Albert Weckenmann Boeken

Dieser Abschlussbericht ist dem von der DFG geförderten Schwerpunktprogramm (SPP 1159) „Neue Strategien der Mess- und Prüftechnik für die Produktion von Mikrosystemen und Nanostrukturen“ gewidmet und beinhaltet allgemeingültige Ergebnisse aus den Projekten und insbesondere auch aus den projektübergreifenden Arbeitskreisen. Diese wurden an Universitäten, bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) und Fraunhofer-Instituten in sechsjähriger Forschungsarbeit erzielt. Zahlreiche innovative Forschungsansätze zur Mess- und Prüftechnik für die Produktion von Mikrosystemen und Nanostrukturen wurden im Rahmen dieses koordinierten Forschungsprogramms gebündelt und wichtige Grundlagen für eine industrielle Nutzung geschaffen. Der Inhalt umreißt insbesondere Grundsätze und Prinzipien für die Gestaltung von Elementen der allgemein gültigen prüftechnischen Kette. Diese umfasst alle Phasen eines Prüfprozesses von der Definition der Messgröße bis zur Bewertung des Messergebnisses für die Konformitätsprüfung, die Fertigungslenkung und die Kalibrierung von Messgeräten und Normalen in der Mikro- und Nanotechnologie. In den Projekten des Schwerpunktprogramms wurden Grundsätze, Prinzipien und Regeln für die Messgrößendefinition, Messabläufe und Gestaltung von Elementen der prüftechnischen Kette erforscht und in Experimenten verifiziert. Die Beiträge lassen sich diesen Teilbereichen zuordnen: - Mikrotolerierung - Mikrogetriebe und Mikroverzahnungen - Streulicht-Messprozesse - Untersuchung von Oberflächendefekten und Nanostrukturen - Intervallmethoden zur Bewertung unsicherer Messinformationen - Grundlagen für Mikro-Kalibrierstrukturen - Moderne Filterverfahren in der Oberflächen-/Rauheitsmesstechnik - Haftfestigkeitsprognose von Mikrobeschichtungen - Parallelisierte Messtechnik für Mikrostrukturen - Fusion von Messergebnissen unterschiedlicher Messverfahren - Messunsicherheitsermittlung in der Mikro- und Nanomesstechnik Der Abschlussbericht umfasst zudem die Ergebnisse zu übergreifenden Themen, die in Arbeitskreisen diskutiert und bearbeitet wurden. Forschungsaktivitäten fanden in den Arbeitskreisen „Datenfusion und Datenmodell“, „Messunsicherheit, Kalibrierung und Normale“, „Modellierung, virtuelle Messgeräte“, „Oberfläche, Rauheit, Hydrophilie“ und „Standard Geometrie Elemente, geometrische Größen und Algorithmen“ statt.

Research in metrology and tolerancing is crucial for design, manufacturing, and quality control. Recent advancements in dimensional and geometrical metrology and tolerancing have emerged due to global shifts in production technology and heightened demands for economy and safety. Innovations include the adoption of optical and robust methods for enhanced accuracy, the expansion of coordinate measuring techniques beyond tactile methods, and the introduction of new procedures for sub-nanometer resolution measurements. To ensure the significance of measurement results, efforts are focused on global traceability and standardized strategies for evaluating measurement uncertainty. Additionally, computer-assisted and web-based education in metrology highlights the operator's impact on measurement outcomes. New approaches to geometrical tolerancing have also been developed, particularly for assemblies where individual part tolerances can accumulate or interact. Modern simulation tools aid in tolerancing, ensuring the functionality of assembly groups. Advanced procedures are necessary to accommodate the flexibility of subassemblies and address the unique challenges posed by the rapidly evolving fields of micro and nano technology. The Conference showcases advancements in metrology and geometrical tolerancing, discussing their implications for science, industry, and engineering, while fostering collaboration among researchers and special

