Bachelorarbeit oder Masterarbeit
© PerplexityThema der Arbeit:
Lasttragende Strukturbauteile, z. B. Querlenker im Automobilbereich, erfordern lokal angepasste Faserarchitekturen, um Steifigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Versagensverhalten optimal auszunutzen. Konventionelle Fertigungsverfahren erlauben eine solche lokale Variation von Faserorientierung und Faservolumengehalt jedoch nur mit hohem experimentellem und werkzeugtechnischem Aufwand. Die plastifizierende Additive Fertigung (SEAM) bietet dagegen die Möglichkeit, die Faserarchitektur während des Schichtaufbaus gezielt zu beeinflussen, indem Bahnführung und lokale Materialströme aktiv gesteuert werden.
Hierfür ist eine modellbasierte Slicing‑ und Bahnplanungsstrategie notwendig, die Faserorientierungen entlang lokaler Lastpfade führt und Faservolumengehalte in kritischen Bereichen eines Strukturbauteils variiert. Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll eine solche Strategie entwickelt, in einem bestehenden Slicer‑Prototypen umgesetzt und über eine geeignete Schnittstelle mit der bestehenden Extrudersteuerung verknüpft werden, um die Wirkung gradierter Faserarchitekturen experimentell nachzuweisen.
Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Die Arbeit ist Bestandteil des Sonderforschungsbereichs TRR 402 „DediGrad“. In diesem werden Produktionsmethoden für die optimale Kombination von Faserverbund‑ und Kunststofftechnologien erforscht, um Strukturbauteile mit lokal angepassten Eigenschaften zu realisieren. Im Fokus stehen insbesondere faserverstärkte Strukturbauteile, bei denen Faserorientierung und Faservolumengehalt lokal variiert werden, um Steifigkeit, Energieaufnahme und Versagensverhalten gezielt einzustellen und um somit Spannungsspitzen zu reduzieren.
Zielsetzung:
Ziel der Arbeit ist es, durch modellbasiertes Slicing gradierte Faserarchitekturen in lasttragenden Strukturbauteilen gezielt einzustellen.
Deine Aufgabenstellung:
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen: | Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen: |
| Einarbeitung in SEAM, Bahnplanung und gradierte Faserarchitekturen | Vertiefte Einarbeitung in SEAM, Bahnplanung und gradierte Faserarchitekturen |
| Konzeption und Implementierung einer Slicing Strategie für einen strukturellen Demonstrator (Pfad, TCP Geschwindigkeit, Basis Faservolumengehalt) | Konzeption und Implementierung einer erweiterten Slicing Strategie inkl. einfachem 1D Prozessmodell (Durchsatz/Mischung/Verweilzeit) für denselben Demonstrator |
| Erweiterung eines Slicers zur Generierung geeigneter G Code Bahnen und erste Kopplung mit der TwinCAT Extrudersteuerung | Erweiterung des Slicers zu einer volumetrischen Prozessplanung und Umsetzung einer robusten Schnittstelle zur TwinCAT Steuerung |
| Fertigung und grundlegende Bewertung von Probekörpern des Demonstrators | Fertigung und vertiefte Bewertung gradierter Probekörper mittels mechanischer Prüfung |
Dein Profil:
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z. B. Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Automatisierungstechnik, CES, Simulation Sciences…)
- Interesse an Additiver Fertigung
- Erfahrung in Programmiersprachen
- Grundlegendes Slicing-/Bahnplanungsverständnis sind von Vorteil
- Selbstständiges, strukturiertes und eigenverantwortliches Arbeiten
- Interesse an der Mitarbeit an zukunftsweisenden Forschungsprojekten
Falls du Interesse an diesem spannenden Themenkomplex hast und die Zukunft der Additiven Fertigung mitgestalten möchtest, erarbeiten wir gerne gemeinsam eine auf dich zugeschnittene Themenstellung. Melde dich gerne bei mir per Mail, Telefon oder persönlich am IKV. Ich freue mich auf deine Nachricht!