Jahr Name
2021

Autonomer mikromechanischer Sterilisationszyklenzähler (AuSter)

D. Hoffmann

Schlussbericht AuSter IGF-Vorhaben 20710BG

2021

Development and Construction of a Parameterizable Condition Classification System for Electromagnetic Proportional Valves using Neuronal Networks (Nemoh / Neuromorphe Hardware für Anwendungen mit KI)

D. Rossbach, M. Rüb, M. Kuderer, Y. Manoli

MikroSystemTechnik Congress 2021, 8-10 Nov. 2021, Stuttgart-Ludwigsburg, Germany

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In this paper the development of a compact condition classification system for electromagnetic proportional valves is shown. It allows the generation of training data as well as a fast testing and comparison of different trained neuronal networks. By using quantization and pruning, a neuronal network with drastically reduced complexity has been created, so an FPGA implementation was possible. The developed and implemented network shows a very high classification rate and can distinguish 12 different error reasons of the valves. The system requires the measurement of the supply current only, which allows a simple integration of such a false detection circuitry into existing systems. In the future, the system can be modified easily, e.g. to use and test a hardware based AI accelerator instead of the FPGA implementation.

 

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2021

Innovations- und Transferplattform SmaC

B. Inthasane

12. InnovationForum Smarte Technologien & Systeme, 11.03.2021, Villingen-Schwenningen

2021

STAG4Iot Projekt: STAG – Sensor Technology Adapter Gateway. Eine modulare Adapter Lösung für Sensoren im industriellen Internet der Dinge (IoT)

Dovydas Girdvainis, Christoph Rathfelder, Gerhard Marki

IoT-Konferenz / Edge & Cloud Control 2021, 20.10.2021, Online

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Intelligente Sensorsysteme sind die Grundlage einer intelligenten Fabrik und damit auch ein Baustein von Industrie 4.0. Sensorsysteme verschiedener Hersteller verwenden allerdings oft unterschiedliche und häufig auch proprietäre Kommunikationsprotokolle. Dies kann zur Herausforderung werden, wenn all diese Systeme in eine zentrale Datenverarbeitung oder gar IoT-Plattform integriert werden sollen. Noch komplizierter wird es, wenn die Sensorsysteme parallel in unterschiedliche IoT-Plattformen oder Datenbanken integriert werden sollen, um verschiedene Anwendungsfälle zu erfüllen. Zum Beispiel eine IoT-Plattform zur Überwachung von Sensordaten in Echtzeit und eine separate Datenbank, die für ein prädiktives Wartungssystem genutzt wird.  Ein modulares Sensor-Adapter-Gateway, wie das in diesem Vortrag vorgestellte Open-Source Projekt STAG, hilft, die Integrationskomplexität zu reduzieren, indem unterschiedliche Sensorkommunikationssysteme mit einem einheitlichen Modell abstrahiert werden und das IoT-Plattform-spezifische Modell automatisch konstruiert wird. Darüber hinaus lässt sich ein solches System durch Hinzufügen neuer Sensoradapter leicht erweitern. Es bietet eine einfache Schnittstelle auch für zukünftige IoT-Lösungen. In dieser Präsentation möchten wir einen Einblick in unser frei verfügbares Sensor Technology Adapter Gateway (STAG) geben und unsere bisher gesammelten Erfahrungen präsentieren.

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2020

Evaluation of process and anisotropy of thermosetting adhesives with ultraviolet-assisted 3D dispensing

K Schmidt, A Zimmermann

Additive Manufacturing 34, 101262, 2020

2020

Evaluating thermoset resin substrates for 3D mechatronic integrated devices and packaging

F. Häußler, S. Shen, S. Petillon, S. Weser, M. Haybat, W. Eberhardt, A. Zimmermann, J. Franke

International Symposium on Microelectronics (2020) 2020 (1): 000140–000145.

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2020

Solderability of Injection Moldable Thermoset Resins for Use in 3D Mechatronic Integrated Devices

F. Häußler, J. Dornheim, S. Petillon, W. Eberhardt, A. Zimmermann, J. Franke

2020 43rd International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE), Demanovska Valley, Slovakia, 2020. doi: 10.1109/ISSE49702.2020.9121136.

