Thema der Arbeit:
Thermoplastische Elastomere (TPE) bilden eine Werkstoffklasse zwischen Thermoplasten und Elastomeren. Dabei verknüpfen sie hochelastischen Eigenschaften der Elastomere mit den die einfachen Verarbeitungs- und Recyclingeigenschaften der Thermoplaste. Damit zählen TPE zu den innovativsten Werkstoffen in der Kunststofftechnik. Der Markt wächst stetig, da diese Werkstoffe klassische Elastomere in vielen Anwendungen, wie in elektrisch betriebenen Automobilen ersetzen.
Häufig finden TPE Bauteile Anwendung in Dichtungen, die auf lange Zeit hohen Druckbelastungen ausgesetzt sind. Für die Auslegung solcher Elemente werden häufig Materialmodelle verwendet, die auf schnell durchführbaren uniaxialen Zugversuchen basieren. Gerade bei TPE kann die Anwendung dieser Materialmodelle jedoch zu starken Fehlern in der Vorhersage führen, da die Werkstoffe unterschiedliches Verhalten unter Zug und Druckbeanspruchung aufweisen.
Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
Die Arbeitsgruppe Elastomerwerkstoffe, Modellierungsmethoden in der Abteilung Strukturberechnung & Werkstofftechnik befasst sich mit der Charakterisierung und Modellierung von Elastomeren und mechanisch ähnlichen Kunststoffen. TPE, als vergleichsweise neue Werkstoffklasse, weisen ein komplexes mechanisches Verhalten auf, welches größtenteils noch unerforscht ist. In der Arbeitsgruppe werden verschiedene Untersuchungen, beispielsweise numerisch auf mikromechanischer Ebene, durchgeführt, um ein besseres Verständnis für diesen Werkstoff zu erlangen.
Zielsetzung:
Ziel deiner Arbeit wird es sein, den Einfluss der Beanspruchungsrichtung (Zug/Druck) für verschiedene TPE anhand von quasistatischen und langzeitigen Versuchen zu quantifizieren und Möglichkeiten für die Modellbildung aufzuzeigen.
Deine Aufgabenstellung:
Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen
- Herstellung von Prüfplatten und Probekörpern
- Durchführung und Auswertung von Zug- und Druckversuchen
- Kalibrierung von Materialmodellen und Überprüfung der Vorhersagequalität bei anderer Beanspruchungsrichtung
Dein Profil
- Student*in eines Ingenieursstudiengangs, wie Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
- Vertiefungsrichtung Kunststofftechnik von Vorteil
- Erfahrungen im Umgang mit Excel und/oder Python zur Datenauswertung
- Interesse an der mechanischen Prüfung von Werkstoffen
Abschluss: Du hast Interesse einen neue, innovative Werkstoffklasse weiter zu erforschen und einen Beitrag für ein besseres Werkstoffverständnis zu leisten? Dann melde Dich gerne bei mir. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.
Dein Ansprechpartner:
Noah Mentges, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28357
E-Mail: noah.mentges@ikv.rwth-aachen.de