Robert Kaiser - Messung und statistische Auswertung von Fertigungstoleranzen bei der Vliesherstellung

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Magnetabscheidung feinster Eisenpartikel aus lösemittelhaltigen Suspensionen. Dabei soll der Eisenanteil von anfänglich etwa vier Prozent der Trockenmasse auf unter 0,2 Prozent reduziert werden. Vorversuche zeigten, dass hierfür das Prinzip der Magnetrostabscheidung geeignet ist. Hier konnte der Eisenanteil auf etwa 0,1 Prozent der Trockenmasse reduziert werden, bei einem Fehlaustrag unter 5 Prozent. In einem weiteren Schritt wurde ein Verfahren entwickelt, welches die Magnetrostabscheidung im technischen Maßstab ermöglicht. Da das eingesetzte Lösemittel in der Suspension eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden kann, wurden notwendige Explosionsschutzmaßnahmen ergriffen. Bei dem Verfahren wird das Aufgabegut durch die Stellungen von Ventilen wechselweise in zwei Magnetabrostabscheider geleitet, während in dem jeweils anderen Magnetabscheider die Abreinigung der Eisenfraktion erfolgt. Die Magnetstäbe, aus denen sich ein Magnetrost aufbaut, sind nur für einen Magnetrostabscheider dimensioniert. Sie werden durch hydraulische Zylinder in den Magnetrostabscheider geschoben, in dem eine Separation stattfinden soll. Der so ausgearbeitete Verfahrensvorschlag ermöglicht es, das Eisen aus einem Massenstrom (Trockenmasse) von 500 kg⁄h durch eine quasi-kontinuierliche Magnetabscheidung zu separieren.

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Vorliegende Arbeit befasst sich mit der Aufbereitung eines industriellen Abfalls, der bei der Herstellung von Wafern anfällt. Die so bezeichneten dünnen Scheiben aus Reinstsilizium werden auf speziellen Drahtsägen gewonnen. Der eigentliche Schneidvorgang wird dabei von einer Suspension bewirkt, welche auf den schnell umlaufenden Stahldraht gesprüht wird. Diese Suspension, genannt Slurry, besteht aus einem Kühlschmierstoff und einem darin dispergierten Schneidkorn aus Siliziumkarbid (SiC). Durch zunehmende Verunreinigung mit Abrieb an Silizium und Eisen während des Sägevorgangs wird sie schließlich unbrauchbar und muss entsorgt werden, obwohl das Schneidkorn noch nicht verbraucht ist.
Mit Hilfe des Fraunhofer Klassierverfahrens ist es möglich dieses Schneidkorn zurück zu gewinnen. Durch Verdünnung mit einem Lösemittel wird es den SiC- Partikeln ermöglicht, aus einem zunächst stabilen Zustand zu sedimentieren. Für Slurries auf Ölbasis ist dieses Verfahren bereits ausgelegt und optimiert worden. Diese Arbeit erbringt den Nachweis, dass das Verfahren auch auf glykolbasierte Slurries anwendbar ist, und legt dafür die grundlegenden Prozessparameter fest. Durch einen Acetonanteil von 50 Prozent werden in einer 3-stufigen Batch-Kaskade mindestens 90 Prozent des Schneidkorns in einer Reinheit von mehr als 99 Prozent zurück gewonnen.

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Ziel dieser Arbeit ist es die Güte des Fertigungsprozesses der neuen aerodynamischen Vliesanlage der Suroflex GmbH zu beurteilt. Dazu gehört die Untersuchung, ob die Produktion unter statistisch beherrschten Bedingungen abläuft und welche Toleranzen eingehalten werden können. Hierzu wurden Flächengewichte und Dicken jeweils einer größeren Probenmenge von mehreren Vlieschargen ermittelt und statistisch ausgewertet. Es stellt sich heraus, dass die Messewerte der verschiedenen Produktionschargen normalverteilt sind und bei gleichen Anlageneinstellungen, bezüglich Lage und Streuung, gleichmäßige Ergebnisse erzielt werden. Dies zeigt, dass das Vlies unter beherrschten Bedingungen produziert werden kann. Die Toleranzgrenzen werden dabei allerdings noch in Einzelfällen überschritten.

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Strengere Gesetzgebung und zunehmende Kosten, die für die Beseitigung von Umweltschäden anfallen, führen dazu, dass neue Aspekte bei der Produktentwicklung berücksichtigt werden müssen. So wird beispielsweise ein demontage- und recyclingorientiertes Design immer wichtiger.
In dieser Diplomarbeit werden zwei Standardtastaturen der Hersteller Cherry und Logitech miteinander bezüglich ihrer recyclinggerechten Produktgestaltung verglichen. Für die Tastatur der Firma Cherry wird zusätzlich untersucht, ob sie die Regelungen der beiden neuen europäischen Richtlinien (WEEE, RoHS) erfüllt.
Es stellt sich heraus, dass bei beiden Tastaturen die Regeln für eine recyclinggerechte Produktgestaltung in etwa gleich umgesetzt sind. Dennoch können beide Tastaturen verbessert werden. Die in der WEEE-Richtlinie vorgeschriebenen Recyclingquoten werden von der Tastatur erfüllt. Die meisten Bauteile der Tastatur enthalten keine nach RoHS verbotenen Stoffe. Bei den Kabeln und den damit verbunden Kabelschuhen lässt sich jedoch ein Bleigehalt nicht sicher ausschließen. Die bleihaltigen Lötverbindungen (Solarzelle, Leiterplatte) müssen auf jeden Fall ersetzt werden.

