Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICTUmformung von pultrudierten Profilen zur Endlosfaserverstärkung von SMC-Batteriegehäusen
- Masterarbeit
Abschlussarbeiten, studentische Hilfskräfte und Praktika
Motivation
Sheet Molding Compound (SMC) gehört zur Gruppe der Verbundwerkstoffe mit Langfaserverstärkung und wird im Fließpressprozess verarbeitet. Die Verwendung von SMC ermöglicht nicht nur die Herstellung komplexer Geometrien, sondern auch die Integration funktionaler Eigenschaften in ein einziges Bauteil. Die Forschung an lokalen Endlosfaserverstärkungen eröffnet ein enormes Potenzial, um die mechanischen Eigenschaften von SMC-basierten Produkten weiter zu verbessern und gleichzeitig den wachsenden Anforderungen der Industrie gerecht zu werden.
SMC Batteriebox mit lokaler Endlosfaserverstärkung
Vorhabensbeschreibung
- Im Rahmen des EU-Projekts TEMPEST wird an der Entwicklung einer neuen Generation von sicherheitsorientierten, recycelbaren, leistungsstarken und leichten Batterien gearbeitet. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Ansatz für Lithium-Batterietechnologien zu verfolgen. Ein zentraler Aspekt dieser Arbeit ist die Entwicklung eines leichten und nachhaltigen Batteriegehäuses, das im thermoplastischen SMC-Verfahren gefertigt wird. Zur zusätzlichen Versteifung sollen die SMC-Materialien mit lokalen Endlosfaserverstärkungen in Form von thermoplastischen Pultrusionsprofilen entlang kritischer Lastpfade ergänzt werden. Diese Profile müssen zunächst entsprechend der Gehäusegeometrie umgeformt werden, bevor sie in das Formwerkzeug eingelegt und mit dem SMC verpresst werden können.
- Die Aufgabe der Masterarbeit umfasst die Entwicklung eines Prozesses zur Umformung von Pultrusionsprofilen, die Konstruktion und Inbetriebnahme einer geeigneten Umformvorrichtung sowie die Charakterisierung der signifikanten Parameter des Umformprozesses durch eine Design-of-Experiments (DoE) Studie. Der Einsatz der umgeformten Profile in einem realen Demonstrator rundet die Aufgabenstellung ab.
Aufgaben
- Literaturrecherche und Methodenauswahl zur Umformung von Pultrusionsprofilen
- Konstruktion, Aufbau und Inbetriebnahme eines Versuchsaufbaus zur Profilumformung
- DoE – Versuchsplan aufstellen (Zielparameter aus Lastenheft ableiten, relevante Prozess- und Materialparameter festlegen)
- Versuchsdurchführung und Auswertung, Einflüsse / Effekte / Wechselwirkungen identifizieren
- Demonstratorfertigung: Co-Molding von SMC-Bauteil mit umgeformtem Pultrusionsprofil
Voraussetzungen
- Studienfach: Maschinenbau, Materialwissenschaften, Fahrzeugtechnik, Leichtbau, Produktionstechnik, oder ähnliches mit technischem Bezug
- Grundkenntnisse im Bereich Kunststofftechnik / Faserverbundkunststoffe wünschenswert
- CAD-Erfahrung wünschenswert
- Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
- Gute Deutsch- oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift