Die Brennstoffzellentechnik wird ein fester Bestandteil der zukünftigen Mobilität sein. Aktuelle Forschungsvorhaben zielen unter anderem auf die Senkung der Material- und Prozesskosten bei der Herstellung von Typ-4-Wasserstoff-Druckbehältern ab. Auf Grund von Fertigungsungenauigkeiten im Nasswickelverfahren müssen diese zur Erreichung der geforderten mechanischen Eigenschaften bisher noch deutlich überdimensioniert werden, was unnötig hohe Kosten nach sich zieht. Zudem resultiert aus dem überflüssigen Materialeinsatz eine vermeidbare Umweltbelastung.
Aktuell betrachten wir am IKV in Zusammenarbeit mit namenhaften Automobilherstellern Maßnahmen zur Realisierung einer inline Qualitätssicherung durch Bildverarbeitung bei der Fertigung von Druckbehältern für den Einsatz in brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugen. Dafür steht dem Institut eine hochmoderne robotergeführte Nasswickelanlage und verschiedenste Kameratechnik zur Verfügung. Die erfassten Daten sollen ortsaufgelöst in einer 3D-Rekonstruktion des Wasserstoffbehälters implementiert werden, um damit die Behälterqualität zu beurteilen, ohne diesen zerstörend prüfen zu müssen. Das virtuelle Modell ermöglicht den Laminataufbau zu optimieren und damit die Materialkosten zu senken.
Das Ziel deiner Arbeit ist die Erstellung eines virtuellen Modells des Druckbehälters, basierend auf seiner vorgegebenen Geometrie und inline gemessenen Kennwerten der lokalen Faserbandgeometrie (Faserbandbreite, ‑orientierung und Schichthöhe). Hierzu stehen dir die Positionsdaten des Roboters mit einer Taktrate von 10 Hz während der Behälterfertigung und die an den einzelnen Positionen erfassten Messwerte zur Verfügung. Zur Programmierung des Modells empfehlen wir Python 3, sind aber auch für andere Lösungen offen.
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Robert Müller, M.Sc.
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