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58,80 €ISBN 978-3-8191-0727-6Softcover192 pages69 figures255 g21 x 14,8 cmGermanThesis
May 2026
New publication
Daniel Schlosser
Untersuchung zur Energieeffizienzsteigerung beim kryogenen Strahlentgraten
Derzeit existiert kein standardisiertes Verfahren zum Entgraten von Elastomeren, faserverstärkten Kunststoffen und Nichteisenmetallen, das den Anforderungen des Stands der Technik hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit genügt. Formteile aus den genannten Materialien werden in der Praxis nach aufwendigen, empirischen Versuchen entweder kryogen oder manuell per Hand entgratet. Das kryogene Strahlentgraten erweist sich zwar als präzise, jedoch auch als energetisch ineffizient, da ein thermischer Wirkungsgrad von nur rd. 15 % vorliegt.
Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Evaluierung eines neu entwickelten Entgratungskonzeptes, das speziell auf die genannten Werkstoffe abgestimmt ist und sich im Vergleich zu kryogenen Strahlentgratungsmaschinen durch eine höhere Energieeffizienz auszeichnet. Die neuartige Entgratungsanlage wird durch eine Kühlmethode unter Verzicht auf die energieintensive Verwendung von flüssigem Stickstoff erzielt.
Vor einer experimentellen Untersuchung wird der Prozess hinsichtlich der erforderlichen Kühlleistung analysiert. Der Einsatz einer Kompressionskältemaschine, die ein tiefkaltes Thermoöl über ein doppelwandiges Schneckengehäuse bereitstellt, erweist sich als vielversprechendste Alternative zur Substitution von flüssigem Stickstoff. Daher wird diese Lösung in der experimentellen Untersuchung anhand einer zuvor entwickelten Versuchsanlage getestet. Das Thermoöl entzieht dem Prozess während der Bearbeitungsphasen ausreichend Wärme, auch wenn die Initialkühlung einer nicht vorgekühlten Maschine mehr Zeit als ursprünglich gefordert einnimmt. Ferner zeigt eine Wirtschaftlichkeitsanalyse, dass die Implementierung dieser neuen Kühlmethode dann profitabel wird, wenn der spezifische Stickstoffverbrauch um 80 % sinkt.
Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Evaluierung eines neu entwickelten Entgratungskonzeptes, das speziell auf die genannten Werkstoffe abgestimmt ist und sich im Vergleich zu kryogenen Strahlentgratungsmaschinen durch eine höhere Energieeffizienz auszeichnet. Die neuartige Entgratungsanlage wird durch eine Kühlmethode unter Verzicht auf die energieintensive Verwendung von flüssigem Stickstoff erzielt.
Vor einer experimentellen Untersuchung wird der Prozess hinsichtlich der erforderlichen Kühlleistung analysiert. Der Einsatz einer Kompressionskältemaschine, die ein tiefkaltes Thermoöl über ein doppelwandiges Schneckengehäuse bereitstellt, erweist sich als vielversprechendste Alternative zur Substitution von flüssigem Stickstoff. Daher wird diese Lösung in der experimentellen Untersuchung anhand einer zuvor entwickelten Versuchsanlage getestet. Das Thermoöl entzieht dem Prozess während der Bearbeitungsphasen ausreichend Wärme, auch wenn die Initialkühlung einer nicht vorgekühlten Maschine mehr Zeit als ursprünglich gefordert einnimmt. Ferner zeigt eine Wirtschaftlichkeitsanalyse, dass die Implementierung dieser neuen Kühlmethode dann profitabel wird, wenn der spezifische Stickstoffverbrauch um 80 % sinkt.
Keywords: Kryogenes Strahlentgraten; Energieeffizienz; Energietechnik
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Electronic publication (PDF): 978-3-8191-0668-2
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