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Soft magnetic Fe-Al alloys have been a subject of research in the past. However, they never saw the same reception in technical applications as the Fe-Si or Fe-Ni alloys, which is, to some extent, due to a low ductility level and difficulties in manufacturing. Additive manufacturing (AM) technology could be a way to avoid issues in conventional manufacturing and produce soft magnetic components from these alloys, as has already been shown with similarly brittle Fe-Si alloys. While AM has already been applied to certain Fe-Al alloys, no magnetic properties of AM Fe-Al alloys have been reported in the literature so far. Therefore, in this work, a Fe-12Al alloy was additively manufactured through laser powder bed fusion (L-PBF) and characterized regarding its microstructure and magnetic properties. A comparison was made with the materials produced by casting and rolling, prepared from melts with an identical chemical composition. In order to improve the magnetic properties, a heat treatment at a higher temperature (1300 °C) than typically applied for conventionally manufactured materials (850–1150 °C) is proposed for the AM material. The specially heat-treated AM material reached values (HC: 11.3 A/m; µmax: 13.1 × 103) that were close to the heat-treated cast material (HC: 12.4 A/m; µmax: 20.3 × 103). While the DC magnetic values of hot- and cold-rolled materials (HC: 3.2 to 4.1 A/m; µmax: 36.6 to 40.4 × 103) were not met, the AM material actually showed fewer losses than the rolled material under AC conditions. One explanation for this effect can be domain refinement effects. This study shows that it is possible to additively manufacture Fe-Al alloys with good soft magnetic behavior. With optimized manufacturing and post-processing, further improvements of the magnetic properties of AM L-PBF Fe-12Al may still be possible.
Based on a data-driven approach, a computer-assisted workflow for the quantitative analysis of optical Kerr microscopy images of sintered FeNdB-type permanent magnets was developed. By analyzing the domain patterns visible in the Kerr image with data-driven approaches such as traditional machine learning and advanced deep learning, we can quantify grain orientation and size with a better trade-off between accuracy and higher throughput than electron backscatter diffraction (EBSD). The key distinction between traditional machine learning and advanced deep learning lies in feature extraction. Traditional methods require manual, user-dependent feature extraction from input data, while advanced deep learning achieves this automatically. The predictions from the trained models were compared to the measurements from EBSD for performance evaluation. The proposed data-driven model is trained on the dataset created from the correlative microscopy technique, which requires the images of grains extracted from the Kerr microscopy and corresponding EBSD grain orientation data (Euler angles). The fine-tuned deep learning model shows better generalization ability than the traditional machine learning models trained on the manually extracted features and resulted in a mean absolute error of less than 5° for grain orientation of the anisotropic magnet samples when evaluated against the measured EBSD values. The developed approach has reduced the measurement effort for grain orientation by 5 times and have sufficient accuracy when compared to the EBSD.
In this study, we investigate the use of artificial neural networks as a potentially efficient method to determine the rate capability of electrodes for lithium-ion batteries with different porosities. The performance of a lithium-ion battery is, to a large extent, determined by the microstructure (i.e., layer thickness and porosity) of its electrodes. Tailoring the microstructure to a specific application is a crucial process in battery development. However, unravelling the complex correlations between microstructure and rate performance using either experiments or simulations is time-consuming and costly. Our approach provides a swift method for predicting the rate capability of battery electrodes by using machine learning on microstructural images of electrode cross-sections. We train multiple models in order to predict the specific capacity based on the batteries’ microstructure and investigate the decisive parts of the microstructure through the use of explainable artificial intelligence (XAI) methods. Our study shows that even comparably small neural network architectures are capable of providing state-of-the-art prediction results. In addition to this, our XAI studies demonstrate that the models are using understandable human features while ignoring present artefacts.