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In der Keramik und Ziegelindustrie werden für die trockene Rauchgasreinigung Schüttschichtfilter mit Kalkstein als Adsorptionsmittel für saure Schadgase eingesetzt. Der anfallende Abfall besteht überwiegend aus Kalksteinkörnern, die an der Oberfläche teilweise Reaktionsprodukte der sauren Schadgase aufweisen. In dieser Diplomarbeit wurde insbesondere die oberflächennahen Gefügeveränderungen von Kalkstein mittels licht- und rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen sowie elementanalytischer Methoden und Mikrohärteprüfungen untersucht. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde das mechanische Kalksteinaufbereitungssystem der Firma R. Ohlmann GmbH hinsichtlich seiner Eignung zur selektiven Entfernung der Reaktionsprodukte von der Oberfläche bewertet und optimiert. Zwar konnte eine Effektivitätssteigerung erreicht werden, jedoch sind Verfahrenstechniken, die vornehmlich auf einer abrasiven Entfernung der Reaktionsprodukte beruhen, zu bevorzugen.

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Die vorliegende Diplomarbeit befaßt sich mit dem Gebiet der biogenen Hydrauliköle und Kühl-⁄Schmierstoffe als möglicher Ersatz für die mineralischen Schmierstoffe am Standort Haselmühl der Grammer AG.Die Arbeit stellt die derzeitig verfügbaren umweltfreundlichen Alternativen für mineralölbasierte Schmierstoffe dar und gibt Hinweise zur Auswahl der geeigneten Hersteller und der einsetzbaren Produkte. Des weiteren werden die ausgewählten Produkte zusammen mit den Maschinen- bzw. Schmierstoffherstellern auf die technische Eignung hin überprüft, wobei sich die Leistungsfähigkeit der biogenen Stoffe bestätigt. Weiterhin werden die Vorteile herausgestellt, die biogene Fluide gegenüber den mineralischen Produkten aufweisen. Dies wird unterlegt durch einen ökologischen und ökonomischen Vergleich mit einem erreichbaren verbesserten Soll-Zustand bei Einsatz dieser Schmierstoffe. Auch die derzeitige Möglichkeit einer staatlichen Förderung trägt zur positiven Schlußfolgerung dieser Diplomarbeit bei: Ein Ersatz mineralischer Schmierstoffe durch biogene Fluide ist ökonomisch sowie ökologisch sinnvoll.

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Für das Bodenreinigungszentrum Schrobenhausen war ein Betriebshandbuch zu erstellen. Es soll dem Personal alle Informationen geben, um die Anlage im Normalbetrieb zu betreiben und bei Störungen aller Art und Notfällen richtig zu reagieren. Der umfassenden Dokumentation aller Vorgänge und Tätigkeiten auf dem Betriebsgelände kommt große Bedeutung zu.Es wurde ein Betriebshandbuch entwickelt, das sämtlichen rechtlichen Anforderungen genügt. Ein modularer Aufbau wurde gewählt, der es ermöglicht, Informationen hinzuzufügen oder zu entfernen, ohne die Struktur des Handbuchs zu beeinflussen. Jedes Kapitel behandelt gezielt einen Themenblock mit Querverweisen zu anderen relevanten Kapiteln.

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse von bestehenden Abfallmanagementsystemen. Unter Einbeziehung eines externen Dienstleistungsunternehmens, die Sonderabfallentsorgung Bayern GmbH (GSB), wurde das Abfallmanagementsystem des Siemens Transformatorenwerks in Nürnberg (TWN) analysiert. Die Beurteilung erfolgte durch das in dieser Arbeit dargestellte Analysekonzept. Das Konzept ist allgemeingültig entworfen. So soll die Übertragbarkeit auf andere Industriestandorte gewährleistet werden. Eine umfassende Ausfüllanleitung unterstützt den Anwender bei der Einarbeitung in die Thematik und gibt Hinweise auf mögliche Verbesserungspotenziale.
Die im TWN aufgedeckten Verbesserungspotenziale werden anschließend ausführlich dargestellt und beschrieben.
Anhand der Erkenntnisse aus der Ist-Analyse wurde ein allgemeingültiger Schnittstellenkatalog bezüglich möglicher Dienstleistungen im Bereich innerbetrieblicher Abfallmanagementsysteme entworfen und ein Dienstleistungsangebot der GSB für die Übernahme des Abfallmanagements im TWN erstellt.
Außerdem sind in der vorliegenden Arbeit Abfallkennzahlen dargestellt die es ermöglichen sollen, Veränderungen nach Umsetzung der aufgedeckten Verbesserungspotenziale mess- und nachvollziehbar zu machen.
Die Beurteilung der Übertragbarkeit der Inhalte der Diplomarbeit auf weitere Siemensstandorte schließt die Arbeit ab.

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