Masterarbeiten

Themenübersicht und Inhalte, geordnet nach Forschungsrichtung

Themen

Untersuchung der prozessbedingten Eigenspannung von additiv hergestellten Bauteilen

Die additive Fertigung ist ein industrieller Megatrend der heutigen Zeit. Sie verändert nicht nur die klassischen Möglichkeiten der Fertigung, sondern auch die Art und Weise, wie Produkte entworfen werden. Daher führt dieses Verfahren aufgrund der großen gestalterischen Freiheit zu tiefgreifenden Veränderungen im Design zukünftiger Bauteile. Jedoch sind auch große prozessbedingte Herausforderungen damit verbunden. Durch den Prozess wird zeitlich und örtlich variabel Wärme in das entstehende Bauteil eingebracht, was durch die Wärmeausdehnung zu Eigenspannungen führt. Um diese Eigenspannung und die damit einhergehenden Verformungen der Bauteile besser vorhersagen zu können ist das Ziel dieser Arbeit, diesen Effekt an konstruierten Probekörpern zu untersuchen.

Die Arbeit gliedert sich daher in folgende Arbeitsschritte:

  • Recherche zu der Entstehung von Verzug und dessen Berechnung
  • Entwicklung und Herstellung von geeigneten Probenkörpern
  • Vermessung der Proben
  • Prozesssimulation und vergleich mit den Messungen
  • Einfluss der Entfernung von Schichten bzw. Supportstrukturen

Mit Modifikationen auch möglich als Studienarbeit.

Betreuer: M. Sc. Clemens Maucher

 

Entwicklung einer Abtrenntechnik additiv hergestellter Bauteile von Support Strukturen

Der 3D-Druck (additive Fertigung) ermöglicht Anwendern eine hohe Funktionsintegration sowie individualisierte Produkte in kleinen Stückzahlen. Dadurch erlangen additive Fertigungsverfahren eine zunehmende industrielle Bedeutung. In der laseradditiven Fertigung (SLM Prozess) wird ein pulverförmiger Grundwerkstoff durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen und das Bauteil schichtweise aufgebaut.

Defizit dieser additiven Verfahren ist die Entfernung der Prozessnotwendigen Stützstrukturen. Diese sind fest mit dem Bauteil verbunden und müssen nach dem SLM Prozess teilweise händisch abgetrennt werden.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist die Entwicklung eines Vorgehens, wie diese Stützstruktur möglichst einfach von dem Bauteil abgetrennt werden kann.

Die Arbeit gliedert sich daher in folgende Arbeitsschritte:

  • Einarbeitung in die Thematik
  • Recherche zu den Nachbearbeitungsverfahren bei der additiven Fertigung
  • Katalogisierung der verwendbaren Stützstrukturen und deren Eigenschaften nach ausgewählten Kriterien unter Rücksprache mit dem Betreuer
  • Entwicklung mehrerer Abtrenntechniken
  • Versuchsplanung (DOE) und Drucken von Probekörpern
  • Anwendung der Methodik an diversen Bauteil und Stützstrukturen
  • Analyse und Bewertung der erarbeiteten Methodik
  • Konzeptionierung eines vollautomatischen Nachbearbeitungsprozesses zur Entfernung von Stützstrukturen

Beginn der Arbeit: ab sofort
Notwendige Vorkenntnisse: keine

Betreuer: M. Sc. Clemens Maucher


Entwicklung einer Methodik zur Identifikation von materialspezifischen Prozessparametern für den SLM Prozess

Die Anzahl und damit die Bedeutung additiv gefertigter Bauteile steigt ständig. Aufgrund der erreichbaren Bauteilkomplexität sind diese Verfahren oftmals der konventionellen Fertigung überlegen. In der laseradditiven Fertigung (SLM Prozess) wird ein pulverförmiger Grundwerkstoff durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen und das Bauteil schichtweise aufgebaut. Defizit dieser additiven Verfahren sind die Eigenschaften der Bauteile wie bspw. die Oberflächengüte und Dichte des Materials. Diese Eigenschaften können jedoch mit den Prozessparametern eingestellt werden. Momentan folgt die Entwicklung diese materialspezifischen Parameter keiner festgelegten Methodik.