In the fast-growing but also highly competitive market of battery-powered power tools, cell-pack-cooling systems are of high importance, as they guarantee safety and short charging times. A simulation model of an 18 V power tool battery pack was developed to be able to evaluate four different pack-cooling systems (two heat-conductive polymers, one phase change material, and non-convective air as reference) in an application scenario of practical relevance (the intensive use of a power tool followed by cooling down and charging steps). The simulation comprises battery models of 21700 cells that are commercially available as well as heat transfer models. The study highlights the performance of the different cooling materials and their effect on the maximum pack temperature and total charging cycle time. Key material parameters and their influence on the battery pack temperature and temperature homogeneity are discussed. Using phase change materials and heat-conductive polymers, a significantly lower maximum temperature during discharge (up to 26%) and a high shortening potential of the use/charging cycle (up to 32%) were shown. In addition to the cooling material sweep, a parameter sweep was performed, varying the external temperature and air movement. The high importance of the conditions of use on the cooling system’s performance was illustrated.
Transformations in the work–nonwork interface highlight the importance of effectively managing the boundaries between life domains. However, do the ways individuals manage the boundaries between work and nonwork life change from one day to the next? If so, which antecedents may explain these intra-individual fluctuations in boundary management? Drawing on boundary management, spillover, and resource theories, we investigate daily changes in segmentation preferences and integration enactments as a function of experiencing strain in work and nonwork life. Assuming that changes in segmentation preferences reflect an individual’s strategy to regulate negative cross-role spillover, we suppose that strain increases individuals’ segmentation preferences; at the same time, however, it could force individuals to enact more integration.
Identification and quantitative segmentation of individual blood vessels in mice visualized with preclinical imaging techniques is a tedious, manual or semiautomated task that can require weeks of reviewing hundreds of levels of individual data sets. Preclinical imaging, such as micro-magnetic resonance imaging (μMRI) can produce tomographic datasets of murine vasculature across length scales and organs, which is of outmost importance to study tumor progression, angiogenesis, or vascular risk factors for diseases such as Alzheimer’s. Training a neural network capable of accurate segmentation results requires a sufficiently large amount of labelled data, which takes a long time to compile. Recently, several reasonably automated approaches have emerged in the preclinical context but still require significant manual input and are less accurate than the deep learning approach presented in this paper—quantified by the Dice score. In this work, the implementation of a shallow, three-dimensional U-Net architecture for the segmentation of vessels in murine brains is presented, which is (1) open-source, (2) can be achieved with a small dataset (in this work only 8 μMRI imaging stacks of mouse brains were available), and (3) requires only a small subset of labelled training data. The presented model is evaluated together with two post-processing methodologies using a cross-validation, which results in an average Dice score of 61.34% in its best setup. The results show, that the methodology is able to detect blood vessels faster and more reliably compared to state-of-the-art vesselness filters with an average Dice score of 43.88% for the used dataset.
The surface topography of biodegradable polymer foils is modified by mechanical imprinting on a submillimeter length scale. The created patterns strongly influence the wetting behavior and allow the preparation of hydrophobic surfaces with controlled solid-liquid interaction. A detailed analysis of anisotropic surface patterns reveals that the observed effect arises from a combination of topographical and compositional changes that are introduced to the surface. As a main result it is found that an individual combination of material and structure is required for the production of water-repellent biopolymer foils that are highly attractive for packaging applications.
Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon
(2023)
The next steps for the expansion of the human presence in the solar system will be taken on the Moon. However, due to the low lunar gravity, the suspended dust generated when lunar rovers move across the lunar soil is a significant risk for lunar missions as it can affect the systems of the exploration vehicles. One solution to mitigate this problem is the construction of roads and landing pads on the Moon. In addition, to increase the sustainability of future lunar missions, in-situ resource utilization (ISRU) techniques must be developed. In this paper, the use of concentrated light for paving on the Moon by melting the lunar regolith is investigated. As a substitute of the concentrated sunlight, a high-power CO2 laser is used in the experiments. With this set-up, a maximum laser spot diameter of 100 mm can be achieved, which translates in high thicknesses of the consolidated layers. Furthermore, the lunar regolith simulant EAC-1A is used as a substitute of the actual lunar soil. At the end of the study, large samples (approximately 250 × 250 mm) with interlocking capabilities were fabricated by melting the lunar simulant with the laser directly on the powder bed. Large areas of lunar soil can be covered with these samples and serve as roads and landing pads, decreasing the propagation of lunar dust. These manufactured samples were analysed regarding their mineralogical composition, internal structure and mechanical properties.
