Ausgabe 2003 - Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische ...

LEAiD - Newsletter Vol. 2 - März -2003
derborn auf dem Gebiet piezoelektrischer Systeme arbeiten,
wurde im Sommer letzten Jahres von LEA die
Gründung eines Forums für „Piezoelektrische Systeme
und deren Anwendung“ - kurz „Piezoforum“ - initiiert. Ziel
ist eine Bündelung der Kompetenz auf diesem Gebiet,
um den einzelnen Forschern potente Ansprechpartner
zu bieten und langfristig in bi- oder multilateralen Kooperationen
Projekte zu akquirieren und gemeinsam zu bearbeiten.
Das interdisziplinär ausgerichtete Forum
umfasst Arbeitsgruppen aus den Fakultäten
• Elektrotechnik, Informatik und Mathematik:
Angewandte Mathematik (Prof. Dellnitz), Elektr.
Meßtechnik (Prof. Henning), Leistungselektronik
und elektr. Antriebstechnik (Prof. Grotstollen),
Schaltungstechnik (Prof. Rückert), Sensorik
(Prof. Hilleringmann)
• Maschinenbau:
Mechatronik und Dynamik (Wallaschek), Werkstoff-
und Fügetechnik (Hahn), Werkstoffkunde
(Maier)
• Naturwissenschaften:
Angewandte Physik (Ziegler), Experimentalphysik
(Zrenner), Technische Chemie (Warnecke
und Bothe)
Materialbearbeitung
Dentalwerkzeuge
Einer der bisherigen Höhepunkte der Forumsarbeit war
die Durchführung eines Workshops unter der Leitung
von Prof. Grotstollen, bei dem die einzelnen Arbeitsgruppen
ihre Forschungsprojekte und -schwerpunkte vorstellten.
Augenblicklich erfolgt ein reger Austauch über
mögliche gemeinsame Projekte mit denen das Forum einen
Beitrag zur Profilbildung der Universität leisten will.
So strebt LEA zusammen mit der AG Mechatronik und
Dynamik eine Beteiligung an einem Projekt der Technischen
Chemie zur Ultraschall-Stehwellenzerstäubung
an. Die Zerstäubung hochviskoser Fluide (z. B. zur Herstellung
von Pulverlacken) kann in einem Schallwechselfeld
hoher Intensität erfolgen. Die Erzeugung des
Schallfelds erfolgt durch zwei sich gegenüberstehende,
aufeinander abgestimmte Ultraschall-Sonotroden, s.
auch Bild 1. Durch eine Düse wird das verflüssigte Polymer
eingebracht und aufgrund des hohen Schallwechseldrucks
zu kleinen Tropfen zerstäubt. Das nach
Abkühlung entstehende Polymerpulver bildet sphärische
Partikel, die erheblich bessere Eigenschaften als herkömmliche
Pulverlacke aufweisen (Transportfähigkeit in
Schläuchen, Lagerfähigkeit, usw.).
In Laborversuchen wurde bisher die Funktion des Verfahrens
nachgewiesen. Für den industriellen Einsatz ist
eine Erhöhung des Durchsatzes notwendig, die in Zusammenarbeit
der genannten Arbeitsgruppen durch Optimierung
einzelner Komponenten (Sonotroden und
Stromversorgung) sowie durch die Einbeziehung neuer
meß- und regelungstechnischer Ansätze erfolgen soll.
Ein weiterer für LEA interessanter Forschungsgegenstand
sind Piezotransformatoren (PT), die unter anderem
aufgrund der höheren Leistungsdichte eine
interessante Alternative zu herkömmlichen magnetischen
Transformatoren darstellen und über die bereits
beim letzten LEAiD-Workshop berichtet wurde.
In Zusammenarbeit mit der AG Mechatronik und Dynamik
wird bereits an der Entwicklung neuer Schaltungskonzepte
und PT-Strukturen für Schaltnetzteile kleiner
Leistung gearbeitet.
Neben dieser relativ konventionellen Zielsetzung besteht
die vollkommen neuartige und hochinnovative Idee integrierte
Piezotransformatoren zu realisieren. Hierzu ist
eine Zusammenarbeit mit dem FG Sensorik angestrebt,
das über die notwendige Ausstattung zur Chip-Herstellung
verfügt.
Anhand zahlreicher neuer Projektideen und Anregungen,
zeigte sich bereits nach relativ kurzer Zeit der Wert
des Piezoforums. Diese Erfahrung sollte auch in anderen
Bereichen zur Bildung von Forschungsforen anregen.
Durch eine Verbindung unter den Foren könnten zusätzlich
wertvolle Informationen über die Prinzipien erfolgreicher
Forenarbeit weitergereicht werden.
Ultraschall-Stehwellenzerstäubung
Bild 1: Anwendungen von Ultraschall-Schwingungen
- 6 -