Im Umfang dieser studentischen Arbeit soll deshalb eine Methodik erarbeitet werden, um für neue Materialien möglichst einfach und schnell ein Optimum der Prozessparameter zu finden. Ausgangspunkt sind dabei folgende grundlegende Anforderungen:

  • Simulationsgestütztes Vorgehen
  • Möglichst geringer Aufwand (Versuchsplanung)

Die Arbeit gliedert sich daher in folgende Arbeitsschritte:

  • Einarbeitung in die Thematik
  • Recherche zu den Einflussgrößen beim SLM Prozess
  • Katalogisierung der recherchierten Ergebnisse nach ausgewählten Kriterien unter Rücksprache mit dem Betreuer
  • Entwicklung eines Flussdiagramms zur Durchführung der Prozessparameter Identifikation
  • Durchführung von Prozesssimulationen zur Parameteridentifikation
  • Versuchsplanung (DOE) und Herstellung von Probekörpern
  • Anwendung und Dokumentation der erarbeiteten Methodik
  • Automatisierte Auswertung der Messdaten

Beginn der Arbeit: ab sofort
Notwendige Vorkenntnisse: keine

Betreuer: M. Sc. Clemens Maucher

Formgedächtniselemente für der Einsatz in Werkzeugmaschinen

Formgedächtnislegierungen (FGL) sind metallische Werkstoffe (smart Materials), die nach einer plastischen Verformung und einer Aktivierung wieder in ihren Ursprungszustand zurückkehren können. In dieser Arbeit soll untersucht werden, wie handelsübliche FGLs als Aktoren für Spann- und Halteaufgaben genutzt werden können. Hierzu sind vorhandene FGLs zu untersuchen und auf ihre Eignung zu prüfen. Physikalische Eigenschaften wie Kräfte, Dehnungen und Temperaturen der Phasenumwandlung sind anhand von Fallbeispielen zu ermitteln und hierzu grundlegende Versuche aufzubauen. Mit FGL ist eine Spannvorrichtung auszulegen, zu konstruieren, aufzubauen und zu testen.

Nähere Einzelheiten zu dem Thema werden gerne in einem persönlichen Gespräch vorgestellt.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier

 

Entwicklung einer App zu schwingungstechnischen Untersuchungen in Zerspanprozessen

Smartphones haben heute diverse unterschiedliche Sensoren integriert mit denen es u.a. möglich ist Schwingungen in allen 3 Raumrichtungen als auch um die Rotationsachsen aufzunehmen. Im Rahmen von studentischen Arbeiten soll untersucht werden, ob und in welchem Umfang es möglich ist, Schwingungen von Zerspanprozessen mit einem Smartphone zu detektieren, um diese dann auf dem Smartphone darstellen und interpretieren zu können. Eine Smartphone App ist hierzu zu projektieren, zu entwickeln und zu testen. Für einen ausgewählten Zerspanprozess mit starkem Rattern ist eine Schwingungsaufnahme und –analyse durchzuführen. Das Rattern ist anschließend mit bereits bekannten Methoden zu reduzieren und der Zerspanprozess ist erneut aufzunehmen.

