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Shaker Verlag GmbH Der Shaker Verlag mit Sitz in Maastricht und Düren widmet sich wissenschaftlichen Publikationen, vo

Wir sind als Verlagsunternehmen mit Standorten in Deutschland und den Niederlanden vertreten. In den letzten 30 Jahren hat sich unser Tätigkeitsgebiet von rein wissenschaftlichen Publikationen zu einem breitgefächerten Themenspektrum hin entwickelt. Unser Programm umfasst derzeit mehr als 25.000 lieferbare Titel aus einer Vielzahl von Fachgebieten. Alle Titel erscheinen bei uns als Buch und gleich

zeitig auch online als pdf-Datei. Wir arbeiten mit einer Vielzahl von namhaften wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Herausgebern zusammen. Derzeit führen wir etwa 600 Institutsreihen, in denen jeweils die neuesten Forschungsergebnisse veröffentlicht werden. Bei uns erscheinen Tagungs- und Konferenzbände namhafter europäischer Veranstaltungen und Tagungen.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0135-9Wichtige Ziele für die Entwicklung neuer Landmaschinen sind die Optimi...
15/08/2025

Neuerscheinung

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Wichtige Ziele für die Entwicklung neuer Landmaschinen sind die Optimierung und Effizienzsteigerung der landtechnischen Prozesse. Der hohe Entwicklungsaufwand der komplexen Maschinen ist durch Versuche allein nicht umsetzbar und benötigt Simulationsmethoden zur Unterstützung. Zur Abbildung und Optimierung landtechnischer Prozesse erweist sich die DEM als besonders geeignet. Aufgrund des zellulären Aufbaus und Wassergehalts der Erntegüter erfordert deren Simulation viskoelastische Materialmodelle, um valide Ergebnisse für das Stoß- und Gutstromverhalten zu liefern.
In dieser Arbeit wird ein Vorgehen zur Modellierung viskoelastischer Erntegüter beschrieben und am Beispiel von Kartoffelknollen angewendet. Dabei wird der Einfluss der Modellqualität auf das simulierte Materialverhalten berücksichtigt. Die Parameter des Stoß- und des Gutstromverhaltens der Kartoffelknollen werden versuchstechnisch ermittelt und in ein Standardmodell aus bekannten Teilmodellen sowie in ein optimiertes Simulationsmodell (Zielmodell) mit neu entwickelten Modellerweiterungen übertragen.
Zur Validierung des Stoßverhaltens werden die Kräfte und Verformungen bei Be- und Entlastung untersucht. Das Gutstromverhalten wird über die Aufteilung einer Kartoffelmenge in einem Förderprozess validiert. Das Zielmodell zeigt gegenüber dem Standardmodell eine deutlich verbesserte Darstellung des Stoß- und Gutstromverhaltens.
Die Validierungsergebnisse bestätigen die Methode zur Modellierung viskoelastischer Erntegüter und demonstrieren ihre Eignung zur Optimierung landtechnischer Prozesse.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0144-1Im Zuge der Energiewende und insbesondere durch die Verpflichtung der ...
14/08/2025

