zur Nutzung mobiler Devices (Smartphones, Tablets und entsprechende Apps) angeregt werden können. Die Unterstützung der Realisierung klarer Schnittstellenspezifikationen zu Campusmanagementsystemen durch deren Anbieter kann durch diese breite Interessensgemeinschaft ebenfalls gestärkt werden. Weiterhin zentraler Planungsinhalt ist ein Angebot für den App-Nutzer zum Aufbau eines datenschutzrechtlich integeren, persönlichen E-Portfolios. Details finden sich im Kapitel Projektziele weiter unten.

Rechnergestützte Analyse von mehrfach eingescherten Seiltrieben

Die Bestimmung der Anzahl der Biegewechsel von laufenden Drahtseilen ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Betriebsdaueranalyse von Seiltrieben. Auf Seilabschnitte, die während der Betriebszeit die meisten Biegewechsel erfahren, sollte bei einer Seilprüfung besonderes Augenmerk gelegt werden. Gerade bei mehrfacher Einscherung ist jedoch nicht immer von vorn herein ersichtlich, um welche Seilabschnitte es sich dabei handelt. Auf der Basis der Geometrie des mehrfach eingescherten Seiltriebs wird ein rechnergestütztes Analyseverfahren zur Ermittlung der Anzahl der Biegewechsel entlang des Drahtseils bei einem Arbeitsspiel vorgestellt.

Mathe-Üben in Studium und Abitur

Fehlende Grundkenntnisse in der Mathematik zählen zu den größten Hindernissen für einen erfolgreichen Start in ein Hochschulstudium. Studienanfänger in einem MINT-Studium bringen inzwischen deutlich unterschiedliche Vorrausetzungen mit: „Mathe-Angst“ gilt als typisches Phänomen und der Übergang in ein selbstbestimmtes Lernverhalten stellt eine große Herausforderung dar. Diese Fall-Studie beschreibt, wie mit Hilfe einer Mathe-App bereits zu Beginn des Studiums aktives Lernen unterstützt und selbstbestimmtes Lernen eingeübt werden kann. Das neue Kurskonzept mit App-Unterstützung stößt an der Hochschule Offenburg auf breite Akzeptanz. Der mobile BYOD-Ansatz ermöglicht Lern-Szenarien, die über PC- bzw.- Laptop-gebundene eLearning-Lösungen nicht realisierbar sind. Der Inhalt des MassMatics-Vorbereitungskurs orientiert sich am Mindestanforderungskatalog des cosh-Arbeitskreises für den Übergang Schule-Hochschule. In der Zwischenzeit wurde der App-gestützte Kurs mit seinen über 500 Aufgaben von mehr als 1000 Studierenden besucht.

Building an Academic Cloud for 500,000 Users

Under the brand name “sciebo – the Campuscloud” (derived from “science box”) a consortium of more than 20 research and applied science universities started a large scale cloud service for about 500,000 students and researchers in North Rhine-Westphalia, Germany’s most populous state. Starting with the much anticipated data privacy compliant sync & share functionality, sciebo offers the potential to become a more general cloud platform for collaboration and research data management which will be actively pursued in upcoming scientific and infrastructural projects. This project report describes the formation of the venture, its targets and the technical and the legal solution as well as the current status and the next steps.

Rahmenwerk für zielgruppenorientiertes Blended E-Learning im MINT-Bereich im Kontext des Lebenslangen Lernens