Future lunar exploration will be based on in-situ resource utilization (ISRU) techniques. The most abundant raw material on the Moon is lunar regolith, which, however, is very scarce on Earth, making the study of simulants a necessity. The objective of this study is to characterize and investigate the sintering behavior of EAC-1A lunar regolith simulant. The characterization of the simulant included the determination of the phase assemblage, characteristic temperatures determination and water content analysis. The results are discussed in the context of sintering experiments of EAC-1A simulant, which showed that the material can be sintered to a relative density close to 90%, but only within a very narrow range of temperatures (20–30 °C). Sintering experiments were performed for sieved and unsieved, as well as for dried and non-dried specimens of EAC-1A. In addition, an analysis of the densification and mechanical properties of the sintered specimens was done. The sintering experiments at different temperatures showed that the finest fraction of sieved simulant can reach a higher maximum sintering temperature, and consequently a higher densification and biaxial strength. The non-dried powder exhibited higher densification and biaxial strength after sintering compared to the dried specimen. This difference was explained with a higher green density of the non-dried powder during pressing, rather than due to an actual influence on the sintering mechanism. Nevertheless, drying the powder prior to sintering is important to avoid the overestimation of the strength of specimens to be fabricated on the Moon.
Der positive Versorgungseffekt digitaler Gesundheitsanwendungen bei onkologischen Erkrankungen am Beispiel des Mammakarzinoms kann anhand onkologischer Leitlinienempfehlungen abgeleitet werden. Existieren bereits Studien zu Gesundheitsanwendungen mit positivem Versorgungseffekt, können die behandelten Funktionen als evidenzbasierter Ansatz verwendet werden. Betreffen diese Studien andere Krankheiten, sind diese Untersuchungen nicht auszuschließen. Ein positiver Versorgungseffekt könnte sich dennoch bei Brustkrebspatient:innen zeigen. Hier besteht in jedem Fall Forschungsbedarf. Bei der Umsetzung der Leitlinienempfehlungen mittel App sollte darauf geachtet werden, ob die Empfehlungen allein durchführbar sind oder ob dafür professionelle persönliche Unterstützung nötig ist. Je nach Ergebnis wird entschieden, ob die Empfehlung digital umsetzbar ist oder nicht.
Die vorliegende Arbeit soll im Zusammenhang mit dem geplante Lieferkettengesetz zunächst einen Überblick über die vorangegangenen politischen und gesetzgeberischen Entwicklungen geben. Ferner soll in Bezug auf die folgende Forschungsfrage auf Möglichkeiten der Umsetzung für Unternehmen eingegangen werden:
Wie kann sichergestellt werden, dass keine
Menschenrechtsverletzungen innerhalb der Lieferketten
deutscher Unternehmen stattfinden?
Strategy development is one of the crucial factors for a firm's performance. For it
to be developed, a strategic analysis has to be conducted first. It enables
companies to gain a deeper understanding of their internal and external
environment. In the present work, the specialty coffee market is closely analyzed through a strategic analysis. The focus of this study is the young company Tikuna, a coffee producer that aims to enter the German market. In this context, Tikuna's possible entry into the German market and the companies competitive capacities are analyzed. In order to implement the different tools of the analysis, extensive literature research, as well as one expert interview and a survey were conducted.
It was found that Tikuna possesses all characteristics to enter the German
market. However, due to the lack of a differentiation factor in Tikuna's value
proposition, its competitive capacity is limited to a short period of time. In this
sense, different recommendations are given in order to ensure long term success
in the market. The central one being that Tikuna has to use its main strength and
bring innovation to the market.
Ziel der Thesis:
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, einen Fragebogen zu entwickeln, um die Kostenakzeptanz bei Eltern zu ermitteln, deren Kinder Myopiepräventionsmaßnahmen benötigen. Dieser Fragebogen kann einem auf Myopieprävention spezialis ierten Optometristen bei der Preisgestaltung der angebotenen Versorgung unterstützend helfen. Des Weiteren wird ausführlich ein strukturierter Ablaufplan beschrieben, anhand dessen der behandelnde Optometrist/Optiker die betroffenen Kinder und Jugendliche optimal betreuen kann.