Neuerscheinung

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Im Zuge der Energiewende und insbesondere durch die Verpflichtung der Städte und Gemeinden zur kommunalen Wärmeplanung ist die Transformation von Wohnquartieren hin zu einer energieeffizienten und emissionsarmen Energieversorgung in den Fokus gerückt. Entscheidungsträger in der Quartiersentwicklung stehen vor der Herausforderung, das unter den lokalen Gegebenheiten optimale Energiekonzept zu wählen. Problematisch dabei ist, dass es aufgrund der Vielzahl möglicher Versorgungsoptionen oft nicht möglich ist, in einer frühen Projektphase für alle theoretisch möglichen Optionen Konzepte zu erstellen und diese zu vergleichen. Diese Arbeit zeigt, wie Konzepte für den Entwurf energetisch optimierter Quartiere automatisiert erstellt werden können. Dazu werden zunächst die Inhalte der Konzepte auf Basis des verfügbaren Standes der Technik definiert. Die Konzepte, die mit dem Modell dieser Arbeit automatisiert erstellt werden können, umfassen die Sektoren Wärme, Mobilität und Strom. Die Auswirkungen dieser Sektorenkopplung werden mit einer eigens entwickelten und für Quartiere optimierten Lastsimulation analysiert. Mit dem entwickelten Modell ist es zudem möglich, auf Basis einer entwickelten Quartiersklassifizierung allgemeine Handlungsempfehlungen für den Status Quo der Quartiere abzuleiten. Die Erprobung des Modells an realen Modellquartieren hat gezeigt, dass mit dieser Herangehensweise realitätsnahe Ergebnisse erzielt werden können. Besonders hervorzuheben ist, dass auch die Kosten für leitungsgebundene Wärmeversorgungslösungen ohne zusätzliche geografische Planung abgeschätzt werden können.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0141-0Aktuelle Fortschritte im autonomen Fahren sind eng mit Entwicklungen i...
14/08/2025

Neuerscheinung

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Aktuelle Fortschritte im autonomen Fahren sind eng mit Entwicklungen im Deep Learning verknüpft, etwa durch größere Datenmengen, verbesserte Modellarchitekturen und leistungsfähige Basismodelle (Foundation Models). Im Rahmen des Projekts AFFiAncE wurde ein Prüfstand entwickelt, der die hohen Sicherheitsanforderungen an die Architektur autonomer Fahrzeuge adressiert.
In dieser Arbeit wird gezeigt, wie anhand des CARLA-Simulators synthetische Daten für den Prüfstand des Projekts erzeugt wurden. Dabei wird die Erstellung der dafür benötigten virtuellen Umgebungen anhand von realen Geodaten betrachtet.
Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Auswertung von 3D-Punktwolkendaten zur Detektion von Bordsteinkanten. Diese erlauben eine präzise Rekonstruktion von Straßenverläufen und -breiten und können zur Aktualisierung von Kartendaten sowie virtueller Umgebungen beitragen. Es wird ein regelbasierter Algorithmus mit einem Deep-Learning-Modell verglichen und eine iterative Nachverarbeitung vorgestellt, die die Detektion auch in schwierigen Fällen, wie abgesenkten Bordsteinkanten, ermöglicht.
Darüber hinaus wird ein neuartiger Ansatz zur flexiblen semantischen Segmentierung von Kamerabildern vorgestellt. Dieser basiert auf einem großen KI-Basismodell, das mittels Prompt Tuning angepasst wurde. Um die Einsatzfähigkeit auf eingebetteten Systemen zu gewährleisten, wurde eine Wissensdestillation durchgeführt. Die durch den Ansatz ermöglichte Flexibilität wird aufgezeigt und evaluiert.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0133-5Die Vielfalt der verfügbaren Werkstoffe für die additive Fertigung vor...
13/08/2025

