Im Bereich der Rohrglasveredelung, für die beispielhaft die Glasthermometer- und Aräometerherstellung steht, ist das Fügen und Formen der Gläsern geometriebedingt erforderlich. Bisher erfolgt die Fertigung solcher Messinstrumente in weitestgehend manuellen Arbeitsschritten durch den Glasbläser. Aufgrund dieser Fertigungsmethode und der Werkstoffeigenschaften des Glases sind in der Produktion trotz qualifiziertem und erfahrenem Fachpersonal deutliche Schwankungen in der Produktqualität zu verzeichnen. Um den Anforderungen des weltweiten wachsenden Marktes gerecht zu werden, muss der manuelle Prozess und der kaum automatisierbare Gasbrenner in Zukunft ersetzt werden. Dieser Forschungsbedarf wurde von der Forschungsgemeinschaft Technik und Glas e.V. Bronnbach erkannt. Zusammen mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeug-maschinen der Universität Hannover sowie dem Laser Zentrum Hannover e.V. hat man sich dieser Aufgabe gestellt, um das Verfahren zu erforschen und der Industrietauglichkeit näher zu bringen. Im Rahmen des Projektes entstand ein flexibles Handhabungssystem für Rohrglas mit einem hohen Automatisierungsgrad der Prozesse. Die Substitution des Gasbrenners erfolgte durch eine moderne Laserstrahlquelle. Eine intelligente Verknüpfung der beteiligten Systeme ermöglichte eine Prozessentwicklung zur Überführung des Handarbeitsprozesses in eine automatisierte Fertigung. Es wurde somit der produktions-technische Grundstein zur Sicherung des mittelständischen Produktionsstandortes Deutschland durch Einsatz von Hochleistungskomponenten gelegt. Dieser Abschluss-bericht zeigt die Ergebnisse der Forschungsaufgabe und die Leistungsfähigkeit des entwickelten und erforschten Produktionsverfahrens. Die Ergebnisse und der wissen-schaftliche Ablauf der im Projekt erarbeiteten Kenntnisse werden dargelegt.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Für die Verarbeitung von Rohrgläsern ist die brennerbasierte Fügetechnologie im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren bis heute nur geringfügig weiterent-wickelt worden. Aktuelle Produkte aus Rohrglas, z. B. Solarröhrenkollektoren, verlangen neben hoher Qualität auch eine effiziente Fertigung. In der Zukunft werden diese Produkte für die solare Energiegewinnung eine bedeutende Rolle spielen und entsprechende Stückzahlen vom Markt gefordert werden. Die For-derung dieser Stückzahlen ist nur durch eine Produktion mit einem erhöhten Automatisierungsgrad sowie durch reproduzierbare Prozesse zu erfüllen. Insbesondere seitens der Energiequellen für die Erwärmung sind Weiterent-wicklungen notwendig, da die hauptsächlich eingesetzte Flammerwärmung erheb-liche Nachteile mit sich bringt.
Diese Arbeit zeigt die Untersuchungen zum Rohrglasfügen im Stumpfstoß mit CO2-Laserstrahlung und dem Verfahrensansatz des Rohrgleichlaufs bei ortsfestem Laserstrahl. Zur Beherrschung der Prozesse wird eine temperaturgeführte Laser-leistungsregelung eingesetzt. Diese Maßnahme erlaubt die Viskositätsbe-herrschung und lässt eine reproduzierbare Prozessführung zu. Die untersuchten Werkstoffe Duran® und AR®- Glas stellen dabei eine repräsentative Auswahl an Materialien der technischen Rohrglasprodukte dar.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung einer automatisierten Fügetechnologie für die Glas-Glas-Verbindung von Solarröhrenkollektoren. Der Fokus liegt dabei auf der Erhöhung der Energieeffizienz in Form der Substitution des traditionell eingesetzten Gasbrenners. Als Energiequelle für die Rohrglaserwärmung wird ein CO2-Laser eingesetzt. Dabei sollen möglichst alle aus der veränderten Erwärmungssituation resultierenden Prozess- und Produktvorteile erschlossenwerden.
Aktualisiert: 2019-10-17
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