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Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
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. Zudem übertragen wir produktionstechnische Lösungen in Anwendungsgebiete außerhalb der Industrie - etwa in Medizin, Verkehr und Sicherheit. 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.

Abschlussarbeit zum Thema: Simulation des additiven Fertigungsverfahrens (3D-Druck, Selektives Laserstrahlschmelzen) sowie deren prozesstechnische und materialwissenschaftliche Validierung

Kennziffer: IPK-ABA-2017-1
Ihre Aufgaben:
Additive Fertigung (3D-Druck) eröffnet neue Gestaltungsfreiräume in der Produktion. Sie ist eine der weltweiten Zukunftsbranchen mit jährlich hohen zweistelligen Wachstumszahlen und sehr hohem Bedarf an qualifizierten Fachkräften. Beim Selektiv Laser Melting (SLM), einer Technologie innerhalb der 3D-Druck-Verfahren, werden metallische Bauteile mit Hilfe eines Lasers aus Pulverwerkstoffen aufgebaut. Es werden relative Bauteildichten von nahezu 100 % und dem Schmiedewerkstoff vergleichbare Materialeigenschaften erzielt wodurch es sich bei den produzierten Bauteilen nicht mehr nur um Prototypen, sondern um voll einsetzbare Werkstücke handelt. Als wesentliche Hürde für die weitere Markverbreitung wurde die fehlende Prozessrobustheit und die oft unzureichende Produktqualität identifiziert: So können die gefertigten Bauteile Risse oder Poren enthalten oder weit von den Toleranzvorgaben abweichen. Der Grund für diese Probleme liegt oftmals in der nicht hinreichend guten Auslegung der Fertigungsparameter (CNC-Daten wie z.B. die Laserstrahlsteuerung, Aufbaustrategie).


Ziel dieser Arbeit ist deshalb die Simulation des additiven Fertigungsprozesses (SLM) sowie deren prozesstechnischen und materialwissenschaftlichen Validierung. Dabei wird eine neuartige Simulationssoftware der Firma „GeonX“ aus Belgien verwendet. Durch die Berechnung der verfahrensbedingten Eigenspannungen und Deformationen sowie deren Abgleich mit den Eigenschaften realer Testbauteile aus dem Werkstoff Inconel 718 soll ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung der Produktivität und Qualität dieser Technologie geliefert werden. Neben grundsätzlichen Fragen zur Abbildungsfähigkeit der Simulation werden materialwissenschaftliche und wirtschaftliche Aspekte betrachtet.


Die Abschlussarbeit beinhaltet neben der fundierten Auseinandersetzung mit der FEM-Software die praktische Arbeit mit den 3D-Fertigungsanlagen sowie mit verschiedenen Messverfahren. Neben einem Einblick in die wissenschaftliche Arbeit des Institutes werden eine intensive Betreuung sowie ein Arbeitsplatz geboten. Eine finanzielle Entlohnung für die Abschlussarbeit ist nicht vorgesehen. Ein bezahltes Pflichtpraktikum (gemäß Studienordnung) vor dem Beginn der Abschlussarbeit ist möglich.


Ihre Voraussetzungen:
  • Studium der Fachrichtung „Physikalische Ingenieurwissenschaften“, „Maschinenbau“, „Physik“ oder vergleichbar,
  • Gute Kenntnisse im Bereich strukturmechanische Simulation FEM und/oder Schweißsimulation,
  • Breites produktionstechnisches und materialwissenschaftliches Fachwissen sowie
  • Proaktive und lösungsorientierte Arbeitsweise.


Allgemein:
Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern.


Kontakt:
Bitte richten Sie Ihre Bewerbung mit allen wichtigen Unterlagen unter Angabe der Kennziffer an:
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Fragen zu dieser Position beantwortet gerne:
Dipl.-Ing. Robert Kersting
Wissenschaftlicher Mitarbeiter - Additive Manufacturing
Produktionssysteme/Fertigungstechnologien
Telefon: +49 30 39006-269

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Berlin

http://www.ipk.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 17.01.2017
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