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Die Vielfalt der verfügbaren Werkstoffe für die additive Fertigung vor allem im Bereich der Werkzeugwerkstoffe ist im Vergleich zur Werkstoffauswahl für konventionelle Fertigungsrouten sehr gering. Gleichzeitig ist eine Werkstoffentwicklung für die verfügbaren additiven Verfahren essenziell, da diese Werkstoffgruppe hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit besonders anspruchsvoll ist. Eine Legierungsentwicklung wird üblicherweise durch iterative Sonderverdüsungen verschiedener Werkstoffzusammensetzungen durchgeführt, die sowohl kosten- als auch zeitintensiv sind. Die Nutzung von Pulvermischungen in der laser- und pulverbettbasierten additiven Fertigung ist eine kosteneffiziente Möglichkeit neue Legierungszusammensetzungen zu verarbeiten und ihre Eigenschaften mit ihrem Anforderungsprofil zu vergleichen.
Hinsichtlich der Wahl geeigneter Basispulver für die Pulvermischungen müssen einige Aspekte berücksichtigt werden. Dabei spielen neben der Morphologie, der Dichten und der Schmelzpunkte der Pulver auch die zum Einsatz kommenden Partikelgrößenverteilungen eine große Rolle. Inhomogenitäten auf verschiedenen Größenskalen wurden charakterisiert und auf diese Einflussfaktoren zurückgeführt. Durch verschiedene Ansätze können die Inhomogenitäten verringert werden und eine erfolgreiche Legierungsentwicklung an drei beispielhaft ausgewählten Werkzeugstählen demonstriert werden.
Die erste Legierungsentwicklung zeigt, dass durch das Senken des Erstarrungsintervalls einer Schmelze durch die Hinzugabe von Cr₃C₂ zu X40CrMoV5-1 eutektische M₇C₃ ausgeschieden werden, die die Heißrissneigung des neu entwickelten Werkstoffs entscheidend reduziert. Im zweiten Anwendungsbeispiel wird gezeigt, dass durch die Zugabe von hochschmelzendem TiC die Karbidgehalte und Karbidgrößen zielgerichtet im Werkstoff eingestellt werden können ohne die Verarbeitbarkeit zu reduzieren. Dazu werden Karbide verwendet, die in der Schmelze nur teilweise aufgeschmolzen werden und im Gefüge als Karbidpartikel eingebettet werden.
Der dritte Beispielwerkstoff ist ein korrosionsbeständiger karbidreicher Werkzeugstahl, der auf Basis eines konventionellen Warmarbeitsstahls mit Cr und Cr₃C₂ legiert ist und somit ein vollkommen anderes Eigenschaftsprofil aufweist.
Anhand dieser Arbeit wird das Potenzial und die Vielfältigkeit für die Nutzung von Pulvermischungen für die additive Fertigung herausgearbeitet und hervorgehoben.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8440-9598-2Zorn, Angst, Trauer, Ku**er oder Wahn sind Ausdrucksformen der Seele. ...
13/08/2025

Neuerscheinung

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Zorn, Angst, Trauer, Ku**er oder Wahn sind Ausdrucksformen der Seele. Doch bleibt der Körper davon unberührt?
Wie reagiert die Seele, wenn der Körper Schmerz empfindet? Ist eine strikte Trennung zwischen körperlichen und seelischen Vorgängen möglich?
Wem gebührt die Behandlungshoheit bei psychopathologischen Prozessen – den Philosophen oder besser den Ärzten?
Diesen Fragen widmet sich der arabische Universalgelehrte Abū Zaid al-Balẖī in seiner Handschrift, welche er unter dem Titel „Maṣāliḥ al-abdān wa-l-anfus“ („Instandsetzung des Körpers und der Seele“) Ende des 9. Jahrhunderts verfasste.
Das vorliegende Buch ist eine weitere Neuauflage der erstmals 1990 im Rahmen einer Dissertation veröffentlichten Ausgabe.
Auf neue Entwicklungen in der Psychosomatischen Medizin weist die Autorin in einem aktuellen Vorwort bzw. in den Anmerkungen hin.
Nach einem kurzen Einblick in historische Aspekte folgt der Hauptteil, entsprechend einer vergleichenden Analyse des Textes. Die Autorin legt dar, wie Abū Zaid al-Balẖī anhand von psychopathologischen Phänomenen die Wechselwirkung zwischen Körper und Seele veranschaulicht; auffällig ist dabei die sehr differenzierte und systematische Art der Abhandlung. Deutlich wird zudem, dass der Gelehrte der Prophylaxe und Therapie einen besonderen Platz einräumt.
Im dritten Abschnitt präsentiert die Autorin eine deutsche Übersetzung, die dem arabischen Text gegenübergestellt wird.