Folgende spannende Teilaufgaben können im Rahmen von studentischen Arbeiten bearbeitet werden:

  • Recherche bereit bekannter Schwingungs-Apps und Voraussetzungen für eine App-Entwicklung
  • Analyse eingebauter Sensoren und Prozessoren aktueller Smartphones
  • Analyse und Bewertung externer Sensoren für Smartphones
  • Konzipierung und Strukturierung einer Schwingungsaufnahme-, -analyse- und Auswerte-App
  • Programmierung und Tests der App-Bausteine für IOS und/oder Android
  • Validierung der App mit einem professionellem Meßsystem
  • Analyse und Beurteilung möglicher Strategien zur Schwingungsreduktion für Zerspanprozesse
  • Entwicklung einer App zur Auslegung von Hilfsmassendämpfer und Tilgern zur Reduktion der Schwingungen

Für die vielfältigen Teilaufgaben sind je nach Interesse gerne mehrere studentische Arbeiten zu vergeben. Die Teilaufgaben können sowohl unabhängig voneinander als auch in einem Team mit unterschiedlichen Schwerpunkten vergeben werden.

Nähere Einzelheiten zu den Themen werden gerne in einem persönlichen Gespräch vorgestellt.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier

 

Auslegung einer funktionellen Temperatur-Klimakammer zur thermischen Untersuchung von Werkzeugmaschinen

Im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojektes mit einer Forschungseinrichtung aus China/Shanghai sollen thermische Untersuchungen an Werkzeugmaschinen bei konstanten Randbedingungen durchgeführt werden. Hierzu müssen Umwelteinflüsse auf die Werkzeugmaschinen untersucht und kompensiert werden. Als erster Schritt des Projekts ist der Aufbau einer geeigneten Klimakammer vorgesehen, die als ein essentieller Bestandteil des Projektes notwendig ist. Analog eines Meßraums für 3D-Koordinatenmeßsysteme sind die Randbedingungen Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck zu überwachen und zu regeln.

Beginn der Arbeit: ab sofort

Folgende Aufgaben können bearbeitet werden:

  • Recherche zum Thema Temperatursteuerung, Wärmeübertragung
  • Entwicklung von Ideen und Konzepten zur Kompensation und Regelung von Umweltrandbedingungen
  • Entwicklung, Konstruktion und Aufbau einer geeigneten Klimakammer inkl. möglicher Meß- und Steuerungseinheiten
  • Durchführung von nummerischen und experimentellen Untersuchungen
  • Je nach Interessen der Student(inn)en und Art der Arbeit (im Bachelor oder im Master) können Inhalte vertieft oder reduziert werden.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier / M. Sc. Qi Feng

 

Werkzeug 4.0 / Industrie 4.0

Für einen Industriepartner wurde ein „fühlendes“ Werkzeug entwickelt. Der Prototyp des Werkzeugs ist bereits aufgebaut. Mit dem Prototyp sind Experimente durchzuführen, um das Werkzeug zu testen, weiter zu entwickeln und „intelligent“ zu machen.

Aktuell sind zu diesem Projekt zwei spannende Themen zu vergeben:

  • Entwicklung einer autarken Energieversorgung durch Energy Harvesting bzw. die Übergabe von Energie und Informationen mit der am IfW entwickelten Werkzeug-Schnittstelle (HSK-I)
  • Entwicklung einer Auswerte- und Anzeige-App für mobile Endgeräte (iOS oder Android)Interessen und Fähigkeiten:
  • Wer an einem brandaktuellen Thema mitarbeiten und Teil der 4. Industriellen Revolution werden möchte, ist mit diesen Aufgabenstellungen am Puls der Zeit. Experimentierfreudige Student(inn)en können mit diesem Projekt spannende Arbeiten durchführen.
  • Weitere Themen gerne auf Anfrage oder in einem persönlichen Gespräch.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther MaierM. Sc. Kim Werkle

 

Messtechnische Untersuchung von Kraftmesseinrichtungen für Werkzeugmaschinen

Mehrachsige Kraftmesseinrichtungen für Werkzeugmaschinen werden zur experimentellen Untersuchung der Zerspankraftkomponenten und des Zerspanungsmoments in unterschiedlichsten Versuchsanwendungen an Forschungsinstituten eingesetzt. Im Rahmen verschiedener Aufgabenstellungen soll im ersten Schritt die Störanfälligkeit von vorhandenen Kraftmessplattformen am Institut untersucht sowie unterschiedliche Kraftmesssysteme überprüft und ggf. verglichen werden. In weiteren Arbeiten sind dann Lösungen zu erarbeiten, wie Störungen unterdrückt oder sogar kompensiert werden, um Kraftmessplattformen universeller einsetzen zu können und zu optimieren.

