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Wissenschaftliche Publikationen

Forschung bedeutet bei Hahn-Schickard auch, die Ergebnisse in wissenschaftlichen Publikationen zu veröffentlichen.

Jahr Name
2024

Optimierte reaktive Bondtechnologie auf der Basis neuartiger Zirkonium Systeme für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik (Join-ZiSi)

A. Schumacher, G. Buschbeck, I. Käpplinger

Abschlussbericht zum IGF-Vorhaben Nr. 21347 BG

2023

Micro-Electrode-Cavity-Array (MECA) on a CMOS Chip

M. Amayreh, S. Elsaegh, M. Kuderer, C. Blattert, H. Rietsche, O. Amft

Black Forest Nanopore Meeting 2023, 06.-09.11.2023, Freiburg, Deutschland

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  • This work represents a CMOS-Based nanoporesensing platform for high resolution readout of nanoporeevents.
  • CMOS integration reduces the overall capacitance of the readout which reduces the overall noise and thus allows detecting of fast and/or small nanoporeevents.
  • The current readout circuit is configurable for different current ranges and bandwidths and optimized for noise suppression. The circuit is divided into four amplifier stages.
  • Noise reduction techniques achieve a total integrated noise of only 18 pARMSin a bandwidth of 1 MHz.
  • The ASIC was implemented in a 350 nm standard CMOS technology.
  • The ASIC consists of five channels. Four of them are used as a MECA.

 

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2024

Hybrid 3D Printing of Molten Metal Microdroplets and Polymers for Prototyping of Printed Circuit Boards Featuring Interdigitated 3D Capacitors

Z. Khan, D. Gururajan, P. Koltay, S. Kartmann, R. Zengerle, Z. Shu

EEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING, IEEJ Trans 2024, doi:10.1002/tee.24035

2024

Smart HomesTechnologie - Gestaltung - Umsetzung – Trends | Vision & Ausblick in die Zukunft

Herausgeber: A. Hohorst/C. Jacob/S. Kukovec/M. Westermeier | Kapitel-Autoren: D. Lux, B. Inthasane, C. Rathfelder, M. Westermeier

Haufe Verlag, 1. Auflage 2024 (6. Februar 2024), ISBN: ‎ 978-3648176726

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Link zum Paper @ Haufe.de  (von Seite 289 - 297)

2023

Modelling and Characterization of an Electro-Thermal MEMS Device for Gas Property Determination

P. Raimann, F. Hedrich, S. Billat, A. Dehé

Smart Systems Integration (SSI), 28.-30.03.2023, Brügge, Belgien

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2023

Characterization and Modeling of Thermal MEMS for Selective Determination of Gas Properties

P. Raimann, F. Hedrich, S. Billat, A. Dehé

Sensor and Measurement Science International (SMSI), 08.-11.05.2023, Nürnberg, Deutschland

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2024

Towards Label-Free Standardization in 3d Cell Culture: Automated, Selective and Gentle High-Throughput Handling of Spheroids and Organoids via Novel Pick-Flow-Drop Principle

V. Zieger, D. Frejek, S. Zimmermann, G. A. A. Miotto, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann

Adv Healthc Mater 2024 Jan 24:e2303350, doi: 10.1002/adhm.202303350

2024

74 µm PEEK-Reinforced Sulfonated Poly(phenylene sulfone)-Membrane for Stable Water Electrolysis with Lower Gas Crossover and Lower Resistance than Nafion N115

R. Qelibari, E. Cruz Ortiz, N. van Treel, F. Lombeck, C. Schare, A. Münchinger, N. Dumbadze, G. Titvinidze, C. Klose, S. Vierrath

 Adv. Energy Mater. 2024, 2303271, doi: 10.1002/aenm.202303271

2023

30μm Thin Anode Gas Diffusion Layers for OptimizedPEM Fuel Cell Operation at 120 °C and Low RelativeHumidity

K. Yildirim, H. Fadlullah, C. Schwarz, F. Lombeck, C. Klose, S. Vierrath, M. Breitwieser

Adv. Energy Sustainability Res. 2023, 2300179, doi: 10.1002/aesr.202300179

2023

Reactive joining for temperature sensitive strain sensors

J. Böttcher, A. Schumacher, P. Meyer, G. Buschbeck, E. Pflug, S. Knappmann, A. Dehé

NMJ 2023, 27.-29.11.2023, Leipzig, Deutschland

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2023

Reactive bonding of an integrated CMOS strain sensor to steel by using hard and soft solders

A. Schumacher, P. Meyer, G. Buschbeck, E. Pflug, J. Böttcher, S. Knappmann, T. Hehn, A. Dehé

MikroSystemTechnik Kongress 2023, 23.-25.10.2023, Dresden, Deutschland
ISBN: 978-3-8007-6203-3 (CD-ROM), 978-3-8007-6204-0 (E-Book), VDE Verlag GmbH

2023

Reaktives Fügen mit neuartigen Zirkonium Systemen für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik

A. Schumacher, P. Meyer, S. Knappmann, A. Dehé, G. Dietrich, E. Pflug, J. Böttcher

TechnologyMountains InnovationForum Smarte Technologien und Systeme, 15.06.2023, Donaueschingen, Deutschland

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2023

Optimierte reaktive Bondtechnologie auf der Basis neuartiger Zirkonium Systeme für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik (Join ZiSi)