„Die Psychosomatische Medizin bei Abū Zaid al-Balẖī“ zeigt erstaunliche Parallelen zur Gegenwart auf und hat in vielen Aspekten heute noch Gültigkeit. Al-Balẖīs „ganzheitliches“ Denken im Hinblick auf Körper und Seele, mit dem er seiner Zeit weit voraus war, verdient die Aufmerksamkeit der modernen Wissenschaft.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0149-6Ein zentraler Ansatz zur Reduktion von Emissionen und zur Förderung ei...
12/08/2025

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Ein zentraler Ansatz zur Reduktion von Emissionen und zur Förderung einer nachhaltigen Energiewende ist die Steigerung der Effizienz bei der Nutzung von Primärenergie. Ein großes Potenzial liegt hierbei in der Nutzung industrieller Abwärme, die bislang häufig ungenutzt verloren geht. Thermochemische Speicher stellen eine vielversprechende Technologie dar, um diese Energie nahezu verlustfrei und zeitlich unbegrenzt zu speichern. Sie ermöglichen eine räumliche und zeitliche Entkopplung zwischen Wärmequelle und -nutzung. Die Forschung steht jedoch noch am Anfang, da bisher untersuchte Speichermaterialien nur unzureichende Eigenschaften aufweisen. Erste Pilotanlagen sind daher erst jüngst in der Entwicklung.
Im Fokus dieser Arbeit stehen die Materialien Calciumhydroxid (Ca(OH)2) und Calciumoxalat-Monohydrat (CaC2O4·H2O), die sich im Rahmen experimenteller Untersuchungen als potenziell geeignete Speicherstoffe für thermochemische Anwendungen erwiesen haben. In einem eigens entwickelten Versuchsreaktor wurden diese Materialien als Pulver und Granalien auf unterschiedliche technische Einflussgrößen hin untersucht. Ergänzend wurde im Rahmen einer techno-ökonomischen Bewertung die Wirtschaftlichkeit eines entsprechenden Speichersystems anhand eines konkreten Anwendungsfalls nachgewiesen. Eine daran anschließende Sensitivitätsanalyse identifiziert kritische Rahmenbedingungen, materialspezifische Eigenschaften sowie wirtschaftliche Faktoren, die die Rentabilität maßgeblich beeinflussen.
Die gewonnenen Erkenntnisse bilden eine fundierte Basis für weiterführende Untersuchungen zur gezielten Optimierung von Speichermaterialien und Betriebskonzepten zur effizienten Abwärmenutzung.

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New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8191-0129-8Active sonar systems are used in a variety of underwater applications...
12/08/2025

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Active sonar systems are used in a variety of underwater applications to locate objects and for imaging. Conventional active sonar systems have a single transmitter to emit an acoustic signal. The signal scattered back from objects is received by multiple receivers usually arranged in an array. The obtained travel time information can be used to determine the location of a backscatter. A Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) sonar is an extension of this principle, in which multiple transmitters with different transmitter signals are used. The design of the transmitter signals enables them to be separated in the receiving-side signal processing. This principle allows the travel time information to be multiplied by introducing additional transmitters, which can improve the angular resolution of the system.
The pulseform design is essential to improve the separability of the transmitter signals and thus minimize crosstalk (cross-correlation noise) between signal paths. In this thesis, three pulseform designs are presented and optimized for the use in MIMO sonar systems. The optimization is based on the minimization of sidelobes in the Point-Spread-Function (PSF) of the system caused by crosstalk. Thereby, different cost functions based on the Generalized-Integrated-Sidelobe-Level (GISL) are compared.
Furthermore, experimental studies are carried out with a MIMO sonar system. It can be demonstrated that the angular resolution can be improved using the MIMO principle and that large virtual arrays can be created with less hardware than it would have been required in a conventional system. The investigations also show that pulse separation is decisive for the functionality of MIMO systems and that the optimal choice for this can vary depending on the application.

