Sensor‐Aktor‐Schicht

IF 0.4 Q4 ENGINEERING, MECHANICAL
K. Bobzin, C. Kalscheuer, M. Möbius, J. Janowitz, H. Heinemann, M. Erck, C. Vogels
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Abstract

Die Temperaturregelung im Aluminiumdruckguss ist entscheidend für nachhaltige Prozesse und eine hohe Produktqualität. Kenntnisse der Temperatur in der beanspruchten Kontaktzone sind dabei notwendig. Hierfür wird eine Sensorschicht, bestehend aus einer Grundisolationsschicht, zwei Sensorlagen und einer isolierenden Verschleißschutzschicht, mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) appliziert. Die Temperatursensorfunktion basiert auf dem thermoelektrischen Effekt. Zusätzlich zur isolierten Temperaturmessung kann die PVD‐Sensorschicht mit einer thermisch gespritzten (TS)‐Aktorschicht kombiniert werden. Die TS‐Aktorschicht besteht aus Isolationsschichten und einer Heizschicht, die auf Basis der Funktion einer Widerstandsheizung Wärme erzeugt. In dieser Studie wurde die Funktion der kombinierten Sensor‐Aktor‐Schicht in Temperaturwechseltests untersucht. Die Kombination aus PVD‐Sensorschicht und TS‐Aktorschicht wurde erfolgreich appliziert. Die TS‐Aktorschicht temperierte die Oberfläche mit hoher Dynamik. Gleichzeitig erfasste die PVD‐Sensorschicht die Oberflächentemperatur mit einer kurzen Ansprechzeit. Im Thermozyklustest zeigte die Sensorfunktion ein zu Referenzmessungen vergleichbares Temperaturprofil. Mit der Sensor‐Aktor‐Schicht kann die Temperatur in der Kontaktzone gemessen und bei Bedarf Wärme zugeführt werden. Die Sensor‐Aktor‐Schicht bietet die Möglichkeit der Temperaturregelung in Ur‐ und Umformprozessen, bei Maschinenelementen oder bei der Verarbeitung temperaturempfindlicher Werkstoffe.
传感器-执行器层
铝压铸工艺中的温度控制对于可持续工艺和高质量产品至关重要。这就需要了解受力接触区的温度。为此,我们采用物理气相沉积(PVD)技术,将一个由基本隔热层、两个传感器层和一个隔热耐磨保护层组成的传感器层应用于此。温度传感器的功能基于热电效应。除了绝缘温度测量外,PVD 传感器层还可与热喷涂(TS)致动器层结合使用。TS 致动器层由绝缘层和加热层组成,加热层根据电阻加热器的功能产生热量。本研究在温度循环测试中研究了传感器-致动器组合层的功能。成功应用了 PVD 传感器层和 TS 致动器层的组合。TS 致动器层对表面进行了高动态回火。同时,PVD 传感器层以较短的响应时间检测表面温度。在热循环测试中,传感器功能显示的温度曲线与参考测量值相当。利用传感器执行器层,可以测量接触区域的温度,并在需要时添加热量。传感器-执行器层为初级和成型工艺、机器元件或加工对温度敏感的材料提供了温度控制的可能性。
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Vakuum in Forschung und Praxis
Vakuum in Forschung und Praxis ENGINEERING, MECHANICAL-
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期刊介绍: VIP – Vakuum in Forschung und Praxis - Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflächen und Dünne Schichten ist die einzige Zeitschrift für alle Bereiche der Vakuumtechnologie und Dünnschichttechnik, die sich als Brücke und Bindeglied zwischen Wissenschaftlern, Praktikern und Anwendern aus Forschung, Entwicklung und Produktion versteht. Sie berichtet und informiert über neueste Entwicklungen und Erkenntnisse. VIP – Vakuum in Forschung und Praxis veröffentlicht u.a. - Übersichtsartikel - Fachaufsätze - referierte Beiträge aus der Forschung - Anwenderberichte - Produktinformationen - Interviews - Buchbesprechungen und -hinweise - Produkt- und Lieferantenverzeichnis
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