Interessen und Fähigkeiten:

  • Interesse an experimentellen Arbeiten (Versuchsaufbau, Versuchsplanung, Durchführung und Auswertung)
  • Mess- und Regelungsstrategien zur Unterdrückung oder Kompensation von Störungen
  • Simulationen: Dynamik, Thermik, Strömungen, Regelungen (ANSYS Workbench, MatLab ...).
  • Nähere Einzelheiten zu den Themen werden gerne in einem persönlichen Gespräch vorgestellt.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier / M. Sc. Marijana Palalić

 

Entwicklung einer Spannvorrichtung zum Kompensieren des Verzugs und Reduzieren der Schwingungen von Werkstücken

Die Werkstückspanntechnik ist eine Kernkomponente in Werkzeugmaschinen, da Werkstück-Spannsysteme im Kraftfluss der Bearbeitung liegen und maßgeblich an der Bearbeitungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen beteiligt sind. Allerdings treten bei der Zerspanung von filigranen, dünnwandigen und nachgiebigen sowie additiv gefertigten Bauteilen häufig Probleme wie z.B. Verzug und Vibrationen auf. Das Ziel in dieser Arbeit ist die Auswahl von geeigneten Werkstücken und Entwicklung eines Spannsystems dafür, das mittels Sensoren die Spannkräfte messen und danach Mithilfe von Aktuatoren regeln soll, damit die Verformung minimiert und die Spannsteifigkeit optimiert werden können. Zur Validierung der Ergebnisse sind Versuche an der neusten GROB Werkzeugmaschine G550 Generation 2 vorgesehen.

Folgende Aufgaben können bearbeitet werden:

  • Recherche zu Themen Wkst.-Spanntechnik, Sensorik und Aktorik
  • Integration der Sensoren und Aktoren in Spannmittel
  • Experimentelle Untersuchungen an der neusten GROB-Maschine G550 Generation 2
  • Bearbeitung und Analyse der Messsignale
  • Rechnerische Untersuchung durch FEM-Simulationen

Nähere Details zu diesem Thema werden in einem persönlichen Gespräch vorgestellt.

Je nach Interessen des Studierenden und Art der Arbeit (im Bachelor oder im Master) können Inhalte vertieft oder reduziert werden.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier / M. Sc. Qi Feng

 

Entwicklung eines adaptierbaren Spannmittelbaukastens mit cyber-physischen Modulen

Die Werkstückspanntechnik ist eine Kernkomponente in Werkzeugmaschinen, da Werkstück-Spannsysteme im Kraftfluss der Bearbeitung liegen und maßgeblich an der Bearbeitungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen beteiligt sind. Allerdings zählen sie nicht zu den eigentlichen Komponenten der Werkzeugmaschinen. Das führt oftmals zu einer separaten Auslegung und einer komplexen werkstückspezifischen Konstruktion der Spannvorrichtung. In dieser Arbeit werden Spannmittel für unterschiedliche Spannaufgaben systematisiert und bewertet. Die Möglichkeiten zur Integration der Sensorik in Spannmittel werden durch experimentelle Versuche und rechnerische Methoden untersucht. Ein adaptierbarer intelligenter Spannmittelbaukasten mit cyber-physischen Modulen für eine ausgewählte Spannsituation ist zu entwickeln, um bei geometrieähnlichen Werkstücken ihre Austauschbarkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.

Die Arbeit gliedert sich in folgende mögliche Teilaufgaben:

  • Literaturrecherche zur Spann- und Vorrichtungstechnik
  • Spannmittel und Spannsituationen systematisieren, eine geeignete Spannmethode auswählen
  • Untersuchung der Integration der Sensoren
  • in einem Prototyp sind Spannmittel experimentell zu vermessen und zu untersuchen
  • nummerische Simulationen

Nähere Details zu diesem Thema werden in einem persönlichen Gespräch vorgestellt.

