Hintergrund

Die Vorteile des Leichtbaus werden heutzutage in den meisten Branchen als fester Bestandteil für die Konstruktion und Produktion von Bauteilen genutzt. Durch die Anwendung leichtbautypischer Konzepte können deutliche Verbesserungen von mechanischen Eigenschaften und zugleich eine Reduzierung des Gewichts- und des Kostenfaktors der Bauteile erzielt werden. Um weitere Optimierungen zu erreichen, wird in unterschiedlichsten Bereichen intensiv geforscht.

Die additive Fertigung, die heutzutage als die industrielle Revolution des letzten Jahrzehnts gehandelt wird [1], sei hierfür nur ein Beispiel. Durch sie lassen sich komplexe Bauteilgeometrien mit hoher Flexibilität erzeugen. Dabei kommen verschiedenartige Verfahren, unter anderem das Fused Deposition Modeling (FDM)-Verfahren, unter Zuhilfenahme unterschiedlicher Materialien, bspw. Polymere, zum Einsatz.

Um den Grundgedanken des Leichtbaus aufzugreifen, umfasst ein Forschungsthema die Erstellung von additiv gefertigten, endlosfaserverstärkten Kompositen. Ziel ist es, durch optimale Auslegung der Endlosfaser im Bauteil eine deutliche Steigerung der mechanischen Eigenschaften zu erreichen.

Aufgabenstellung und Arbeitsumfang

Die zu erstellende Bachelorarbeit befasst sich mit der Auslegung der Endlosfasern für einen additiv gefertigten Kompositen. Aufgrund der Ergebnisse einer linearen Finiten-Element-Analyse sollen über ein Matlab-Programm die Hauptspannungstrajektorien eruiert werden.  Die auszugebenden Splines sollen unter Zuhilfenahme einer bestimmten Software eingepflegt und gedruckt werden.

AM of Composite Materials.png

Abbildung 1: Auslegung der Endlosfasern entsprechend der HS-Trajektorien [2]

Arbeitsumfang
  • Einarbeitung in die Theorie und Literaturrecherche zu den Themen Fused Deposition Modelling-Verfahren, Finite-Element-Methode von isotropen Materialien,
  • Ausgabe der Ergebnisse über das FEA-Programm,
  • Verfassen eines Matlab-Skripts zur Bestimmung der Hauptspannungstrajektorien,
  • Additive Fertigung der Bauteile und
  • Untersuchung des mechanischen Verhaltens.
Was Sie mitbringen:
  • Technisches Studium, wie bspw. Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau oder ein vergleichbarer Studiengang,
  • Experimentelles Geschick und Begeisterung für innovative Fertigungsverfahren,
  • Interesse an anspruchsvollen Fragestellungen sowie ein hohes Maß an Eigeninitiative und Teamgeist und
  • Interesse und Vorkenntnisse im Bereich der Finiten-Element-Methode und der Programmierung in Matlab.
Was Sie erwarten können:
  • Ideale Rahmenbedingungen für eine theoretische und praxisorientierte Abschlussarbeit,
  • Die Verfügbarkeit der erforderlichen Maschinen zur Erstellung und Prüfung der Bauteile und
  • Bestmögliche Unterstützung während der Bearbeitungszeit.
Kontakt

Sollte Ihr Interesse geweckt worden sein, wenden Sie sich gerne jederzeit an:

Dominik Leubecher, Hptm und M.Eng.
Tel.: 089-6004-5608
Büro: Geb. 37, Raum 1108
E-Mail: dominik.leubecher@unibw.de

Quellen

[1] Burkatzki, Katrin, Warum Industrie 4.0 keine Revolution ist, 3D-Druck aber schon. 2018, https://3druck.com/gastbeitraege/warum-industrie-4-0-keine-revolution-ist-3d-druck-schon-4267190/

[2] Institute for Constructional Lightweight Design and Wood K plus