Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
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Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Entwicklung, Herstellung und Untersuchung generischer Faserskelett-Prüfkörper im Forschungsbereich 3D Skelett Wickeltechnik (3DSW)

Art der Arbeit

Bachelorarbeit oder Masterarbeit

Motivation

Die 3D Skelett Wickeltechnik (3DSW) ist ein Konstruktions- und Fertigungsansatz zur Realisierung komplex gewickelter Faserverbundstrukturen, die als reine Faserskelette oder als Lokalverstärkung von Strukturkomponenten (z.B. im 3D-Druck- oder im Spritzgießverfahren hergestellt) eingesetzt werden können. In einem roboterbasierten Wickelprozess werden thermoplastisch imprägnierte, kontinuierliche Verstärkungsfasern (z.B. Kohlenstoff- oder Glasfasern) zu Faserskeletten verarbeitet. Die Freiheitsgrade des Roboters bieten dabei große geometrische Flexibilität, sodass sowohl eine dreidimensionale, Lastpfad-optimierte Anordnung als auch eine formschlüssige Belastung der Fasern ermöglicht werden. Die mechanischen Eigenschaften der Verstärkungsfasern werden somit maximal ausgenutzt und neue Leichtbaupotenziale erschlossen. Die resultierenden Energie- und Treibhausgaseinsparungen in Kombination mit der recyclingfähigen Thermoplast-Matrix wirken sich positiv auf die Ökobilanz der Strukturkomponenten aus.

Dreidimensionale Faserskelette - Lokale Endlosfaserverstärkung durch die 3D-Skelett-Wickeltechnik [pdf]

Vorhabensbeschreibung

Gegenstand der ausgeschriebenen Abschlussarbeit sind die Entwicklung, Herstellung und Untersuchung generischer Prüfkörper zur Validierung eines am Fraunhofer ICT entwickelten Ansatzes für die Struktursimulation gewickelter Faserskelette mittels der Finite Elemente Methode.

Systematic approach for finite element analysis of thermoplastic impregnated 3D filament winding structures – General concept and first validation results

Systematic Approach for Finite Element Analysis of Thermoplastic Impregnated 3D Filament Winding Structures—Advancements and Validation

Aufgaben

  • Einarbeitung in die 3DSW und die FEM-Simulation gewickelter Faserskelette
  • Entwicklung von Prüfkörpern für die Validierung bestehender Simulationsansätze
  • Prüfkörperherstellung (inkl. Werkzeugkonstruktion & Anlagenprogrammierung)
  • Mechanische Charakterisierung der Prüfkörper
  • FE-Modellierung und -Berechnung der Prüfversuche
  • Abgleich zwischen Mess- und Simulationsergebnissen

Voraussetzungen

  • Studienrichtung: Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Materialwissenschaften, o.ä.
  • Grundkenntnisse in den Bereichen Faserverbundkunststoffe & FEM wünschenswert
  • Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
  • Gute Deutsch- oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Ort

  • Pfinztal Berghausen

Beginn der Arbeit

ab sofort

  • Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf eine geschlechtsunabhängige berufliche Gleichstellung. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!