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An­ge­bot 1 von 101 vom 18.12.2017, 00:14

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Fraun­ho­fer IPK - Fer­ti­gungs­tech­no­lo­gien

Das Fraun­ho­fer IPK in Ber­lin bie­tet anwen­dungs­ori­en­tierte Sys­tem­lö­sun­gen für die ganze Band­breite indus­tri­el­ler Auf­ga­ben – von der Pro­dukt­ent­wick­lung über den Pro­duk­ti­ons­pro­zess, die Instand­hal­tung von Inves­ti­ti­ons­gü­tern und die Wie­der­ver­wer­tung von Pro­duk­ten bis hin zu Ges­tal­tung und Manage­ment von Fabrik­be­trie­ben. Wir koope­rie­ren im Pro­duk­ti­ons­tech­ni­schen Zen­trum (PTZ) eng mit dem Insti­tut für Werk­zeug­ma­schi­nen und Fabrik­be­trieb (IWF) der TU Ber­lin und ver­fü­gen über modernste Tech­no­lo­gien im Bereich der Fer­ti­gungs­tech­nik.

3D-Druck von Metall-Kera­mik-Kom­po­sit-Werk­stoffe

Abschluss­ar­beit (Mas­ter oder Diplom) im Bereich Addi­tive Fer­ti­gung / 3D-Druck am Fraun­ho­fer Insti­tut für Pro­duk­ti­ons­an­la­gen und Kon­struk­ti­ons­tech­nik IPK in Ber­lin
(Mach­bar­keits­un­ter­su­chung)

Auf­ga­ben­be­sch­rei­bung:

Addi­ti­ven Fer­ti­gung (3D-Druck) eröff­net neue Gestal­tungs­frei­räume in der Pro­duk­tion und ist eine welt­weite Zukunfts­bran­che mit jähr­lich zwei­stel­li­gen Wachs­tums­zah­len. Inner­halb der Abschluss­ar­beit wird vor­ran­gig das Selek­tive Laser­strahl­schmel­zen (SLM) betrach­tet, bei dem metal­li­sche oder kera­mi­sche Bau­teile mit Hilfe eines Lasers aus Pul­ver­werk­stof­fen auf­ge­baut wer­den. Trei­ber die­ser Tech­no­lo­gie sind zur­zeit Fir­men der Luft- und Rau­fahrt­bran­che sowie der Ener­gie­in­dus­trie, die diese Tech­no­lo­gie bei kom­ple­xen Bau­teil­klas­sen wie Tur­bi­nen­schau­feln oder Leicht­bau-Struk­tur­ele­men­ten ein­set­zen. Zukünf­tig wird die Tech­no­lo­gie aber auch große Bedeu­tung in Bra­chen wie dem Auto­mo­bil- oder dem Anla­gen­bau haben.

Das hohe Poten­tial die­ser Tech­no­lo­gie kann im Moment jedoch nur zum Teil genutzt wer­den. Neben Hür­den wie die noch unzu­rei­chende Pro­zess­ro­bust­heit besteht ein sehr hoher Bedarf an fun­dier­ten Kennt­nis­sen über die Ver­ar­bei­tung von neuen Werk­stof­fen. Von den tau­sen­den am Markt ver­füg­ba­ren Legie­run­gen sind nur ein Bruch­teil für das Ver­fah­ren qua­li­fi­ziert (ca. 30) und kön­nen somit mit hin­rei­chend guter Qua­li­tät ver­ar­bei­tet wer­den. Die Mög­lich­keit des Ver­fah­rens, neue Werk­stoff­klas­sen zu ver­ar­bei­ten, wel­che mit kon­ven­tio­nel­len Pro­zes­sen (Guss, Fügen) nicht rea­li­sier­bar sind, wird bis­her nicht aus­rei­chend genutzt.

Ziel der Arbeit ist des­halb, Grund­la­gen für die Ver­ar­bei­tung inno­va­ti­ver Metall-Kera­mik-Kom­po­site zu lie­fern. Die soge­nann­ten Metall-Matrix-Com­po­si­tes (MMC) ver­bin­den die posi­ti­ven Eigen­schaf­ten metal­li­scher Legie­run­gen wie Duk­ti­li­tät und Zähig­keit mit den Vor­tei­len tech­ni­scher Kera­mi­ken (z. B. Ver­schleiß­fes­tig­keit). In einer Mach­bar­keits­un­ter­su­chung soll des­halb eine neue Werk­stoff­kom­bi­na­tion umfas­send unter­sucht und hin­sicht­lich ihrer Eig­nung für den 3D-Druck bewer­tet wer­den. Die Arbeit umfasst unte­rand­e­rem fol­gende Auf­ga­ben:
  • Ermitt­lung vom Stand der Tech­nik bzgl. MMC’s und deren addi­ti­ven Ver­ar­bei­tung;
  • Kon­di­tio­nie­rung der Aus­gangs­werk­stoffe (Mischungs­ver­hält­nis, Korn­grö­ßen, Korn­ver­tei­lung, …);
  • Erar­bei­tung einer Ver­suchs­ma­trix für den 3D-Druck von MMC-Pro­be­kör­pern;
  • Addi­tive Fer­ti­gung von Pro­be­kör­pern;
  • Ermitt­lung der Werk­stof­f­ei­gen­schaf­ten (z.B. Dichte, Gefü­ge­aus­bil­dung, Fes­tig­keit);
  • Bewer­tung der gewon­ne­nen Erkannt­nis­ses und Ablei­tung wei­te­ren For­schungs­be­dar­fes.

Er­war­te­te Qua­li­fi­ka­tio­nen:

  • Stu­dium der Fach­rich­tung „Mate­ri­al­wis­sen­schaf­ten“, „Maschi­nen­bau“ oder ver­gleich­bar,
  • Gutes pro­duk­ti­ons­tech­ni­sches und mate­ri­al­wis­sen­schaft­li­ches Fach­wis­sen,
  • Pro­ak­tive und lösungs­ori­en­tierte Arbeits­weise,
  • Erfah­run­gen im wis­sen­schaft­li­chen Schrei­ben sowie gute Deutsch­kennt­nisse.

Un­ser An­ge­bot:

Die Abschluss­ar­beit beinhal­tet neben der fun­dier­ten Aus­ein­an­der­set­zung mit metal­li­schen und kera­mi­schen Mate­ria­lien ins­be­son­dere ver­fah­rens­tech­ni­sche Fra­ge­stel­lung zur Ver­ar­bei­tung im Addi­ti­ven Fer­ti­gungs­pro­zess. Prak­ti­sche Arbeit mit der Fer­ti­gungs­ma­schine (3D-Dru­cker) ist ebenso Bestand­teil wie der Umgang mit inno­va­ti­ver Mess­tech­nik.

Neben einem Ein­blick in die wis­sen­schaft­li­che Arbeit des Insti­tu­tes wer­den eine inten­sive Betreu­ung sowie ein Arbeits­platz gebo­ten. Zu Tei­len kann die Bear­bei­tung aber auch gerne von zu Hause erfol­gen. Die zeit­li­che Ein­tei­lung der Arbeit ist fle­xi­bel. Der Start der Abschluss­ar­beit kann sofort erfol­gen. Eine Ver­gü­tung für die Abschluss­ar­beit ist nicht vor­ge­se­hen. Es besteht die Mög­lich­keit, zusätz­lich ein bezahl­tes Pflicht­prak­ti­kum zu machen, sofern es die jewei­lige Stu­di­en­ord­nung vor­sieht.