Funktions- und Dauerhaftigkeitsbewertung biomimetischer Oberflächenstrukturen an PUR-Schaumteilen

Bachelorarbeit

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Thema der Arbeit:

Die trennmittelfreie Entformung von Polyurethan-Schaumteilen gewinnt mit Blick auf Effizienz, Bauteilsauberkeit und Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung. Dauerhaft beschichtete oder speziell strukturierte Werkzeugoberflächen ermöglichen die Reduktion oder den Verzicht klassischer Trennmittel, stellen jedoch hohe Anforderungen an die Standfestigkeit und Lebensdauer der Werkzeuge selbst. Im Fokus aktueller Forschung stehen daher Werkzeuge mit definierten Mikro- und Makrostrukturen in der Kavität, die einerseits eine sichere, trennmittelfreie Entformung über viele Zyklen gewährleisten und andererseits zusätzliche Funktionen wie gezieltes Benetzungsverhalten, verbesserte Reinigbarkeit oder reduzierte Anhaftungen bereitstellen sollen.

Auf dieser Grundlage untersucht die Arbeit, wie sich unterschiedliche kavitätsseitige Oberflächenstrukturen von PUR-Werkzeugen unter realitätsnaher Verarbeitung verhalten und inwieweit ihre funktionalen Eigenschaften – insbesondere Entformungsverhalten, Strukturstabilität und Reinigbarkeit – über die Werkzeuglebensdauer erhalten bleiben.

Zielsetzung:

Ziel der Bachelorarbeit ist es, mit Hilfe des Versuchswerkzeugs eine systematische Versuchsreihe zur Bewertung der Funktions- und Dauerhaftigkeit ausgewählter Oberflächenstrukturen durchzuführen. Dabei sollen insbesondere Ermüdungs- und Abriebeinflüsse, temperaturabhängige Strukturänderungen sowie Änderungen der Benetzbarkeit und der optischen Erscheinung der Mikrostrukturen quantifiziert und miteinander in Beziehung gesetzt werden.

Deine Aufgabenstellung:

• Einarbeitung in den Stand der Technik zur trennmittelfreien Entformung von PUR-Schaumteilen sowie zu beschichteten und strukturierten Werkzeugoberflächen, inklusive typischer Schadens- und Verschleißmechanismen
• Planung und Durchführung eines Versuchsdesigns mit einem Versuchswerkzeug und Entwicklung verschiedener Oberflächenstrukturierungen
• Charakterisierung der Werkzeugoberflächen vor und nach der Fertigung mittels geeigneter Methoden (z. B. Mikroskopie zur Bewertung der Strukturstabilität, Rauheits-/Strukturhöhenanalyse, Kontaktwinkelmessungen)
• Auswertung der Messergebnisse im Hinblick auf Zusammenhänge zwischen Strukturdesign und Funktionsfähigkeit der Werkzeugoberflächen und Ableitung erster Gestaltungsempfehlungen

Dein Profil:

• Interesse an Kunststofftechnik, insbesondere PUR-Schaumstoffen und funktionalen Oberflächenstrukturen
• Freude an experimenteller Laborarbeit (Probenherstellung/‑handling, Prüfstandbedienung, Messtechnik) und strukturierter Datenauswertung
• Sorgfältige und selbstständige Arbeitsweise

Bevorzugte Studiengänge:

• Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
• Automatisierungstechnik
• Allgemeiner Maschinenbau
• Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Werkstoff- und Prozesstechnik

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.