2020

Feasibility Study of an Automated Assembly Process for Ultrathin Chips

F. Janek, E. Saller, E. Müller, T. Meißner, S. Weser, M. Barth, W. Eberhardt, A. Zimmermann

Micromachines 2020, 11, S. 654, DOI:10.3390/mi11070654

2020

Selektive laserinduzierte Metallisierung von 3D-Schaltungsträgern aus Aluminiumoxid

F. Kern, P. Ninz, R. Gadow, W. Eberhardt, S. Petillon, A. Zimmermann

Keramische Zeitschrift, 1/2020, S. 42-47

2020

Selective laser induced autocatalytic metallization of NiO and Cr2O3 doped alumina zirconia ceramic substrates

P. Ninz, F. Kern, S. Petillon, W. Eberhardt, A. Zimmermann, R. Gadow

Journal of the European Ceramic Society, Volume 40, Issue 11, 2020, S.  3733-3743.

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2020

Conceptual Planning of Micro-Assembly for a Better Utilization of Reconfigurable Manufacturing Systems

C. Gielisch. K.-P. Fritz, B. Wigger und A. Zimmermann

Applied Sciences, 10. Jg., Nr.8, pp. von Seite – bis Seite: 2806 - 2824, 2020, 02P15A120

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Reconfigurable manufacturing systems (RMS) can be used to produce micro-assembled products that are too complex for assembly on flat substrates like printed circuit boards. The greatest advantage of RMS is their capability to reuse machine parts for different products, which enhances the economical efficiency of quickly changing or highly individualized products. However, often, process engineers struggle to achieve the full potential of RMS due to product designs not being suited for their given system. Guaranteeing a better fit cannot be done by static guidelines because the higher degree of freedom would make them too complex. Therefore, a new method for generating dynamic guidelines is proposed. The method consists of a model, with which designers can create a simplified assembly sequence of their product idea, and another model, with which process engineers can describe the RMS and the procedures and operations that it can offer. By combining both, a list of possible machine configurations for an RMS can be generated as an automated response for a modeled assembly sequence. With the planning tool for micro-assembly, an implementation of this method as a modern web application is shown, which uses a real existent RMS for micro-assembly.

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2020

Reliability of Mechatronic Integrated Devices Regarding Failure Mechanisms

P. Bräuer, L. Wurzer, T. Kuhn, A. Knöller, H. Müller, W. Eberhardt, A. Zimmermann, J. Franke

2020 43rd International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE);14.-15.05.2020, geplant im Demanovska Valley (Slowakei), wegen Corona aber Online


IEEE, 19754 N (MetaZu)

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2020

Mass-producible micro-optical elements by injection compression molding and focused ion beam structured titanium molding tools

Guenther, T.; Diegel, L.; Roeder, M.; Drexler, M.; Haybat, M.; Wappler, P.; Soltani, M.; Zimmermann, A.

Apllied sciences, 2076-3417, pp. von Seite – bis Seite: 4197, 2020

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Thermoset materials offer a multitude of advantageous properties in terms of shrinkage and warpage as well as mechanical, thermal and chemical stability compared to thermoplastic materials. Thanks to these properties, thermosets are commonly used to encapsulate electronic components on a 2nd-level packaging prior to assembly by reflow soldering on printed circuits boards or other substrates. Based on the characteristics of thermosets to develop a distinct skin effect due to segregation during the molding process, the surface properties of injection molded thermoset components resemble optical characteristics. Within this study, molding parameters for thermoset components are analyzed in order to optimize the surface quality of injection molded thermoset components. Perspectively, in combination with a reflective coating by e.g., physical vapor deposition, such elements with micro-integrated reflective optical features can be used as optoelectronic components, which can be processed at medium-ranged temperatures up to 230 °C. The obtained results indicate the general feasibility since Ra values of 60 nm and below can be achieved. The main influencing parameters on surface quality were identified as the composition of filler materials and tool temperature.

