Ultraschallschweißen von Kunststoffen
Extrem kurze Schweißzeiten, eine hohe Energieeffizienz und ein enormes Automatisierungspotenzial sind nur einige Gründe für den Erfolg der Technologie und die hervorragenden Zukunftsaussichten des Ultraschallschweißverfahrens. Ultraschall kann nämlich nicht nur zur medizinischen Diagnostik, sondern auch zum Schweißen verschiedenster Werkstoffe verwendet werden. Dabei werden die Fügepartner mit Frequenzen zwischen 20.000 - 40.000 Hz in Schwingung versetzt und in unterhalb einer Sekunde verschweißt. Die eingebrachte Energie wird im inneren des Werkstoffs durch Dämpfung in Wärme umgewandelt und führt schlussendlich zu einer hochfesten Schweißverbindung. Allerdings ist das akustische Bauteil- und Erwärmungsverhalten sehr komplex. Das führt dazu, dass die fügegerechte Bauteilauslegung nahezu ausschließlich auf Erfahrungswissen basiert und oftmals mit entsprechend aufwendigen und teuren Versuchsreihen vor Produktionsbeginn verbunden ist.
Aus diesem Grund wird am IKV ein Simulationsmodell entwickelt, das den Schweißprozess realitätsnah abbildet und eine Vorhersage des Erwärmungsverhaltens erlaubt. Somit können bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess Aussagen über die Schweißbarkeit getroffen werden und Ressourcen eingespart werden.
Ziel Deiner Arbeit wird die Weiterentwicklung unseres bestehenden thermo-mechanischen Simulationsmodells sein. Hierbei steht die Abbildung des gesamten Prozessablaufs unter Berücksichtigung des Schmelzeflusses im Fokus deiner Arbeit. Des Weiteren gilt es natürlich einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Rechenzeit und Abbildungsgenauigkeit zu finden.
Den genauen Umfang deiner Arbeit können wir gerne flexibel absprechen. Während der Bearbeitung wirst du natürlich durch meine Arbeitsgruppe und mich unterstützt.
Wenn du Interesse an einer sowohl industrielle als auch forschungsseitig relevanten Arbeit hast, melde Dich einfach bei mir.
Ansprechpartner
Max Weihermüller, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28363
E-Mail: max.weihermueller@ikv.rwth-aachen.de