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Dietrich_Berger

M.Sc. Dietrich Berger

Akad. Mitarbeiter
Bereich: Produktionssysteme
Sprechstunden: nach Vereinbarung
Raum: 105, Geb. 50.36
Tel.: +49 721 608-44016
Fax: +49 721 608-45005
Dietrich BergerOol1∂kit edu

76131 Karlsruhe
Kaiserstraße 12


M.Sc. Dietrich Berger

Forschungs- und Arbeitsgebiete:

  • In-Line Messtechnik

Allgemeine Aufgaben:

  • Betreuung der Übung zur Vorlesung „Qualitätsmanagement“
  • Vorlesungsbetreuer der Vorlesung „Introduction to Production Operations Management“ am International Department

Veröffentlichungen

[ 1 ] Brabandt, D.; Baumann, F.; Berger, D.; Lanza, G.; Summa, J.; Schwarz, M.; Herrmann, H.; Pohl, M. & Stommel, M. (2015), „Großserientaugliche Verbindungselementefür den hybriden Leichtbau“, lightweight design, Nr. 2, S. 48-53.
Abstract:
Da Verbindungszonen in Hybridverbunden unter einer erhöhten Belastung stehen, ist hier insbesondere auch die Auswirkung von Defekten in der Fügezone auf die mechanischen Kennwerte zu untersuchen. Neben dieser Untersuchung im ausgehärteten Bauteil müssen Konzepte zur frühzeitigen prozessintegrierten Detektion von Imperfektionen im Lagenaufbau des textilen Halbzeugs erarbeitet werden. Hierbei werden die Fragestellungen von den Projektpartnern der TU Dortmund, des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität des Saarlandes gemeinschaftlich betrachtet.

[ 2 ] Brabandt, D.; Berger, D.; Brenner, D.; Heinzler, A. & Lanza, G. (2015), „Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von In-line-Messtechnik in Werkzeugmaschinen“, ZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, Band 4, S. 210-213.
Abstract:
Für die prozessintegrierte Regelung von Fertigungsprozessen steht eine Vielzahl von Messverfahren zur Verfügung. Ein möglicher Ansatz ist die “In-situ”-Integration der Messtechnik in der Werkzeugmaschine. Dies verkürzt den Informationsaustausch zwischen der Messung und der Fertigung und reduziert die Nebenzeiten des Prozesses. Das Ziel der vorliegenden Untersuchungen war, ein “In-situ”-Integrationskonzept am Beispiel einer Getriebefertigung monetär zu bewerten. Die Ergebnisse der Kostenanalyse zeigen, dass der Einsatz des “In-situ”-Integrationskonzepts in unterschiedlichen Szenarien innerhalb der Fertigung zu monetären Vorteilen führen kann.

[ 3 ] Berger, D.; Brabandt, D. & Lanza, G. (2015), „Conception of a mobile climate simulation chamber for theinvestigation of the influences of harsh shop floor conditions onin-process measurement systems in machine tools“, Measurement Journal, Band 74, S. 233-237.
Abstract:
In-process measurements by machine tools offer high product quality, lower manufacturing costs, high productivity and a real-life assessment of product quality. Measurement errors of machine tools are influenced by complex environmental factors on the shop floor (e.g. temperature). The project ‘‘Traceable In-Process Dimensional Measurement’’ (TIM) aims for the ability to measure fabricated parts accurately in-process under the influence of the previously named factors. The development of a mobile climate simulation chamber is one of the work packages in this project and has the objective to simulate shop floor conditions to which a machine tool is exposed in its daily use. Based on the analysis of the variety of influencing factors, different concepts for the design of the mobile simulation chamber have been elaborated and the final concept was chosen. The validation of the final concept was supported by a computational fluid dynamics simulation and a modified temperature sensor distribution that is fit for the described purpose with regard to the mobility and thermal stability of the system.

[ 4 ] Lanza, G.; Bürgin, J.; Berger, D. & Peters, S. (2015), „Wie Industrie 4.0 die Steuerung von Produktion und Supply Chain verändern wird“. Controlling im digitalen Zeitalter - Herausforderungen und Best-Practice-Lösungen, Hrsg. Horvath, P. & Michel, U., S. 87-99.
Abstract:
Durch Industrie 4.0 lässt sich sowohl der Trend der individualisierten Produktdefinition, als auch der der echtzeitfähigen Produktionssteuerung realisieren. Sie ist ein nicht mehr aufzuhaltender Megatrend mit Elementen, deren Chancen und Risiken jedoch noch nicht voll umfänglich verstanden sind. Wesentliche Enabler sind dabei kostengünstige Sensorik sowie die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung der Akteure. Hinsichtlich standortübergreifender Prozesse bietet Industrie 4.0 durch die digitale Vernetzung eine vielversprechende Ausgangslage, um das Auftragsmanagement und die Steuerung globaler Produktionsnetzwerke und Supply Chains maßgeblich zu verbessern. Faktoren wie eine sichere Kommunikation und die Beibehaltung der Datensouveränität stellen hingegen Herausforderungen dar, die im Rahmen der Industrie 4.0 gelöst werden müssen, um langfristige Akzeptanz zu erreichen. Standardisierungsmaßnahmen müssen getroffen werden, die nicht nur den Ablauf von Informationserfassungs- und Auswerteprozessen betreffen, sondern ebenso den Umgang mit sicherheitstechnischen Fragestellungen. Ziele, die sich für den Produktionsstandort Deutschland daraus ergeben, sind der Erhalt der Vorreiterstellung in der Bruttowertschöpfung, sowie der Ausbau eines signifikanten Marktanteils in Bezug auf Lösungen der Industrie 4.0.