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New Publicationwww.whaker.eu/shop/978-3-8191-0138-0The central message of this work is understanding the impact of weld-...
11/08/2025

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The central message of this work is understanding the impact of weld-packaging on the electromagnetic properties of packaged electrical steel core. With the aim of quantifying the influence of weld-packaging process parameters such as laser power, laser focal position, working pressure, and laser type on the electromagnetic deterioration observed with the packaged cores, a method of minimizing the deterioration effects of weld-packaging can be achieved.
The advantage of low powered lasers over high powered lasers is seen to be due to decreases in temperature gradient, thereby leading to reduced deterioration of the core. An increase in the laser focal position resulted in less deterioration, as it reduces the depth of thermal energy pe*******on (heat affected zone) through its impact on the resulting temperature gradient. Higher working pressure is observed to affect the electromagnetic property deterioration positively (reduction) through its impact on the reduction of the energy pe*******on depth. Furthermore, the analysis of the impact of different laser topologies revealed that high powered lasers with increased fibre diameter, leading to low power density, resulted in less deterioration of the electromagnetic properties of the weld-packaged cores in comparison to lasers with low fibre diameters. This is attributed in part to the reduced effective heat affected zone (pe*******on depth), resulting in low residual stress accruing from the low temperature gradient of the process.
The work is finalized with the FEM simulation of the effects of welding on the basis of a micro-macro mapping of the degradation influence of welding with the electromagnetic deterioration of the packaged cores locally on the geometry.

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Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0103-8Vollautomatisiertes Fahren in dienstleistungsorientierten Geschäftsmod...
11/08/2025

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Vollautomatisiertes Fahren in dienstleistungsorientierten Geschäftsmodellen des Personen- und Gütertransports ist aktueller Gegenstand von Forschung und Entwicklung. Neben neuen Fahrzeugkonzepten und den Funktionen des Fahrsystems rücken auch Fragen der Nutzerakzeptanz in den Fokus.
Die vorliegende Dissertation verknüpft die Entwicklung von Funktionen der Pfadplanung und Fahrzeugregelung unter Nutzung eines digitalen Zwillings mit der Anwendung von Nutzungsszenarien des Personen- und Gütertransports im urbanen Raum, wofür das für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassene Level-4-Fahrzeug „RAION“ (Research Vehicle for Automated and Intelligent Driving in ON-Street Applications) auf Basis einer modularen Fahrplattform entwickelt wird.
Die Fahrfunktion nutzt ein am Institut für Fahrzeugtechnik entwickeltes Framework und erweitert dies um eine globale Pfadplanung mittels B-Splines und regelbasierter Krümmungsoptimierung, wodurch kinematisch befahrbare Pfade generiert werden. Das hochwertige Krümmungsprofil erlaubt eine sichere und komfortable Fahrt. Quer- und Längsregelungen auf Basis von modellprädiktiver Regelung ergänzen die Entwicklungen, wobei letztere eine kombinierte Frei- und Folgefahrtregelung realisiert.
Neben der Machbarkeit automatisierter Zustellketten in der Paketlogistik wird im Personentransport die Nutzerakzeptanz im Rahmen einer im öffentlichen Straßenverkehr durchgeführten Probandenstudie fokussiert. Hierbei wird das automatisierte Fahrerlebnis als sicher, vertrauenswürdig und komfortabel bewertet. Mit der festgestellten hohen Sensibilität gegenüber Fehlverhalten des Systems und dem Wunsch nach höheren Fahrgeschwindigkeiten ergeben sich weitere Anforderungen für die Einführung von Level-4-Fahrzeugen.