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2020

Digitale Prozesskette für individualisierte Mikrosysteme – „DigiPro“

F. Civelek, K-P. Fritz

Abschlussbericht, AZ 31-4330.350/24

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Ziel des Projektes „DigiPro“ war es die Erhöhung des Digitalisierungsgrades der Wirtschaft insbesondere bei KMU. Hierzu wurde am Beispiel einer innovativen digitalen Prozesskette das Verbesserungspotenzial gegenüber herkömmlichen Prozessabläufen gezeigt. Die Demonstration erfolgte anhand einer digitalen Prozesskette zur Herstellung individualisierter Mikrosysteme (iMST) auf Basis generativ gefertigter duroplastischer Spritzgusswerkzeuge. Dies ermöglicht die kostengünstige und schnelle Herstellung kleiner Losgrößen unter Verwendung der Spritzgusstechnologie, da die teure Herstellung metallischer Spritzgusswerkzeuge entfällt. Für die Umsetzung des Demonstrators wurde eine Idee aus der Industrie auserwählt und in sehr kurzer Zeit „rapid“ gefertigt. Der Demonstrator ist ein intelligenter Stecker, der Temperatur und Feuchtigkeit im Innenleben des Steckers, also am Ort des Geschehens, in Echtzeit auf ein mobiles Endgerät sendet. Im Rahmen von Praxisseminaren und Networking-Events wurden die Vorteile der digitalen Prozesskette den Interessenten aus der Wirtschaft nähergebracht. Darüber hinaus wurde ein Video erstellt, um die Vorteile auch online präsentieren zu können.

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2020

ZiM-Abschlussbericht Hochtemperatur-Strömungssensor (ZF4002621)

A.Bülau, V.Kible, U.Scheel, Stuttgart-Vaihingen/Baden-Württemberg und Meerbusch-Büderich/Nordrhein-Westfalen, 2021.

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Ziel des Projektes war ursprünglich die Entwicklung eines dreiachsigen (vektoriellen), richtungsinvarianten Hochtemperatur-Strömungssensors. Im Projektverlauf wurden die Ziele jedoch neu justiert und der Fokus auf einen einachsigen, richtungsinvarianten Strömungssensor gerichtet, da ein solcher bisher, insbesondere für kleine Strömungsgeschwindigkeiten und hohen Umgebungstemperaturen, noch nicht am Markt verfügbar ist, sodass ein größeres Vermarktungspotential möglich erschien.

Im Verlauf des Projektes wurden ein bestehendes, kommerziell verfügbares Sensorelement hochtemperaturtauglich ausgeführt, eine hochtemperaturtaugliche Aufbau- und Verbindungstechnik für dieses entwickelt, um daraus eine hochtemperaturtaugliche Sensorsonde aufzubauen. Darüber hinaus wurde eine Ausleseelektronik samt Firmware und PC-Software im Sinne eines Demokits für den Strömungssensor entwickelt. Mit diesem wurden zahlreiche Messungen in einem Hochtemperaturströmungskanal durchgeführt und Messergebnisse ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass die Sensoren bis Temperaturen über 400°C funktionieren und Messdaten liefern. Bis zu einer Markteinführung sind jedoch noch weitere Tätigkeiten erforderlich.

2019

Performance Evaluation of Latency for NB-LTE Networks in Industrial Automation

K.A. Nsiah, Z. Amjad, A. Sikora, B. Hilt

IEEE 30th Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC): IEEE PIMRC, 2019 Special Sessions, Sep. 2019, Istanbul

2019

Generation of High Aspect Ratio Metal Microstructures Exhibiting Low Surface Roughness by Drop-wise Printing of Liquid Metal

N. Lass, B. Gerdes, M. Jehle, L. Riegger, R. Zengerle, P. Koltay

29th Eurosensors, 06. – 09.09.2015, Freiburg
Procedia Eng., 120, 1103-1106 (2015)

2018

Power Management with Dynamic Power Adaption for a Rotational Energy Harvester in a Maritime Gearbox

J. Esch, D. Schillinger, D. Stojakov, D. Hoffmann, Y. Manoli

PowerMEMS 2018, 4. – 7. Dezember 2018, Daytona Beach, USA

2018

Self-Tunable Vibration Energy Harvester

J. Esch, D. Hoffmann, D. Stojakov, Y. Manoli

PowerMEMS 2018, 4. – 7. Dezember 2018, Daytona Beach, USA

2018

Reactive Joining of Thermally and Mechanically Sensitive Materials

B. Rheingans, R. Furrer, J. Neuenschwander, I. Spies, A. Schumacher, S. Knappmann, L. P. H. Jeurgens, J. Janczak-Rusch

Journal of Electronic Packaging, Doi: 10.1115/1.4040978, Vol.

140, Dec. 2018, pp. 041006-1-041006-8