Methode/Vorgehensweise:
Um das Ziel dieser Bachelorarbeit zu erreichen, wurde zu Beginn eine Literaturrecherche durchgeführt.
Es wurden Studien, Papers und Fachzeitschriften analysiert und Ursachen,Epidemiologie und Behandlungsmaßnahmen der Myopieprogression herausgearbeitet. Mithilfe dieser Informationen wurde ein Myopiepräventionskonzept und anschließend ein Fragebogen entwickelt.
Ergebnisse:
Eine beginnende oder fortgeschrittene Myopie lässt sich durch entsprechende Myopiemaßnahmen behandeln. Das Längenwachstum eines myopen Auges gilt es einzudämmen, da es sich unbehandelt bis ins Erwachsenenalter progressiv verhält und weitere irreversible Augenerkrankungen hervorrufen kann. Die weltweit ansteigende Myopieprävalenz ruft zu einem Handeln auf,
da etwa die Hälfte der Weltbevölkerung im Jahre 2050 kurzsichtig sein wird. Ursachen hierfür sind vielfältig. Vermehrte Naharbeit, genetische Faktoren, wenig Außenaktivität und binokulare Seheigenschaften spielen eine große Rolle. Versorgungen, die im Myopiemanagement eingesetzt werden, sind Mehrstärkengläser, myopische Brillengläser, Orthokeratologie-kontaktlinsen, multifokale Kontaktlinsen, myopische Kontaktlinsen und Atropin.
Das Ergebnis des Fragebogens zeigt, dass Eltern bereit sind, monatlich 38,89±16,15€ für eine Versorgung zur Myopiekontrolle bei ihrem Kind zu investieren. Dies deckt sich mit den in der Praxis angegeben Preisen von 35€ bis 52€ für Kontaktlinsen und 29€ für spezielle Myopiebrillengläser.
Leider werden die Kosten von der gesetzlichen Krankenkasse nicht übernommen. Hier besteht Handlungsbedarf, denn es kann im Erwachsenenalter zu hohen Kosten für Folgeerkrankungen einer hohen Myopie oder deren Korrektionsmaßnahmen kommen.
Schlussfolgerung:
Der Umfragebogen und dessen Ergebnis sollen dem Myopiespezialisten helfen, Versorgungsangebote
mit Brille oder Kontaktlinsen preislich den Vorstellungen und damit der Akzeptanz der
Eltern anzupassen. Somit kann eine maximale Effizienz und Zufriedenheit erreicht werden.
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit "Race Conditions", auf Deutsch "Wettlaufsituationen", in Webanwendungen. Bei dieser Art von Schwachstelle lassen sich durch einen Angreifer unvorhergesehene Zustände, in Folge von überschneidenden und parallelen Programmcodesequenzen, kreieren. Durch geschicktes Ausnutzen dieser Zustände können sich damit Vorteile verschafft werden, wie das Umgehen von Anti-Brute-Force-Mechanismen, das Überziehen von Limits, die Mehrabgabe von Stimmen und weiteren Angriffsszenarien. Im Rahmen der Arbeit wird ein Penetration Testing Tool für Race Conditions und eine Trainings-Webanwendung entwickelt, die für diese Art von Angriffen verwundbar ist. Anhand des entwickelten Penetration Testing Tools und der entwickelten Webanwendung werden Angriffsszenarien aus der Praxis demonstriert.
Die Bevölkerungsversorgung mit medizinischen Leistungen stellt zunehmend eine größere Herausforderung dar. Durch demographische Veränderungen unserer Gesellschaft ist ein deutlicher Anstieg des augenärztlichen Versorgungsbedarfs erkennbar. Trotz steigender Zahl an Ophthalmologen zeigt sich keine entsprechende Zunahme der augenärztlichen Versorgungskapazität. In der Zukunft wird eine flächendeckende und hochqualitative Versorgung nicht mehr möglich sein, solange nicht mit Aufstockung der notwendigen Ressourcen auf den steigenden Versorgungsbedarf reagiert wird.