Das heutige Leben der Menschen ist vom Internet durchdrungen, kaum etwas ist nicht „vernetzt“ oder „elektronisch verfügbar“. Die Welt befindet sich im Wandel, die „Informationsgesellschaft“ konsumiert in Echtzeit Informationen auf mobilen Endgeräten, unabhängig von Zeit und Ort. Dies gilt teilweise auch für den Aus- und Weiterbildungssektor: Unter „E-Learning“ versteht man die elektronische Unterstützung des Lernens. Gelernt wird „online“; Inhalte sind digital verfügbar. Zudem hat sich die Lebenssituation der sogenannten „Digital Natives“, der jungen Individuen in der Informationsgesellschaft, verändert. Sie fordern zeitlich und räumlich flexible Ausbildungssysteme, erwarten von Bildungsinstitutionen umfassende digitale Verfügbarkeit von Informationen und möchten ihr Leben nicht mehr Lehr- und Zeitplänen unterordnen – das Lernen soll zum eigenen Leben passen, lebensbegleitend stattfinden. Neue „Lernszenarien“, z.B. für alleinerziehende Teilzeitstudierende oder Berufstätige, sollen problemlos möglich werden. Dies soll ein von der europäischen Union erarbeitetes Paradigma leisten, das unter dem Terminus „Lebenslanges Lernen“ zusammengefasst ist. Sowohl E-Learning, als auch Lebenslanges Lernen gewinnen an Bedeutung, denn die (deutsche) Wirtschaft thematisiert den „Fachkräftemangel“. Die Nachfrage nach speziell ausgebildeten Ingenieuren im MINT-Bereich soll schnellstmöglich befriedigt, die „Mitarbeiterlücke“ geschlossen werden, um so weiterhin das Wachstum und den Wohlstand zu sichern. Spezielle E-Learning-Lösungen für den MINT-Bereich haben das Potential, eine schnelle sowie flexible Aus- und Weiterbildung für Ingenieure zu bieten, in der Fachwissen bezogen auf konkrete Anforderungen der Industrie vermittelt wird. Momentan gibt es solche Systeme allerdings noch nicht. Wie sehen die Anforderungen im MINT-Bereich an eine solche E-Learning-Anwendung aus? Sie muss neben neuen Technologien vor allem den funktionalen Anforderungen des MINTBereichs, den verschiedenen Zielgruppen (wie z.B. Bildungsinstitutionen, Lerner oder „Digital Natives“, Industrie) und dem Paradigma des Lebenslangen Lernens gerecht werden, d.h. technische und konzeptuelle Anforderungen zusammenführen. Vor diesem Hintergrund legt die vorliegende Arbeit ein Rahmenwerk für die Erstellung einer solchen Lösung vor. Die praktischen Ergebnisse beruhen auf dem Blended E-Learning-System des Projekts „Technische Informatik Online“ (VHN-TIO).

Light curing through glass ceramics with a second- and a third-generation LED curing unit: effect of curing mode on the degree of conversion of dual-curing resin cements

Objectives The aim of this study was to measure the degree of conversion (DC) of five dual-curing resin cements after different curing modes with a second- and a third-generation light-emitting diode (LED) curing unit. Additionally, irradiance of both light curing units was measured at increasing distances and through discs of two glass ceramics for computer-aided design/manufacturing (CAD/CAM). Materials and methods Irradiance and spectra of the Elipar FreeLight 2 (Standard Mode (SM)) and of the VALO light curing unit (High Power Mode (HPM) and Xtra Power Mode (XPM)) were measured with a MARC radiometer. Irradiance was measured at increasing distances (control) and through discs (1.5 to 6 mm thickness) of IPS Empress CAD and IPS e.max CAD. DC of Panavia F2.0, RelyX Unicem 2 Automix, SpeedCEM, BisCem, and BeautiCem SA was measured with an attenuated total reflectance–Fourier transform infrared spectrometer when self-cured (negative control) or light cured in SM for 40 s, HPM for 32 s, or XPM for 18 s. Light curing was performed directly (positive control) or through discs of either 1.5- or 3-mm thickness of IPS Empress CAD or IPS e.max CAD. DC was analysed with Kruskal–Wallis tests followed by pairwise Wilcoxon rank sum tests (α = 0.05). Results Maximum irradiances were 1,545 mW/cm2 (SM), 2,179 mW/cm2 (HPM), and 4,156 mW/cm2 (XPM), and all irradiances decreased by >80 % through discs of 1.5 mm, ≥95 % through 3 mm, and up to >99 % through 6 mm. Generally, self-curing resulted in the lowest DC. For some cements, direct light curing did not result in higher DC compared to when light cured through ceramic discs. For other cements, light curing through ceramic discs of 3 mm generally reduced DC. Conclusions Light curing was favourable for dual-curing cements. Some cements were more susceptible to variations in curing mode than others. Clinical relevance When light curing a given cement, the higher irradiances of the third-generation LED curing unit resulted in similar DC compared to the second-generation one, though at shorter light curing times.