Titel:
Titel:
Verbesserung der Temperaturstabilität mithilfe von additiv gefertigten Bauteilen
Autoren:
Autoren:
Pauling, Judy, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Fachbereich 5.5, Wissenschaftlicher Gerätebau
Beitragende:
Beitragende:
HostingInstitution: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), ISNI: 0000 0001 2186 1887
Seiten:
Seiten:
135
Sprachen:
Sprachen:
en
DOI:
DOI:
10.7795/110.20260330
Art der Ressource:
Art der Ressource:
PTB: Dissertation, DINI: DoctoralThesis, DataCite: Dissertation
Verlag:
Verlag:
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Erscheinungsjahr:
Erscheinungsjahr:
2026
Dissertationsvermerk:
Dissertationsvermerk:
DoctoralThesis, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Braunschweig
Schriftenreihe:
Schriftenreihe:
PTB-Bericht ; Diss-28
Rechte:
Rechte:
Download for personal/private use only, if your national copyright law allows this kind of use.
Beziehungen:
Beziehungen:
IsPartOf: ISSN 2941-1297
IsIdenticalTo: ISBN 978-3-944659-60-2
Datumsangaben:
Datumsangaben:
Verfügbar: 2026-04-22
Erstellt: 2026-03
Angenommen: 2025-11-17
Datei:
Datei:
Datei herunterladen (application/pdf) 29.4 MB
MD5 Prüfsumme: cfb0c4692b43c72b086e298e3013fa55
SHA256 Prüfsumme: cd355dc33339a60a8fcd30eceff3a8150d20580c70b2ec6d024d840a62a1a394
Stichwörter:
Stichwörter:
Additive Fertigung ; Versuchsdesign ; Temperaturstabilität
Zusammenfassung:
Zusammenfassung:
Quasi alle Stoffeigenschaften sind temperaturabhängig. Das führt dazu, dass die Temperatureine der am häufigsten bestimmten Messgrößen ist und ihr in der Metrologie besondere Aufmerksamkeitgilt. Instabile Temperaturbedingungen führen zu erhöhten Messunsicherheiten beider Bestimmung von temperaturabhängigen Messgrößen. Auch in der Industrie können thermischeEffekte zu Problemen wie Ausschuss aufgrund von mangelnder Maßhaltigkeit führen, wenndie thermische Ausdehnung von gefertigten Komponenten nicht korrekt berücksichtigt wurde.Die thermische Stabilität der Umgebung eines Messobjektes wird daher auch in Zukunft ihrebesondere Wichtigkeit für die industrielle Qualitätssicherung behalten. Vor allem vor dem Hintergrund,dass die Metrologie die Grenzen des Messbaren immer mehr ausschöpft, stellen dieAnforderungen an stabile Temperaturbedingungen eine immer größere Herausforderung dar.In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt wurde deshalb ein Bedarfsanalyse durchgeführt,die die Anforderungen und aktuellen Herausforderungen thermischer Systeme im Bereich derMetrologie zusammenfasst. Als eines der am häufigsten auftretenden Probleme wurden dabeiWärmequellen in den Versuchen identifiziert, die aber nicht entfernt werden können, weil sie zurFunktion des Versuches essentiell notwendig sind. Basierend auf diesem und weiteren Ergebnissenaus der Umfrage wurde entschieden, additiv im Pulverbettverfahren gefertigte doppelwandigeBauteile zu untersuchen, um den Einfluss von Wärmequellen auf den Gesamtversuchsaufbau zureduzieren. Die Bauteile wurden experimentell erprobt und die Isolationseigenschaften miteinanderverglichen. Dabei konnte ermittelt werden, dass es der Isolierung zuträglich ist, wenn ineinem doppelwandig gefertigten Bauteil das Pulver im Zwischenraum belassen wird. Die guteIsolationswirkung des Pulvers ist dabei auf Oberflächeneffekte zurückzuführen.Es wird eine quantitative Methode vorgeschlagen mit der es möglich ist, Isolierungen und ihreEigenschaften objektiv miteinander zu vergleichen. Die Systemfunktion beschreibt die Isolierfähigkeitdes Systems im Frequenzbereich. Insbesondere Temperaturschwankungen, die ein Kennzeicheneiner schlechteren Temperaturstabilität sind, können hiermit sehr gut erkannt werden.Ein weiterer Ansatz ist es, ein Puffersystem für Wärme zu schaffen, welches mithilfe von Phasenwechselmaterialienrealisiert wird. Hier konnte experimentell gezeigt werden, dass der Wärmeeintragdurch das Phasenwechselmaterial verzögert wird und gleichzeitig schnelle Schwankungen inder Temperatur isoliert werden. Es zeigte sich aber auch, dass die Anwendung des Phasenwechselmaterialsauf langen Zeitskalen keine bessere Isolation bieten konnte als die doppelwandigenIsolationsbauteile allein, da die Wärmeaufnahme durch den Schmelzprozess limitiert ist. Um dievorteilhaften Eigenschaften von Phasenwechselmaterialien in späteren Anwendungen nutzen zukönnen muss der Zustand mit Sensoren messbar sein. Es konnte gezeigt werden, dass es mitkapazitiven Messungen möglich ist Rückschlüsse auf den Zustand zu ziehen.
Information zur Reihe:
Information zur Reihe:
PTB-Bericht Diss-28
Zitat:
Zitat:
Pauling, J., 2026. Verbesserung der Temperaturstabilität mithilfe von additiv gefertigten Bauteilen, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig. Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt. PTB-Bericht Diss-28. ISBN 978-3-944659-60-2. Verfügbar unter: https://doi.org/10.7795/110.20260330
Verbesserung der Temperaturstabilität mithilfe von additiv gefertigten Bauteilen

Autoren

Pauling, Judy, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Fachbereich 5.5, Wissenschaftlicher Gerätebau

PTB-OAR Menü

Sprache wechseln: uk flag