Betreuer: Dipl.-Ing. Walther Maier / M. Sc. Qi Feng

 

Parameterstudie über den Einfluss verschiedener Druckparameter im FDM 3D-Druck

Die Bauteilqualität der additiven Fertigung ist von unterschiedlichsten Faktoren abhängig. Um einen erfolgreichen Druck zu erhalten sind sowohl Bauteilausrichtung, Stützstrukturen, die Bauteilgeometrie aber auch der Druckprozess mit unzähligen Parametern zu beachten.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll ein Leitfaden für verschiedenste Druckanwendungen erstellt werden. Hierzu sind Parameterstudien mit unterschiedlichsten Bauteilen und Prozesseinstellungen durchzuführen.

Inhalte:

  • Entwicklung einer geeigneten Versuchsplanung
  • Untersuchung des Druckprozesses
  • Erstellung eines Leitfadens für den 3D-FDM-Druck

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

 

Konstruktion und Aufbau einer Filament-Recycling und Mischanlage für Kunststofffilamente

Die additive Fertigung ist ein industrieller Megatrend der heutigen Zeit. Sie verändert nicht nur die klassischen Möglichkeiten der Fertigung, sondern auch die Art und Weise, wie Produkte entworfen werden. Daher führt dieses Verfahren aufgrund der großen gestalterischen Freiheit zu tiefgreifenden Veränderungen im Design zukünftiger Bauteile.

Diese gestalterische Freiheit führt auf der anderen Seite aber auch zu einer größeren Menge an Stützstrukturen, Prototypen oder Fehldrucken. Um diesen Abfall zu verringern ist es das Ziel dieser Arbeit, das Material wieder dem Herstellungsprozess in Form von recyceltem Filament zuzuführen.

Inhalte:

  • Konstruktion der Anlage bestehend aus Schredder, Mischer, Extruder, Kühlung und Wickelvorrichtung
  • Inbetriebnahme der Anlage
  • Bestimmung der Prozessparameter
  • Analyse des recycelten Filaments

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

 

Entwicklung und Konstruktion eines 3D-Druckers für Hochleistungspolymere

Die additive Fertigung wird längst nicht mehr nur für die Herstellung von Prototypen oder Demonstratoren verwendet. Sie eignet sich unter anderem für die Produktion komplexer Geometrien individualisierter Produkte. In den letzten Jahren haben die Materialvielfalt und die verschiedenen Verfahrensprinzipien stark zugenommen, dabei werden auch immer häufiger Hochleistungspolymere eingesetzt, wie beispielsweise PEEK. Letztere stellen auf Grund ihres Materialverhaltens häufig noch eine Herausforderung für die additive Fertigung dar, sind jedoch zugleich eine wichtige Materialgruppen in der Medizintechnik und neuerdings auch im Maschinenbau. Um komplexe Geometrien additiv herstellen zu können soll deshalb die Hardware eines FDM-Druckers entwickelt und erprobt werden.

In der studentischen Arbeit sollen mögliche Lösungskonzepte für die Konstruktion erarbeitet und praktisch evaluiert werden. Hierzu zählt der Aufbau eines FDM-Druckers, die Ansteuerung und Entwicklung neuer Hot-Ends, sowie die Erprobung von Druckparametern und die Dokumentation des Systems.

Inhalte:

  • Konzipierung möglicher Lösungsansätze
  • Erstellung eines FDM 3D-Druckers
  • Praktische Evaluierung des gewählten Prozessaufbaus

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

 

Experimentelle Untersuchung des BASF-Metallfilamentes "Ultrafuse 326LX" für den 3D-Druck

Die additive Fertigung, umgangssprachlich 3D-Druck, gewinnt immer mehr an Bedeutung. Ob Medizintechnik, Maschinenbau oder für die private Nutzung, die Palette an verwendbaren Materialien wird stetig erweitert. Das Unternehmen BASF hat ein Sinterfähiges Metallfilament auf Basis eines PLA Grundstoffes entwickelt, welches im klassischen FDM-Verfahren verdruckt werden kann.

