Bachelorarbeit oder Masterarbeit
© IKVThema der Arbeit:
Das Tankwickeln ist eine Schlüsseltechnologie für moderne Hochdrucktanks, insbesondere für Anwendungsfelder von Wasserstoffspeichern. Hierfür werden in Harz getränkte Carbonfasern mit verschiedenen Orientierungen um einen Kern (Liner) gewickelt, um Drücke bis über 1200 Bar standzuhalten. Das Element Wasserstoff ist für die klimaneutrale Transformation Deutschlands bis 2045 ein zentraler Baustein in diversen Branchen wie der Stahl- und Chemieindustrie, dem Verkehrssektor, der Energieversorgung sowie der Wärmeversorgung.
Um eine ressourceneffiziente Konstruktion und Leichtbaupotenziale von CFK-H2-Druckspeichern zu erreichen, kombiniert der methodische Ansatz des IKV die Erfassung von Prozessdaten und deren Verarbeitung für verschiedene Fertigungsstrategien mit deren experimenteller Validierung. Diese Elemente sind innerhalb eines Digital-Twin-Frameworks kombiniert, welches relevante Prozess- und Materialparameter während der gesamten Fertigungskette erfasst und interpretiert. In dieser Arbeit steht die Rekonstruktion von Prozessparametern und deren Interaktion im Fokus. Die bestehenden Verarbeitungsalgorithmen des aufgezeichneten Prozesses sollen in einer End-to-End-Methodik verbunden werden, um eine zentrale Verarbeitung der Daten wie Infrarot-Kamerabilder, Wickelgeschwindigkeit oder axiale Verfahrwege zu gewährleisten. Daraus soll ein digitaler Schatten der gewickelten Druckspeicher rekonstruiert werden, welcher Informationen über den Wickelpfad, die Faserbandbreite oder den lokalen Faservolumengehalt enthält.
Zielsetzung:
Ziel der Arbeit ist es, eine durchgängige Methodik zu entwickeln, die aufgezeichnete Wickel- und Prüfdaten zentral verarbeitet, relevante Prozessparameter rekonstruiert und daraus einen digitalen Schatten des Druckspeichers ableitet, um Fertigungsstrategien datenbasiert bewerten und die Auslegung ressourceneffizient unterstützen zu können.
Deine Aufgabenstellung:
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen | Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen |
| Roboterbasiertes Wickeln von repräsentativen Wasserstofftanks | Roboterbasiertes Wickeln von repräsentativen Wasserstofftanks |
| Prozessaufzeichnung und -Verarbeitung anfallender Daten mit selbst erstellten Tools | Prozessaufzeichnung und -Verarbeitung anfallender Daten mit selbst erstellten Tools |
| Entwickeln einer zentralen Verarbeitungsstrategie von Bildverarbeitung, physikalischen Modellen und geometrischen Beziehungen des Druckspeichers | Entwickeln einer zentralen Verarbeitungsstrategie von Bildverarbeitung, physikalischen Modellen und geometrischen Beziehungen des Druckspeichers |
| Programmieren von Bildverarbeitungsalgorithmen zur Auswertung von IR-Kamerabildern |
Dein Profil:
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (bevorzugt: Maschinenbau, Computational Engineering Science (CES), Simulation Sciences oder Materialwissenschaften)
- Eigenständige Arbeitsweise
- Erfahrungen in Programmierung mit Python
Das sind deine Benefits:
- Einblick in Automatisierungs- und Digitalisierungsprozesse von Industrieanlagen
- Selbstständige Arbeit bei intensiver Betreuung
- Sofortiger Start möglich