Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Masterarbeit

Geschäumte Kunststoffe finden mit stetig wachsendem Marktvolumen eine breite Anwendung in zahlreichen Industriezweigen. Die Vorteile der geschäumten Werkstoffe gegenüber den kompakten Materialien liegen zum Beispiel in einer deutlichen Gewichtsreduzierung (Leichtbau) und hervorragenden Wärmedämm- (Isolation) sowie gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften. Die Verarbeitung von geschäumten Kunststoffen im 3D-Druck ermöglicht die Kombination dieser werkstofflichen Vorteile mit der Prozess- und Geometrieflexibilität der additiven Fertigung.

Grundsätzlich ist die Verarbeitung der schäumbaren Filamente mit herkömmlichen Filament-3D-Druckern möglich. Um eine minimale Schaumdichte zu erzielen, ist jedoch eine angepasste Prozessführung hinsichtlich Druckgeschwindigkeit und -temperatur erforderlich. 

In der Abschlussarbeit wird ein vorhandener Filament-3D-Drucker (Anisoprint Composer A3) technisch modifiziert, um Schäume mit einer gegenüber dem Auslieferungszustand niedrigeren Dichte drucken zu können. Die Konzeption und Konstruktion der Bauteile, die für die Modifikation erforderlich sind, ist ein zentraler Bestandteil dieser Arbeit. Durch das Einbringen einer Flüssigkeitskühlung in den Druckkopf soll die Temperaturführung gegenüber dem Stand der Technik besser auf die Anforderungen des Schäumprozesses angepasst werden können. Nach der Fertigung der Bauteile werden diese in den 3D-Drucker eingebaut und erprobt. Anhand von Vergleichsuntersuchungen von Dichte und Morphologie der gedruckten Schäume wird Wirksamkeit der umgesetzten Modifikationen bewertet.

• Einarbeitung in das Thema des 3D-Drucks von physikalisch beladenen, schäumbaren Biopolymerfilamenten und in die Bedienung des Anisoprint Composer A3 Druckers
• Identifizierung der druckerseitigen Einflussfaktoren auf das Aufschäumverhalten des beladenen Filamentes
• Konzeption und CAD-Konstruktion der zu modifizierenden Komponenten des Druckers
• Praktische Umsetzung und Einbau der modifizierten Komponenten, Durchführung von Testdrucken
• Untersuchung von Dichte und Morphologie der gedruckten Schäume und Vergleich mit dem Ausgangszustand
• Bewertung der Wirksamkeit der umgesetzten Modifikationen und Ableitung von weiteren Handlungsempfehlungen 

• Studienfach: Maschinenbau, Materialwissenschaften oder vergleichbares
• Grundkenntnisse im Bereich 3D CAD-Konstruktion
• Begeisterungsfähigkeit für 3D-Druck, Selbstständigkeit, Eigeninitiative, strukturierte Arbeitsweise

• Karlsruhe, Campus Ost
• Pfinztal Berghausen

nach Absprache ab 1.5.2023

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