Im Rahmen der studentischen Arbeit soll dieses Material untersucht und entsprechende Druckparameter gefunden werden. Hierzu sind Probewerkstücke zu entwickeln welche vor und nach dem Sinterprozess untersucht werden sollen.

Inhalte:

  • Konzeption von Prüfwerkstücken
  • Bestimmung der Druckparameter (Parameterstudie)
  • Analyse der Bauteileigenschaften

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

 

Modellierung des thermischen Verhaltens von Material-Hybrid Werkzeugen

Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll das thermische Verhalten eines neu entwickelten Material-Hybrid-Werkzeuges untersucht werden. Verzug oder Eigenspannungen aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten, das Erreichen der Aufweichungstemperatur von Faserverbundwerkstoffen sind bei Material-Hybriden Bauteilen von besonderer Bedeutung.

Im Rahmen der studentischen Arbeit soll das transiente Temperaturverhalten des Werkzeuges analysiert und modelliert werden. Hierzu sind mittels Ansys Workbench entsprechende Modelle zu entwickeln und an einem prototypischen Aufbau zu validieren.

Inhalte:

  • Konzipierung möglicher Lösungsansätze
  • Modellierung und Simulation des thermischen Verhaltens
  • Praktische Validierung an einem Prototyp

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

 

Zerspanungsprozessimulation für additiv hergestellte Leichtbauwerkzeuge

Die additive Fertigung wird immer häufiger dazu benutzt industriell eingesetzte Werkzeuge zu optimieren. Eine mögliche Optimierungsvariante ist die Reduktion der Ratterneigung lang auskragender Werkzeuge. Hierzu soll am Beispiel eines ausgesuchten Referenzwerkzeugs eine Zerspanungssimulation durchgeführt werden.

Bei Simulation von Zerspanprozessen werden zur Beschreibung des Materialverhaltens von metallischen Werkstoffen Materialmodelle benötigt, durch die ein realer Prozess möglichst genau simulativ abgebildet werden soll. Dazu werden eine Vielzahl von Materialmodellen verwendet, die zumeist auf empirischen oder analytischen Ansätzen basieren.

Im Rahmen der studentischen Arbeit soll der Zerspanprozess unter Variation verschiedener Parameter simuliert werden, um Rückschlüsse auf die resultierenden Kräfte und Schwingungen zu erhalten. Zusätzlich sollen verschiedene Materialkombinationen, hinsichtlich der kritischen Zustände, untersucht werden.

Inhalte:

  • Aufbau einer Zerspanungssimulation
  • Parameterstudie
  • Praktische Evaluierung des Modells anhand eines Prototypen

Betreuer: M. Sc. Kim Werkle

Programmierung einer Steuersoftware zur Scanning-Laservibrometrie

Die Laser-Scanning-Vibrometrie ist ein schnelles, bildgebendes Verfahren zur berührungslosen Messung von Schwingungen. Um ein am IfW vorhandenes Scanning-System flexibel bei verschiedenen Applikationen einsetzen zu können, soll für die Scanning-Einheit ein universelles Ansteuerprogramm entwickelt werden. Kenntnisse in der Programmiersprache C/C++/Visual C++ und in Matlab sind Vorraussetzung für das Vorhaben.

Auch als Studienarbeit möglich.