A. Schumacher, G. Buschbeck, J. Böttcher, A. Grün, I. Käpplinger, S. Knappmann, P. Meyer, E. Pflug, A. Dehé

DVS Congress 2023, 11.-14.09.2023, Essen, Deutschland
DVS-Berichte Band 389, ISBN: 978-3-96144-230-0 (Print), 978-3-96144-231-7 (E-Book), DVS Media GmbH, Düsseldorf

2023

Untersuchungen zu reaktiv gefügten Siliziumchips auf Stahlproben unter Verwendung von Hartloten

P. Meyer

Materials Day, 25.05.2023, Osnabrück, Deutschland

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2023

Reactive joining with braze: Novel zirconium based systems

E. Pflug, G. Buschbeck, A. Schumacher, J. Böttcher, S. Knappmann, P. Meyer, A. Dehé, O. Zimmer, V. Weihnacht

V-Messe, 18.-21.09.2023, Dresden, Deutschland

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2024

Automated Nanodroplet Dispensing for Large-Scale Spheroid Generation via Hanging Drop and Parallelized Lossless Spheroid Harvesting

V. Zieger, E. Woehr, S. Zimmermann, D. Frejek, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann

Micromachines 2024, 15, 231, doi: 10.3390/mi15020231

2023

Wie TestGen das Testen verteilter IoT Anwendungen unterstützt

M. Munzert, K. Stern

14. InnovationForum Smarte Technologien & Systeme, 15.06.2023, Donaueschingen, Deutschland

2023

Multisensorische Werkzeuge für die Kaltmassivumformung (Multisensorische Werkzeuge)

K. Grötzinger, A. Schott, B. Ehrbrecht

Abschlussbericht IGF-Vorhaben Nr. 21520 N

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An diesem Projekt haben 3 Institute gearbeitet:
Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart, welche den mechanischen Aufbau und die zur Umformung benötigte Presse zur Verfügung gestellt hat. Zudem wurden die zu erwartenden Sensordaten durch Simulationen berechnet.

 

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, welche das Umformungswerkzeug (Stempel) mit den sensorischen Schichten ausgestattet hat. Im Rahmen des Projektes wurden auch Kraftmessscheiben mit mehreren Sensoren zur Messung der bei der Umformung entstehenden Kräfte entwickelt. Diese sollen insbesondere eine Verkippung des Stempels oder fehlerhafte Rohlinge erkennen.

 

Hahn-Schickard-Gesellschaft für Angewandte Forschung e.V. (HS), welche eine Embedded Elektronik zur Erfassung, Auswertung und Übertragung der Messdaten über eine USB-Schnittstelle bzw. drahtlos per Bluetooth LE entwickelt hat. Eine besondere Herausforderung haben die teilweise sehr hochohmigen Sensoren dargestellt, da deren Signale leicht durch Elektromagnetische Strahlung, wie sie in solch schweren Maschinen üblich sind, gestört werden. Für die Visualisierung der Messdaten wurde eine PC-Anwendung erstellt.

 

Die Langfassung des Abschlussberichtes kann bei der FSV, Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, angefordert werden

2023

Analysis of tool heating in cold forging using thin-film sensors

K. C. Grötzinger, A. Schott, M. Rekowski, B. Ehrbrecht, T. Hehn, D. Gerasimov, M. Liewald

International ESAFORM Conference, 19.-21. April 2023, Krakow, Poland

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Data acquisition and data analysis to gain a better process understanding are one of the most promising trends in manufacturing technology. Especially in cold forging processes, data acquisition close to the deformation zone seems challenging due to the high surface pressure. Thus far, process parameters such as die temperature are mainly measured with state-of-the-art sensors, including standard thermocouples, which are integrated into the tooling system. The application of thin-film sensors has been tested in hot forging processes for local die temperature measurement. However, the process conditions regarding tribology and tool load in cold forging are even more difficult. In this contribution, the use of thin-film sensors, applied on a cold forging punch for cup backward extrusion, is subjected. The aim is to investigate the applicability of such thin-film sensors in cold forging with special emphasis on temperature measurement in cyclic forming processes. The thin-film sensor system and its manufacturing procedure by vacuum coating technology combined with microstructuring are described. With these thin-film sensors the cup backward cold extrusion of steel billets was investigated experimentally. Cyclic tool heating simulations with thermal parameter variations were performed as a reference to
experimental results.

 

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2023

Comparison of non-pulsating reflective PPG signals in skin phantom, wearable device prototype, and Monte Carlo simulations

M. Reiser, T. Müller, K. Flock, O. Amft, A. Breidenassel

45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 24. – 27.07.2023, Sydney, Australia

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We obtain and compare the non-pulsating part of reflective Photoplethysmogram (PPG) measurements in a porcine skin phantom and a wearable device prototype with Monte Carlo simulations and analyse the received signal. In particular, we investigate typical PPG wavelengths at 520, 637 and 940 nm and source-detector distances between 1.5 and 8.0 mm. We detail the phantom’s optical parameters, the wearable device design, and the simulation setup. Monte Carlo simulations were using layer-based and voxel-based structures. Pattern of the detected photon weights showed comparable trends. PPG signal, differential pathlength factor (DPF), mean maximum penetration depth, and signal level showed dependencies on the source-detector distance d for all wavelengths.We demonstrate the signal dependence of emitter and detection angles, which is of interest for the development of wearables.