In dieser Studie geht das Institut für Unternehmensführung (AAUF) der Hochschule
Aalen der Frage nach, wie sich die Digitalisierung auf die Arbeit von Steuerberaterkanzleien auswirkt. Die vorliegende Schrift stellt die wesentlichen
Erkenntnisse vor.
Die Charakteristika der an der Befragung teilnehmenden Steuerberatungen spiegeln hinsichtlich Unternehmensgröße und Art der Tätigkeiten die Merkmale der angepeilten Gesamtheit an Unternehmen wider, so dass man davon ausgehen kann, dass die
Ergebnisse repräsentativ sind.
In Summe zeigt sich, dass Digitalisierung natürlich auch in dieser Branche eine Rolle spielt, jedoch weniger bei der Mandantenakquisition als bei internen Prozessen. Es scheint so, dass potentielle Mandanten aufgrund der mit solchen Dienstleistungen
verbundenen Unsicherheit eher auf persönliche Kontakte und Weiterempfehlungen vertrauen. Steuerberaterkanzleien nutzen daher kaum digitale Akquisitionswege. Weiterhin zeigt sich in verschiedenen Ergebnissen eine digitale Kluft: eine signifikante
Gruppe der befragten Kanzleien nutzt die Digitalisierung stark und eine oft ebenso
große Gruppe nutzt die Digitalisierung nur wenig.
Purpose: The aim is to be able to advise patients on the choice of sports and exercises regarding the effects on the intraocular pressure.
Methods: The search engines Google Scholar and PubMed were used to search for suitable studies. The studies were summarized, and the most important data were collected in one table for each study. The effect on the IOP was extracted or, if not given in the article, calculated by the difference of means of the IOP after or during exercise, and the baseline IOP before, whenever these values were available.
Findings: A total of 47 studies out of the years 1990 to 2020 that investigated the influence on the IOP of the most popular sports actively practiced in Germany were reviewed and summarized: twelve for running, sixteen for fitness/ weight training, one for swimming/diving, twelve for cycling, four for hiking, and two for yoga.
Conclusions: Throughout all studies and sports it was seen that physical fitness stabilized the IOP. Higher
intensity of exercise led to higher fluctuations of the IOP. Moderate endurance training keeps the IOP fluctuations low and may lead to a lower baseline IOP if practiced on a regular base. Fitness and weight training lead to fluctuations of the IOP in a pronounced manner when performed at moderate and high intensity. Therefore, only a moderate training can be recommended if there is need to keep the IOP stable. Isometric exercise is not recommended as it provokes a rise of the IOP even when performed with light loads. The Valsalva Maneuver should always be avoided as it leads to additional fluctuations of the IOP. Also, the IOP behaved more stable during resistance training when higher fitness was present.
Der nachfolgende Leitfaden soll ProjektmanagerInnen, BeraterInnen und Führungskräften aufzeigen, was Nachhaltigkeit im Projektmanagement bedeutet und was beachtet werden sollte, um Nachhaltigkeit im Projektmanagement zu gewährleisten. Um ein Grundverständnis zum Thema Nachhaltigkeit zu schaffen, wird in der Einleitung des Leitfadens kurz auf die wichtigsten Punkte und Begriffe des Themas eingegangen. Zudem wird eine Definition von Nachhaltigkeit im Pro-
jektmanagement gegeben. Es folgen die drei Bereiche: Nachhaltigkeit im Unternehmen, im Projektmanagementprozess und im Projekt selbst. Jeder Bereich wird zunächst in einem Überblick kurz erklärt. Anschließend werden Ziele beschrieben, die optimalerweise erreicht werden sollten. Am Ende jedes Abschnitts werden Maßnahmen aufgezählt, wie die Ziele erreicht werden können. Am Ende des Leitfadens befinden sich zudem Anhänge, die zur Orientierung und zur weiteren Information dienen sollen.