Betreuer: Dipl.-Ing. Steffen Braun

Untersuchung neuartiger Schneidwerkstoffe für die CFK-Bearbeitung

Die derzeit in der Luftfahrt- und Automobilbranche verwendeten kohlefaserstoffverstärkten Kunstoffen bestehen aus einem Verbund von Matrix und Kohlenstofffasern. Während die Fasern die Aufgabe haben die mechanischen Lasten am Verbund zu übernehmen sorgt die Matrix dafür, dass die Faser in der gewünschten geometrischen Anordnung bleibt. Ebenso unterschiedlich wie der Aufbau ist das Verhalten beim Zerspanen der beiden Werkstoffe, während auf einer Seite die Faser sehr abrasiv und zugfest sind, ist die Matrix im Vergleich dazu weich und besitzt einen deutlich niedrigen Schmelzpunkt.

Ziel der Studien-/Bachelorarbeit ist die grundlagenbasierte Untersuchung, Charakterisierung und messtechnische Erfassung und Bewertung des Verschleißverhaltens von neuartigen Schneidwerkstoffen beim Zerspanen von CFK mittels Kreissägen.

Auch als Studienarbeit möglich. 

Betreuer: Dipl.-Ing. Matthias Schneider (M. Sc. Martin Kimmelmann)

Aufbau eines Messaufbaus für die zerstörungsfreie Härteprüfung ferromagnetischer Werkstoffe

Um die Härteeigenschaften von Bauteilen in der Fertigung zu beurteilen, wird im Umfang des Forschungsbereiches Prozessüberwachung und –regelung ein neues Messsystem aufgebaut.

Im Umfang dieser Arbeit soll zunächst ein bereits konstruierter Messaufbau zusammengebaut, das Messsystem implementiert und in Betrieb genommen werden.  Anschließend sollen erste Messreihen und Auswertungen durchgeführt werden, sowie die Nutzenszenarien eines solchen Prüfstandes geprüft werden.

Auch als Studienarbeit möglich.

Betreuer: M. Sc. Jonas Duntschew

 

Zerspanungssimulation zur Untersuchung von fertigungsbedingten Rauheiten an Werkstückoberflächen

Für ein Forschungsprojekt, der Forschungsgruppe Prozessüberwachung und -regelung, soll anhand einer Zerspanungssimulation verschieden Prozessparameter (Drehzahl, Vorschub, Schnitttiefe und Schnittbereite) und deren Einfluss auf die Werkstückoberfläche untersucht werden. Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Zerspanungssimulationsmodells für eine spezifischen Fräsprozess sowie der Abgleich der Ergebnisse mir realen Versuchsergebnissen.

Zunächst soll eine Recherche der aktuellen Literatur (Paper, Bücher, Dissertationen etc.) zum Thema Zerspanungssimulation durchgeführt werden. Des Weiteren soll eine Recherche zu den theoretischen Grundlagen der Zerspanung mittels Kugelkopffräser und dessen Besonderheiten durchgeführt werden.

Im nächsten Schritt erfolgt eine Einarbeitungsphase in die zur Zielerreichung nötigen Simulationssysteme (Ansys Workbench / LS-Dyna). Anschließen erfolgt die Modellbildung und die Simulation. Hierzu soll eine Versuchsmatrix erstellt werden, mit einer Variation von Drehzahl, Vorschub, Schnitttiefe und Schnittbereite und Anstellwinkel des Werkzeugs.

Zum Ende der wissenschaftlichen Arbeit sollen die Ergebnisse der Zerspanungssimulation bewerte und mit realen Oberflächenrauheitskennwerten abgeglichen und das Zerspanungssimulationsmodells ggf. angepasst werden.

Beginn der Arbeit: ab sofort
Gesuchte Studienrichtungen: mabau o. ä.
Notwendige Vorkenntnisse: Ansys / LS-DYNA von Vorteil
Zeitlicher Arbeitsumfang: 900 h / Bearbeitungsfrist 6 Monate (8 h pro Tag / 40 h pro Wochen)

Betreuer: M. Sc. Patrick Georgi

Hinweise und Richtlinien

Informieren Sie sich vor Beginn der Arbeit über die Regeln

Hinweise und Richtlinien

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