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New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8440-9993-5Domain-Specific Modelling Languages (DSMLs) help modellers and domain...
08/08/2025

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Domain-Specific Modelling Languages (DSMLs) help modellers and domain experts in various domains such as healthcare, energy, information technology, and so on, in reducing the gap between the problem space and the solution space by placing models at the centre of development activities. This shift towards model-driven development (MDD), where models are introduced at early stages in any software or systems engineering process and are the primary software engineering artefacts, allows modellers to design complex, heterogeneous real-world abstractions of their systems. In such complex systems, concepts from individual domains are often integrated as part of the bigger language infrastructure. Specifically in an industrial setting, the methodologies to describe a systematic engineering process for developing such complex yet modular and reusable DSMLs that provides a seamless modelling experience to modellers in both the large scale organisations as well as in small and medium enterprises is still largely neglected.
Accordingly, this thesis is aimed at providing the means to engineer graphical DSMLs that are specifically focussed on industrial contexts. Based on existing approaches, this work presents a systematic approach to fostering the engineering of industrial DSMLs by composing reusable language infrastructure parts without the need for creating completely new language infrastructure for similar domains every time. These reusable units of a DSML, termed DSML building blocks, consist of reusable language components that, entirely or in part, contributes to the technical definition of the language itself. The language components compose through different forms of language composition to form heterogeneous, integrated DSMLs. To foster the interoperability of such common language infrastructure parts between modelling environments, a bidirectional exchange mechanism is detailed in this work. This work further provides guidelines and design decisions that language engineers should consider for their language infrastructure in order to elevate the overall experience of modellers. An approach for integrating methods, techniques, and concepts in terms of guidance and recommendations for modellers is detailed in this thesis that aims to move away from plain technical views of models to instead model-aware and dynamic views that are focussed on the current modelling situation of such modellers.
Overall, this thesis presents approaches to modularly build reusable units of DSMLs that compose together. The approaches presented in this thesis allows language engineers to provide a more complete and integrated language infrastructure that is ultimately aimed at improving the modelling experience of practitioners in the industry.

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New Publicationwww.shaker.eu/shop/978-3-8191-0108-3 Machine Learning (ML) algorithms, a key aspect of Artificial Intelli...
08/08/2025

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Machine Learning (ML) algorithms, a key aspect of Artificial Intelligence (AI), are increasingly applied across engineering to enhance performance via optimization. In hydraulics, AI-supported methods are gaining momentum, especially in system design, optimization, condition monitoring, and component development.
The aim of this thesis is to develop a conceptualization of the design process for hydraulic axial piston pumps using ML-assisted elasto-hydrodynamic lubrication (EHL) simulations. As an application example, a slipper in a high-speed axial piston pump is selected for validation in electro-hydraulic actuators (EHA). For this pur pose, the pump configuration and operating principle, as well as the tribological per formance at the slipper-swash plate contact, are explained.
The EHL simulation is described in detail, including the theoretical background, simulation configuration, calculation process, and meshing technique. The configu ration of a test bench for measuring the tribological performance of the slipper to validate the EHL simulation is explained, and a cross-validation of the measurement data and simulation results is performed.
The second part the work applies Bayesian optimization to improve slipper design. Selected design parameters serve as variables, with tribological performance as the objective. Additionally, a k-means clustering method is used to classify component operating conditions. By integrating real-world scenarios, an optimal design is achieved within predefined boundaries.

Neuerscheinungwww.shaker.de/shop/978-3-8191-0139-7Dünne Metallfolien mit einer Dicke von 5 μm bis zu mehreren 100 μm fin...
07/08/2025

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Dünne Metallfolien mit einer Dicke von 5 μm bis zu mehreren 100 μm finden zunehmend Verwendung in High-Tech-Anwendungen. Sie werden für die Herstellung von Batteriezellen, Solarzellen und elektrischen Steckverbindungen benötigt. Die Folien werden in einem mehrstufigen Kaltwalzverfahren unter Einsatz von Kühlschmiermittel hergestellt. Zur Regelung des Walzprozesses ist eine Inline-Banddickenmessung notwendig. Unter äußerst schwierigen Umgebungsbedingungen wird eine Messgenauigkeit im Submikrometerbereich angestrebt. Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein optisches Dickenmessgerät entwickelt, das die Messverfahren Lasertriangulation und Mehrwellenlängen-Interferometrie kombiniert. Die modulationsbasierte 2f-3f-Interferometrie wurde eingesetzt, um einen kompakten und robusten Sensor zu realisieren.

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