Untersuchung der Positionier- und Wiederholgenauigkeit einer Sechs Achs Roboterkinematik für den 3D-Druck

Das Ziel deiner/eurer Arbeit wird es sein die Positionier-, Bewegungs- und Wiederholgenauigkeit der Fertigungsanlage zu Qualifizieren und daraus Handlungsempfehlungen für eine bestmögliche Bauteilfertigung abzuleiten.

Schneckenextrusionsanlage zur additiven Herstellung von Kunststoffbauteilen aus Standartgranulat | Bild: IKV

Thema der Arbeit
Additive Fertigungsverfahren (AF-Verfahren) bieten aufgrund des schichtweisen Verfahrensprinzips die Möglichkeit, komplexe Bauteile ohne den Einsatz von Werkzeugen auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich zu fertigen. Besonders plastifizierende AF-Verfahren, also Verfahren, bei denen ein aufgeschmolzener Thermoplast abgelegt wird, bieten sich aufgrund der hohen Flexibilität und einfachen Skalierbarkeit für die Verarbeitung von Kunststoffen an.

Am IKV werden schon seit langer Zeit plastifizierende AF-Verfahren zur Herstellung von großen Bauteilen aus Standartgranulaten erforscht und entwickelt. Dazu kommt ein Einschneckenextruder als Plastifiziereinheit zum Einsatz, welche von einem Sechs‑Achs-Roboter bewegt wird. Durch diese Kombination ist die additive Herstellung von großen Kunststoffbauteilen direkt aus handelsüblichen Granulat möglich. Eine Voraussetzung und gleichzeitig Herausforderung beim Einsatz solcher Systeme ist die Genauigkeit, mit welcher Bauteile gefertigt werden können.

Das Ziel deiner/eurer Arbeit wird es sein, die Positionier-, Bewegungs- und Wiederholgenauigkeit der Fertigungsanlage zu qualifizieren und daraus Handlungsempfehlungen für eine bestmögliche Bauteilfertigung abzuleiten.

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 zufriedenstellend zu nutzen, sind Kenntnisse der Genauigkeit des Fertigungssystems essenziell.

Das könnten deine/eure Aufgaben sein:

Für eine Forschungslabor-Arbeit

  • Erarbeitung einer Methode zur Erfassung der Positioniergenauigkeit in x-, y- und z‑Richtung
  • Anlegen und Abfahren von Testbewegungsmustern
  • Vermessung der Positionier- und Wiederholgenauigkeit der Roboterkinematik
  • Ableitung von Handlungsempfehlungen bei der Bauteilfertigung

Für eine Projektarbeit

  • Erarbeitung einer Methode zur Erfassung der Positioniergenauigkeit in x-, y- und z‑Richtung sowie zur Untersuchung der Bahngenauigkeit
  • Vermessung der Positionier- und Wiederhol- und Bewegungsgenauigkeit der Roboterkinematik
  • Herstellung und Vermessung von Probebauteilen
  • Ableitung von Handlungsempfehlungen bei der Bauteilfertigung

Das sind deine/eure Benefits:

  • Arbeit in einem jungen, motivierten Team
  • Selbstständige Arbeit bei intensiver Betreuung
  • Individuelle Abstimmung von Aufgabenstellung und Zeitrahmen
  • Experimentelle Arbeit an Industrieanlagen
  • Erlernen von Kenntnissen im Umgang mit Kunststoffverarbeitungssystemen und Industrierobotern
  • Schnelle Bearbeitung
  • Sofortiger Start möglich
  • Mir ist wichtig, dass ihr nicht nur fachliche Kenntnisse mitnehmt, sondern auch Skills im wissenschaftlichen Arbeiten und Schreiben erlernt.

Dein/euer 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/euer Ansprechpartner:
Johannes Austermann, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-93809
E-Mail: johannes.austermann@ikv.rwth-aachen.de