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Studentische Arbeit

CrackLab – Prüfkörper entwickeln, ESC klassifizieren

Bachelorarbeit oder Masterarbeit

Wir nutzen KI-Methoden, um die Rissbildung durch Medieneinfluss auf Kunststoffe systematisch vorherzusagen und zu klassifizieren. Im Rahmen dieser Arbeit kannst du eine Probengeometrie entwickeln und damit Medieneinflusssversuche durchführen.

Thema der Arbeit:

Ob in der Medizintechnik, der Batterietechnik oder dem Automobilbau: Kunststoffe stehen in vielen Anwendungen mitunter dauerhaft in Kontakt mit Medien. Der Einfluss dieser Medien wirkt sich signifikant auf die mechanischen Eigenschaften der eingesetzten Kunststoffe aus und ruft umweltbedingte Spannungsrissbildung (Environmental Stress Cracking, kurz: ESC) hervor. Dabei ist ESC eine der Hauptursachen für das frühzeitige Versagen der eingesetzten Kunststoffe in ihren Anwendungen. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit einer systematischen Analyse der ESC-Risiken unterschiedlicher Kunststoff-/Medienkombinationen.

Um dies zu erreichen, wird der Ansatz der „Quantitative Structure Property Relationship“ (QSPR) verwendet. Dabei wird auf Basis der Molekülstruktur von Medium und Polymer auf das mögliche ESC-Risiko geschlossen. Da die Zahl potenzieller Kunststoff-/Medienkombinationen unüberschaubar groß ist, führen wir systembeschreibende Kennwerte ein. In einem nächsten Schritt werden Datenbanken angelegt und so strukturiert, dass sie mit Hilfe unterschiedlicher Methoden der Künstlichen Intelligenz dazu genutzt werden können, das ESC-Risiko noch unbekannter Kombinationen zu klassifizieren.

Stuwi-CrackLab© IKV
Spannungsrissbildung durch Medieneinfluss

Zielsetzung:

Im Rahmen dieser Arbeit sollen unterschiedliche Kunststoff-/Medienkombinationen untersucht und anhand ihres ESC-Risikos klassifiziert werden. Hierzu wird zunächst eine geeignete Probengeometrie entwickelt, die anschließend in darauf aufbauenden Medieneinflussversuchen genutzt werden soll.

Deine Aufgabenstellung:

Entwicklung und Herstellung geeigneter Probekörper Untersuchung des Einflusses verschiedener Probengeometrien und Vorbehandlungen
Durchführung standardisierter Medieneinflussversuche Entwicklung und Anwendung automatisierter Bildverarbeitungsverfahren
Erarbeitung von Kriterien zur Klassifizierung des Spannungsrissverhaltens Quantifizierung des Schädigungsbildes durch ESC

Dein Profil:

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z. B. Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Materialwissenschaften, Umweltingenieurwissenschaften…)
  • Kreativität und Lernbereitschaft
  • Selbstständige, strukturierte und teamorientierte Arbeitsweise

Falls du Interesse an einer Abschlussarbeit am IKV und an dieser spannenden Aufgabenstellung hast, freuen wir uns über deine Kontaktaufnahme. Der genaue inhaltliche Umfang sowie der Zeitplan werden individuell mit dir abgestimmt, sodass die Arbeit optimal zu deinen Interessen und Vorkenntnissen passt.