„Zu den wichtigsten Bedürfnissen unserer Zeit gehören Mobilität und persönliche Individualität.“ Diese Ausgangsthese, mit der der Sonderforschungsbereich 694 „Integration elektronischer Komponenten in mobile Systeme“ vor fünf Jahren seine Arbeit aufgenommen hat, besitzt heute mehr denn je Gültigkeit: Nach den Angaben des Statistischen Bundesamtes vom März 2009 waren in deutschen Privathaushalten 2008 über 40 Millionen Personenkraftwagen zugelassen, wobei 81 % aller Haushalte mindestens einen PKW besitzen, was einer Steigerung um 3,1 % gegenüber dem Jahr 2005 entspricht. Eine hohe Verfügbarkeit dieser Fahrzeuge wird gemäß der Verbrauchs- und Medienanalyse 2008 mit einer Häufigkeit von 94,9 % am öftesten als Kriterium für eine Kaufentscheidung im Automobilbereich neben dem Preis-/Leistungsverhältnis mit 94,4 % angegeben. Auf den nachfolgenden drei Rängen werden weitere Anforderungen an Ressourcenschonung, Energieeinsparung und Umweltschutz angeführt. Der mit der Erfüllung der oben genannten Kundenwünschen einhergehende sprunghafte Anstieg in der Komplexität in dem mechatronischen System „Automobil“ erfordert innovative Konzepte und Lösungen für Produkte und Prozesse, mit denen die Komplexität von vornherein vermieden bzw. beherrscht wird oder welche dieser entgegenwirken. Da jedoch nach Angaben des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. aktuell ca. 22 % des Produktionswertes und bis zu 90 % der Innovationen (mit steigender Tendenz) aus dem Bereich der Elektronik stammen, sind diese auch unter dem Gesichtspunkt der Wettbewerbsfähigkeit zwischen den Automobilherstellern die zentrale Schlüsselrolle des nachhaltigen Unternehmenserfolgs geworden. Unternehmen müssen sich im globalen Wettbewerb immer häufiger den Wünschen des Kunden mit größtmöglicher Flexibilität und kürzesten Reaktionszeiten anpassen, um einen Vorsprung am Markt zu erreichen, auszubauen und zu sichern. Der Ansatzpunkt für die Erfüllung der eingangs genannten Bedürfnisse liegt somit in der konzeptionellen und fertigungstechnischen Qualität und Zuverlässigkeit der Elektronik unter Berücksichtigung der ökologischen Notwendigkeiten unserer Zeit insbesondere durch Verbesserung der Integrationsmöglichkeiten von Elektronik in Sensoren und Aktoren an deren Wirkungsort mit den dazugehörigen Validierungsstrategien. Mit diesem Vorgehen, wird die Anzahl zuverlässigkeitskritischer Komponenten wie Steckverbindungen und Kabel erheblich reduziert und die wirtschaftliche, nachhaltige Herstellung von Elektronikkomponenten sichergestellt. Aus dieser Feststellung ergibt sich die Vision des Sonderforschungsbereichs: Künftige Integration von Elektronikbauteilen in Sensoren und Aktoren, welche dann als intelligente zuverlässige Funktionskomponenten direkt an ihrem Wirkungsort angebracht werden können. So wird die Komplexität der elektronischen Steuergeräte verringert und die Zuverlässigkeit von Elektronik im Automobil wird gesteigert. Innovative Technologien erlauben die Fertigung individuell nach Kundenwunsch konfigurierter, elektronischer Funktionskomponenten aus einer reduzierten Variantenvielfalt elektronischer Bauelemente. Im Sonderforschungsbereich wurden in den vergangenen fünf Jahren wissenschaftlich-technische Grundlagen für nachhaltige intelligente mechatronische Systeme für den Einsatz am Wirkungsort mobiler Systeme erforscht. Der vorliegende Abschlussbericht dokumentiert die wegweisenden Ergebnisse dieses Forschungsverbundes und gibt einen ganzheitlichen Überblick über dieses hochinnovative Themengebiet.

Die Koordinaten- und Formmesstechnik, ein grundlegendes Verfahren der Fertigungsmesstechnik, stellt eine geometrische Prüfung vor, während und nach der Bearbeitung eines Werkstücks sicher. Das Buch geht besonders auf die Messstrategie ein. Dargestellt wird die Messaufgabeninterpretation auf der Basis von Normen, die Vorgehensweise des Prüfplaners und die Auswertung der Koordinatenwerte. Weitere Themen sind Geräte- und Messgenauigkeit sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. „ ... ein empfehlenswertes Nachschlagewerk und Lehrbuch für jeden, der sich mit dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik befasst.“ MM Maschinenmarkt

Die Koordinaten- und Formmesstechnik, ein grundlegendes Verfahren der Fertigungsmesstechnik, stellt eine geometrische Prüfung vor, während und nach der Bearbeitung eines Werkstücks sicher. Das Buch geht besonders auf die Messstrategie ein. Dargestellt wird die Messaufgabeninterpretation auf der Basis von Normen, die Vorgehensweise des Prüfplaners und die Auswertung der Koordinatenwerte. Weitere Themen sind Geräte- und Messgenauigkeit sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. „ ... ein empfehlenswertes Nachschlagewerk und Lehrbuch für jeden, der sich mit dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik befasst.“ MM Maschinenmarkt