Thema der Arbeit:
Beim Schneckenextrusionsverfahren handelt es sich um ein additives Fertigungsverfahren, bei dem ein thermoplastischer Werkstoff in einem Einschneckenextruder aufgeschmolzen und anschließend strang- und schichtweise abgelegt wird. Dieses Fertigungsprinzip erlaubt eine extreme Flexibilität, was die Komplexität und Größe der herzustellenden Bauteile angeht. Die Bauteileigenschaften werden dabei von den Prozess- und Werkstoffeigenschaften sowie der Bauteilgeometrie bestimmt. Besonders die Festigkeit zwischen den einzelnen Schichten, welche aus diesen Faktoren resultiert, ist eine kritische Eigenschaft.
Die Zwischenschichtfestigkeit ist ein direktes Ergebnis der Temperaturhistorie im Bereich zwischen einem neu abgelegten Strang und der zuvor aufgebrachten Schicht, welche häufig als Substrat bezeichnet wird, also der Strangtemperatur und der im Substrat verbleibenden Restwärme. Gleichzeitig beeinflusst die Schichtbauzeit aber auch die Oberflächeneigenschaften der Bauteile. Während die Strangtemperatur durch die Extrusionsparameter bestimmt und eingestellt werden kann, ist die Substrattemperatur von der verstrichenen Zeit zwischen Ablage der vorherigen Schicht und der erneuten Strangablage abhängig. Damit wird die Schichtbauzeit eines Bauteils zu einem weiteren Faktor, welcher bei der plastifizierenden additiven Fertigung zu berücksichtigen ist und in die Parametrisierung des Schneckenextrusionsprozesses mit einbezogen werden muss.
Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst
Deine Arbeit schreibst du/ihr in der Arbeitsgruppe Additive Fertigung. Wir befassen uns mit der Untersuchung der Eigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen und der Weiterentwicklung von AF-Verfahren. Ein Fokus ist der Einsatz von AF-Verfahren zur prototypischen Umsetzung von u.a. Automobilbauteilen. Um diese auch für Funktionsuntersuchungen zu nutzen, sind Kenntnisse zur Parametrisierung des Fertigungsprozesses essenziell.
Zielsetzung:
Ziel deiner Arbeit ist die Untersuchung der schichtbauzeitabhängigen Substrattemperatur und der sich daraus ergebenden mechanischen Bauteileigenschaften und Oberflächenqualitäten, um die Schichtbauzeit als Prozessparameter im Schneckenextrusionsverfahren genauer einschätzen und bedarfsgerecht einstellen zu können.
Deine Aufgabenstellung:
- Einarbeitung in die Thematik und Recherche zum Stand der Technik
- Herstellung von Probekörpern im Schneckenextrusionsverfahren mit gleichzeitiger Analyse der Strang- und Substrattemperatur
- Untersuchung der Probekörper hinsichtlich deren Oberflächeneigenschaften sowie anschließende mechanische Prüfung der Probekörper
- Analyse und Korrelation der Untersuchungsergebnisse
Je nach Art der Abschlussarbeit (Bachelor-/ Masterarbeit) werden die genaue Aufgabenstellung, der Umfang der Arbeitspakete sowie der Zeitplan individuell mit dir abgestimmt.
Dein Profil
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Kunststofftechnik, Materialwissenschaften, etc.)
- Spaß an praktischer Arbeit und Problemlösung
- Selbstständiges, strukturiertes und eigenverantwortliches Arbeiten
Wenn Du Interesse an diesem Thema hast und Dich an einem innovativen und industrierelevanten Forschungsprojekt in einem motivierten Team beteiligen möchtest, melde Dich einfach bei mir. Der Rahmen, Zeitplan und die detaillierte Aufgabenstellung deiner Arbeit stimmen wir gemeinsam im Vorfeld ab.
Dein Ansprechpartner:
Johannes Austermann, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-93809
E-Mail: johannes.austermann@ikv.rwth-aachen.de