Thema der Arbeit:
Die Herstellung spritzgegossener hochpräziser Formteile aus teilkristallinem Polypropylen benötigt ein hohes Verständnis von Material- und Prozesseigenschaften. Die Qualität des finalen Bauteils hängt in erster Linie von der im Abkühlprozess entstehenden Mikrostruktur ab. Bei teilkristallinen Kunststoffen teilt sich die Mikrostruktur in eine kristalline Phase, welche als plattenförmige Lamellen vorliegt, und eine amorphe Phase, welche die kristalline Phase umschließt. Beide Phasen weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf, was Schwierigkeiten in der Vorhersage der finalen effektiven Eigenschaften des Formteils führt.
Die Kristallisation von Polymeren ist ein sehr komplexer Vorgang, welche von großer Bedeutung für die mechanischen Eigenschaften des späteren Bauteils ist. Der Vorgang an sich läuft auf atomarer Ebene ab. Die kristallinen Bereiche entstehen durch die Faltung der einzelnen Polymerketten zu einer engsten Packung. Um die dahinter liegenden Mechanismen aufzuklären und deren Einfluss auf die Bauteileigenschaften vorherzusagen, sollen in Rahmen dieses Projekts molekulardynamische sowie Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt werden.
Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
Die Arbeit wird innerhalb unserer Arbeitsgruppe durchgeführt, deren Fokus auf der molekulardynamischen Betrachtung von Polymeren sowie der Untersuchung von medienbedingten Alterungsprozessen von Kunststoffen liegt. Innerhalb dieser beiden Forschungsschwerpunkte stellen sich uns verschiedenste Fragestellung. So führen wir Untersuchungen zum Recycling von Kunststoffen und die Entwicklung von Kreisläufen durch. Daneben beschäftigen wir uns mit den Ausfallursachen von Kunststoffen und deren Entstehung, um auf diesem Weg schon während der Herstellung die Langlebigkeit der Produkte zu erhöhen und so zu einem nachhaltigeren Umgang mit endlichen Ressourcen beizutragen.
Zielsetzung:
Ziel Deiner Arbeit ist die simulative Beschreibung der Kristallisation von Polyethylen und Polypropylen. Den exakten Inhalt sowie Umfang Deiner Arbeit legen wie gemeinsam, je nach Art der Arbeit und persönlichem Interesse fest. Einen groben Überblick über die möglichen Aufgabengebiete liefert die folgende Auflistung. Eine individuelle Anpassung der Aufgabenstellung auf Deine Interessen ist natürlich möglich.
Deine Aufgabenstellung:
Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen
- Methodenentwicklung für die Simulative Beschreibung der Kristallisation mittels Molekulardynamischer Simulationen
- Parametrisierung verschiedener Kraftfelder und Evaluierung zu deren Eignung
Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen
- Methodenentwicklung für die Simulative Beschreibung der Kristallisation mittels Molekulardynamischer Simulationen
- Parametrisierung verschiedener Kraftfelder und Evaluierung zu deren Eignung
- Übertragung auf Simulationsmethoden mit höheren Skalen
- Experimentelle Validierung mittels DSC-Messungen
Dein Profil
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Materialwissenschaften, Chemie, Physik oder ähnliches)
- Erfahrungen im Bereich der Simulation sind von Vorteil aber nicht zwingend notwendig und können im Zuge der Arbeit erlernt werden
- Interesse an selbständiger und flexibler Arbeit in einem motivierten Team
Falls du Interesse an einer Abschlussarbeit am IKV und an dieser Aufgabenstellung hast, melde dich bei mir oder komm einfach auf einen Kaffee vorbei. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.
Dein Ansprechpartner:
Felix Melzer, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28373
E-Mail: felix.melzer@ikv.rwth-aachen.de