Analyse von Einflussfaktoren auf die der Oberflächeneigenschaften von FVK

Durch genaue Kenntnis von Materialdaten soll die Prozessführung und die daraus resultierenden Bauteileigenschaften optimiert werden, um den Aufwand nachgestellter Veredelungsprozess (z.B. Lackieren) zu reduzieren.

Messzelle zur prozessnahen Materialcharakterisierung (links) / FVK-Bauteil in Serienanwendung (rechts) | Bild: IKV/BMW

Thema der Arbeit:
Faserverbundkunststoffe (FVK) finden aufgrund ihrer exzellenten gewichtsspezifischen Eigenschaften überall dort Anwendung, wo eine gute Bauteilperformance bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung, wie z.B. im Transportsektor, nötig ist. Im Bereich der Automobilaußenhaut spielt neben der Gewichtsreduktion und den exzellenten mechanischen Bauteileigenschaften auch die Oberflächenqualität eine entscheidende Rolle. Um die Anforderung höchster Oberflächenqualität („Class-A“) erfüllen zu können, ist die genaue Kenntnis der physikalischen Materialeigenschaften notwendig. Insbesondere der Verarbeitungsprozess und das verwendete Matrixmaterial haben einen maßgeblichen Einfluss auf die erzielte Oberflächengüte und den Bauteilverzug.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Im Rahmen eines am IKV laufenden Forschungsprojekts wird ein Simulationsmodell zur Abbildung fertigungsinduzierter Oberflächenwelligkeit erarbeitet um darauf basierend die Oberflächeneigenschaften gezielt beeinflussen und steuern zu können. Dazu sind neben dem Simulationsmodell auch experimentell ermittelte Materialdaten und Validierungsversuche notwendig.

Zielsetzung:
Ziel deiner Arbeit ist es, durch genaue Kenntnis von Materialdaten die prozessinduzierte Ausbildung von Oberflächenwelligkeit abzubilden und darauf basierend beeinflussen zu können. Dadurch soll der Aufwand nachgestellter Veredelungsprozesse, wie z.B. Lackieren oder das Aufbringen von Oberflächenfolien, reduziert werden.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen:

  • Herstellung von FVK-Bauteilen und Beurteilung der Oberflächenqualität und des Bauteilverzugs anhand taktiler Messungen und mittels 3D-Scanner
  • Laboruntersuchungen zur prozessnahen Ermittlung von Materialkennwerten
  • Analyse des Zusammenhanges von ermittelten Materialkennwerten und resultierender Oberflächenqualität

Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen:

  • Herstellung von FVK-Bauteilen und Beurteilung der Oberflächenqualität und des Bauteilverzugs anhand optischer Messungen
  • Laboruntersuchungen zur prozessnahen Ermittlung von Materialkennwerten sowie Modellierung des druck- und vernetzungsabhängigen Materialverhaltes
  • Analyse des Zusammenhanges von ermittelten Materialkennwerten und resultierender Oberflächenqualität

Dein Profil:

  • Bevorzugte Studiengänge: Maschinenbau, Materialwissenschaften oder Ähnliches.
  • Erfahrungen: Basiswissen in der Kunststofftechnik wie die Vorlesungen KV I-III, WK II oder WkdK. Idealerweise hast du erste praktische Erfahrung mit der Verarbeitung von FVK gesammelt.
  • Fähigkeiten: Du bist motiviert, teamfähig und bringst die Bereitschaft mit, selbstständig Problemstellungen zu lösen.

Wenn du Interesse an der Thematik hast und unser motiviertes Team bei der Bearbeitung dieses spannenden Themas unterstützen möchtest, erarbeiten wir gemeinsam eine auf dich zugeschnittene Themenstellung.

Dein Ansprechpartner:
Niklas Lorenz, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-23883
E-Mail: niklas.lorenz@ikv.rwth-aachen.de