[ 5 ] Berger, D. & Lanza, G. (2016), „Qualitätssicherung im Leichtbau “, ZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, Band 4, S. 178-182. [12.10.16].
Abstract:
Der Einsatz von hybriden Werkstoffverbunden ermöglicht zukünftig neue Anwendungen von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen im Automobilbereich. Mit zunehmender Einsatzhäufigkeit der damit verbundenen Produktionstechnologien verändern sich die Anforderungen an die Qualitätssicherung im Rahmen einer Serienproduktion. Das vorgestellte Konzept stellt einen ganzheitlichen Ansatz der prozessintegrierten Qualitätssicherung für die Herstellung von intrinsischen Hybridverbunden in Leichtbaustrukturen dar, mit dem verschiedene Qualitätsmerkmale zu unterschiedlichen Wertschöpfungszeitpunkten bewertet werden können. Der sich daraus ergebende Vorteil gegenüber dem aktuellen Stand der Technik besteht in der Kombination einzelner Messsysteme, die einen adäquaten Kompromiss zwischen Flexibilität und kurzen Messzeiten ermöglicht.

[ 6 ] Berger, D.; Brabandt, D.; Bakir, C.; Hornung, T.; Lanza, G.; Summa, J.; Schwarz, M.; Herrmann, H.; Pohl, M. & Stommel, M. (2016), „Effects of defects in series production of hybrid CFRP lightweight components “, Measurement Journal, S. 389-394.
Abstract:
The field of application of carbon fibre reinforced plastics (CFRP) is expanded successively by the insertion of additional components in manufactured parts. These inserts can be used as mechanical interfaces between CFRP and external forces, which is why it is necessary to ensure that the interface is free of defects. Especially the CFRP component is prone to defects due to process and material properties. Currently there are very limited possibilities to evaluate the quality of this type of innovative combination of components. Therefore this publication presents the optimized operation of both 3D and 2D measurement systems in series production, which are used to detect defects that appear in the production of hybrid metal components in the Resin Transfer Moulding Process. The severity of these defects is characterized in both destructive and non-destructive testing and helps to evaluate the necessity of in-line measurement systems and their allocation in the production process.

[ 7 ] Berger, D.; Zaiß, M.; Krämer, A.; Häfner, B. & Lanza, G. (2016), „Bewertung von Messsystemen für den Leichtbau“, wt-online, Nr. 11, S. 787-793.
Abstract:
Durch die vielfältigen Anwendungsgebiete der faserverstärkten Kunststoffe entstehen individuelle Anforderungen an die Qualität der gefertigten Bauteile. Diese kann durch unterschiedliche Prüfverfahren unter Laborbedingungen bereits zuverlässig charakterisiert werden. Die Herausforderung für die Industrie besteht darin, diese Mess- und Prüftechniken in die Serienfertigung inline zu integrieren, um sowohl die Ausschussraten als auch die Wertschöpfung in der Fertigung optimieren zu können.

[ 8 ] Eschner, N.; Kopf, R.; Lieneke, T.; Künneke, T.; Berger, D.; Häfner, B.; Lanza, G. & Zimmer, D. (2017), „Kombination etablierter und additiver Fertigung“, ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, Band 112, S. 469-472. https://doi.org/10.3139/104.111751 [31.10.17].
Abstract:
Der Serieneinsatz der additiven Fertigung ist maßgeblich durch die hohen Kosten und der geringen Produktivität der Verfahren limitiert. Der hier vorgestellte Ansatz zeigt, wie die Wirtschaftlichkeit des Laser-Strahlschmelzens (LBM) durch die Kombination mit etablierten Fertigungsverfahren erhöht werden kann. Ziel ist es, nur solche Funktionsträger additiv zu fertigen, die einen höheren Kundennutzen bringen. Dazu werden Konstruktionsrichtlinien definiert, Prozessketten erarbeitet und eine Qualitätssicherung mittels Ultraschallüberwachung realisiert.

[ 9 ] Berger, D.; Zaiß, M.; Lanza, G.; Summa, J.; Schwarz, M.; Hermann, H.; Pohl, M.; Günther, F. & Stommer, M. . (2018), „Predictive quality control of hybrid metal-CFRP components using information fusion“, Production Engineering, S. 1-12. https://doi.org/10.1007/s11740-018-0816-1
Abstract:
The paper presents an approach to determine the durability of hybrid metal-CFRP components combining the results of non-destructive testing (ndt) and finite element simulation The advantage of hybrid metal-CFRP components lies in the use of the properties of the materials used. CFRP parts with higher specific stiffness and strength are combined with metallic joining points, so that established joining processes for metal components can be applied to these lightweight components. In order to further promote the use of these hybrids in industry, it is necessary to guarantee a high level of component reliability through 100% quality control in order to avoid production-related defects. These defects such as delamination or fibre disorientation however vary in shape, size and position and lead to different effects on the part performance and reliability. Therefore the presented approach includes the application of non-destructive testing methods that are applied as in-line quality control measures in order to determine defect characteristics of the inspected parts. Due to the novelty of the component under test it is necessary to evaluate the individual criticality of detected defects and how they affect part performance during the testing procedure. Therefore the acquired ndt-data is used in finite element simulations where defect characteristics are added to the component model and whose effects on part reliability are evaluated. The generation of additional information combining non-destructive testing and simulation is referred to as data fusion. In order to evaluate the validity of the presented approach the determined part performances are compared to experimental mechanic tests.