Studien- und Abschlussarbeiten

In der nichtlinearen Simulationssoftware LS-DYNA gibt es neu die Möglichkeit auch Strömungsprobleme zu betrachten. Die Arbeit soll die Funktionalität und die Eignung für praktische Probleme des Programms im Bereich Strömungssimulation untersuchen. Insbesondere die Betrachtung von Fluid-Strukturproblemen kann hier betrachtet werden.

Es soll untersucht werden, ob es möglich ist, Bearbeitungsprozesse wie Drehen oder Fräsen mit der Software LS-DYNA simulieren.

Analysiert werden sollen Schnittparameter, Werkstückmaterialien, Werkzeugverschleiß, Spanbildung und Spanabfuhr. Weiterhin soll das thermische und mechanische Belastungskollektiv der Werkzeuge während der Zerspanung ermittelt werden.

Die Arbeit kann auf den Erkenntnissen einer Bachelorarbeit aufbauen. Versuche zur Verifikation der Simualtionsergebnisse sind geplant. Kontakte zum Frauenhofer IPA in Stuttgart sind vorhanden, dort wird das Thema auch bearbeitet.

In vielen Anwendungen werden Bauteile durch Verschleiß geschädigt (Bremsbeläge, Werkzeuge, Getriebe, …) und müssen dann ersetzt bzw. nachgearbeitet werden. Auch beim Schleifen und Polieren wird, in diesem Fall gewollt, die Form und Beschaffenheit eine Oberfläche verändert. Die Arbeit soll untersuchen inwieweit Simulationswerkzeuge derartige Prozesse abbilden können.

Kurzbeschreibung des Themas:

Bei der Zerspanung von Leichtbauwerkstoffen, wie. z.B. CFK, kommen vor allem hartmetallbasierte Werkzeuge zum Einsatz. Dieses ist ein Verbundwerkstoff, der durch die optimale Kombination aus Teilchen und Matrix definiert wird.

Viele mikrostrukturelle Kennwerte können mit Hilfe der klassischen 2D-Metalographie nur unbefriedigend ermittelt werden. Das Ziel der Arbeit ist es mit Hilfe moderner Präparationstechniken eine Methode zu etablieren, die es ermöglicht schnell und effizient volumenabhängige „3D-Kennwerte“, wie z.B. die Kontiguität oder Porosität, zu ermitteln.

Sie werden im Rahmen des Projektes am Institut für Materialforschung in einem multidisziplinären Team mit modernsten Equipment und Methoden umgehen lernen und mit einem anwendungsnahen Thema forschen.

Zielsetzung und Ihre Aufgaben:

Additive Verfahren wie das selektive Laser-sintern und Laserschmelzen revolutionieren die Fertigungstechnik. Die hohe Gestaltungs-freiheit ermöglicht neue Möglichkeiten in der Werkzeug- und Bauteilgestaltung.

Sie unterstützen mit Ihrer Arbeit Experimente zur Ermittlung des Einflusses von Parameter-variationen beim SLS-Prozess auf die Gefüge- und Eigenschaftsausbildung. Mittels materialographischer und physikalischer Verfahren erarbeiten Sie die Wirkzusammen-hänge.

Zielsetzung und Ihre Aufgaben:

Herstellungsinduzierte Eigenspannungen stellen für Bauteile und Komponenten ein nicht zu vernachlässigendes Problem dar. Vor allem komplett oder randschichtgehärtete Stahlbauteile können von Eigenspannungen negativ beeinflusst werden.

Mittels elektrolytischer Präparationstechnik führen Sie sequentielle Abtragungen und XRD-Eigenspannungsmessungen in Bauteilen durch, um so Eigenspannungstiefenprofile in Bauteilen ermitteln zu können.

Kurzbeschreibung des Themas:

Die Performance und Lebensdauer von Li-Ionen Akkumulatoren (LiB) hängt maßgeblich von der Fertigungsqualität ab. Die Fertigungsprozesse vom Aktivpulver zur fertigen LiB sind komplex und bergen zahlreiche Fehlermöglichkeiten. Derzeit fehlen geeignete Werkzeuge zur Charakterisierung der Fertigungsqualität. Ziel der Arbeit ist die Untersuchung von Wirkzusammenhängen zwischen Mikrostruktur, Fertigungsqualität und Batterieperformance. Hierzu werden werkstoffanalytische Methoden und Werkzeuge eingesetzt sowie Alterungsexperimente und Performancetests an Musterzellen durchgeführt.

Kurzbeschreibung des Themas:

Die Alterung von LiB wird unter anderem durch überlagerte mechanische Belastung der Zellen beeinflusst.

Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss der überlagerten mechanischen Last systematisch zu untersuchen. Hierzu ist zunächst ein geeigneter Versuchsaufbau in Zusammenarbeit mit den Partnern zu entwickeln. Anschließend sind definierte Versuchsreihen zu fahren und Alterungseffekte zu charakterisieren, um schließlich mögliche Korrelationen zwischen Alterung und Vorlast abzuleiten.

Kurzbeschreibung des Themas:

Die Lebensdauer wird ein maßgeblicher Erfolgsfaktor für die Li-Ionen Technologie in der Elektromobilität sein.

Ziel der Arbeit ist es, ein vertieftes Verständnis der Alterungsmechanismen zu erarbeiten, um letztlich Ansätze für Abhilfemaßnahmen ableiten zu können. Hierzu werden neuartige Wege gegangen, indem an gealterten Akkus mikroskopische Gefügeveränderungen detailliert untersucht werden und Korrelationen mit Alterungsbedingungen und makroskopischen Alterungserscheinungen wie z.B. Kapazitätsabfall gesucht werden.

Kurzbeschreibung des Themas:

Eine lange Standzeit von hartmetallbasierten Werkzeugen gilt als wesentlicher Faktor der Kostenreduktion und ist das wesentliche Auswahlkriterium für die Industrie bei der Zerspanung von Leichtbauwerkstoffe, wie z.B. CFK.

Ziel der Arbeit ist es über eine Beziehung zwischen Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften der Hartmetalle, eine wissensbasierte Voraussage der Gebrauchseigenschaften zu erhalten. Dazu sollen neben der Untersuchung der magnetischen Eigenschaften und der abgeleiteter mikrostruktureller Kennwerte, die Biegebruchfestigkeit als essentielle Kenngröße für den Einsatz von Hartmetallwerkstoffen erarbeitet werden.

Sie werden im Rahmen des Projektes sowohl am Institut für Materialforschung als auch bei der MAPAL Dr. Kress KG mit modernsten Equipment und Methoden arbeiten.