Bachelor- oder Masterarbeit
Da die mechanischen Eigenschaften des SFT-Bauteils während des Spritzgießprozesses entstehen, muss bei der Erforschung der Werkstoffermüdung die gesamte Prozesskette betrachtet werden. Kurzfaserverstärkte Thermoplaste (SFT) werden überwiegend mit dem Spritzgießverfahren verarbeitet, da dieses Verfahren eine wirtschaftliche, hochwertige und automatische Fertigung von Bauteilen ermöglicht. Aufgrund der Strömungsverhältnisse innerhalb der Schmelze entsteht jedoch ein Schichtaufbau mit unterschiedlichen Faserorientierungen über der Wanddicke. Diese lokalen Anisotropien erschweren eine experimentelle Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften, da die Ausrichtung der Fasern einen erheblichen Einfluss auf die vorliegenden mikromechanischen Schädigungsmechanismen haben. Aus diesem Grund wurde am IKV ein Spritzgießwerkzeug entwickelt, welches es ermöglicht Geometrien mit homogen-hochorientierter Faserorientierung herzustellen. Mit einer Abschlussarbeit am IKV hast du die Möglichkeit, dir umfassendes Wissen und Fertigkeiten zum Spritzgießen anzueignen und damit an der Weiterentwicklung des Prozesses mitzuwirken.
© IKVDie Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Die Ermüdungsmechanismen in kurzfaserverstärkten Kunststoffen sind aktuell noch nicht vollständig ergründet. Aus diesem Grund versagen Bauteile vorzeitig, werden frühzeitig ausgetauscht oder müssen unter hohen Materialeinsatz überdimensioniert werden, damit die Betriebsfestigkeit gewährleistet werden kann. Durch die mechanische Charakterisierung des rezyklierbaren Polypropylens können fundierte Aussagen über dessen Eignung für semistrukturelle Anwendungen im Automobilbereich getroffen werden. Dadurch wird der gezielte Einsatz rezyklierbarer Materialien in solchen Bauteilen gefördert und der Anteil nachhaltiger Werkstoffe erhöht. Als Teil der Arbeitsgruppe trägst du zur Erforschung der Werkstoffermüdung bei und unterstützt somit das IKV, Methoden für die sichere Dimensionierung unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit zu entwickeln.
Zielsetzung:
Das Ziel deiner Arbeit wird es sein, die Prozessparameter für kurzfaserverstärktes Polypropylen zu optimieren, sodass die Fasern über der Geometriedicke homogen-hochorientiert sind. Hierbei wirst du systematisch den Zusammenhang zwischen dem verwendeten Werkstoff und den erforderlichen Prozessparametern untersuchen. Deine Methodik und die erworbenen Erkenntnisse wirst du in einer Bachelor- oder Masterthesis wissenschaftlich dokumentieren.
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen | Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen |
| Einarbeitung in das Spritzgießen mit einer Literaturrecherche zum Stand der Technik | Einarbeitung in das Spritzgießen mit einer Literaturrecherche zum Stand der Technik |
| Erstellen einer statistischen Versuchsplanung (DOE), um den Einfluss der Prozessparameter systematisch zu untersuchen | Durchführung einer Spritzgießsimulation zur Abschätzung optimaler Prozessparameter |
| Herstellung von Versuchsgeometrien mit verschiedenen Prozessparametern | Erstellen einer statistischen Versuchsplanung (DOE) um den Einfluss der Prozessparameter systematisch zu untersuchen |
| Durchführen von Mikro-Computertomographie Untersuchungen zur Ermittlung der Faserorientierung | Herstellung von Versuchsgeometrien mit verschiedenen Prozessparametern |
| Auswertung der Einflüsse der Prozessparameter auf die Faserorientierung | Durchführen von Mikro-Computertomographie Untersuchungen zur Ermittlung der Faserorientierung |
| Auswertung der Einflüsse der Prozessparameter auf die Faserorientierung und Vergleich mit der Spritzgießsimulationen | |
| Durchführung von Zugversuchen bei unterschiedlichen Entnahmerichtungen |
Dein Profil
- Natur- oder Ingenieurswissenschaftliches Studium
- Eigenständige und qualitätsbewusste Arbeitsweise
- Interesse an einer experimentellen Arbeit und wissenschaftlicher Datenauswertung
- Idealerweise erste Erfahrungen mit der Verarbeitung von Kunststoffen