Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Studien-, Projekt- und Abschlussarbeiten
Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde 

Studien-, Projekt-, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten

Thema

Einsatz metallographischer Analyseverfahren zur mikrostrukturellen Charakterisierung von Aluminium-Magnesium-Legierungen

Beschreibung

Mikrostruktur der Legierung
Elektrolytisch geätzte Aluminium Magnesium Legierung EN AW 5754

Aluminium-Magnesium-Legierungen stellen eine Gruppe naturharter Aluminiumlegierungen dar, deren Hauptlegierungselement Magnesium ist. Sie werden in der 5000er Serie genormt. Aufgrund ihrer Schweißbarkeit sowie ihres hervorragenden Umformvermögens finden diese Legierungen vor allem als Konstruktionswerkstoff in der Automobil-, Schiff- sowie Flugzeugindustrie Anwendung. Die Mikrostruktur nimmt dabei entscheidenden Einfluss auf die mechanischen Bauteileigenschaften. So führt beispielsweise das in der Aluminium-Matrix gelöste Magnesium zu einer Mischkristallverfestigung, während durch Kaltumformprozesse eine höhere Härte erreicht wird. Daher ist eine Untersuchung der Mikrostruktur unerlässlich, um Rückschlüsse auf die Bauteileigenschaften ziehen zu können. Die metallurgische Präparation von Aluminium-Magnesium-Legierungen ist jedoch mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden. Oftmals sind lediglich die Korngrenzen oder Ausscheidungen sichtbar, eine Erkennung der Kornorientierungen ist nicht möglich. Im Rahmen dieser Untersuchung erfolgt eine Prüfung diverser Ätzverfahren mit dem Ziel, alle charakteristischen Bestandteile der Mikrostruktur mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie zweifelsfrei identifizieren zu können. Um den Einfluss der Legierungszusammensetzung auf die Qualität der Auswertung evaluieren zu können, werden bis zu drei Aluminium-Magnesium-Legierungen der 5000er Serie analysiert.

Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik
  • Aufstellen eines Versuchsplans zur Charakterisierung der Legierungen mittels verschiedener Ätzverfahren
  • Metallurgische Präparation der Aluminium-Proben
  • Durchführen und Auswerten des Versuchsplans

Mindestanforderungen:

  • Student der Fakultät Maschinenbau o.Ä.
  • Grundkenntnisse im Bereich der Werkstoffe
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail.

Ansprechpartner

M. Sc. Toni Sprigode

Abteilung Wärmearmes Fügen

  • Telefon:
    +49 371 531-37575
  • Fax:
    +49 371 531-837575
  • Raum:
    3, 3/E101
  • E-Mail:
    toni.sprigode@mb.tu-chemnitz.de

Thema

Entwicklung eines Hochstromprüfstandes für die Evaluation der Strombelastbarkeit ultraschallgeschweißter Fahrzeugleitungen

Beschreibung

Das Metall-Ultraschallschweißen ist ein Pressschweißverfahren, welches in der Lage ist, weit unterhalb der Schmelztemperatur der Fügepartner stoffschlüssige Fügeverbindungen zu erzeugen. Es findet vorrangig in der Automobilindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrt Anwendung, um elektrisch leitfähige Verbindungen zu erzeugen, so z.B. zwischen Aluminium-Fahrzeugleitungen von Durchmessern von bis zu 200 mm² und Kupfer-Ableitern. Im Fokus der aktuellen Forschung steht dabei die Korrelation der maximal ertragbaren mechanischen mit der elektrischen Belastbarkeit derartiger ultraschallgeschweißter Fügeverbindungen aus Aluminium und Kupfer. Um diesen Zusammenhang näher zu untersuchen, soll ein Hochstromprüfstand für diesen Verbindungstyp entwickelt werden, um Derating-Tests durchzuführen. Dieser Prüfstand soll daher aus einer leistungsfähigen Konstantstromquelle (bis zu 800 A), einem System zum Aufzeichnen der Leitungstemperatur sowie einem Steuerungs- und Datenerfassungssystem bestehen.

Das Arbeitsprogramm:

  • Umfangreiche Literaturrecherche zum Stand der Technik des Ultraschallschweißens, der Hochstromprüftechnik sowie zu bisherigen Erkenntnissen zum Zusammenhang zwischen Strombelastbarkeit und Zugfestigkeit ultraschallgeschweißter Verbindungen
  • Entwicklung und Konstruktion des Hochstromprüfstandes hinsichtlich Me-chanik und Elektrik
  • Montage und Inbetriebnahme des Prüfstandes
  • Durchführung erster Testläufe
  • Dokumentation der Ergebnisse
  • Anfertigen und Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit.

Mindestanforderung

  • Studenten der Fachrichtung Maschinenbau oder Elektrotechnik
  • Kenntnisse im Bereich Konstruktion und Elektrotechnik, Steuerungstechnik
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Andreas Gester
Dr.-Ing. Andreas Gester

Abteilung Wärmearmes Fügen

Thema

Entwicklung eines Pulverstrangprozesses im feldunterstützen Sinterverfahren „FAST-EXTRUDE“

Beschreibung

Über das feldunterstützte Sintern (FAST) bzw. auch Spark Plasma Sintern (SPS) genannte Verfahren können durch geeignete Parameter aus Druck und Temperatur, metallische Pulvern zu kompakten Werkstoffen verarbeitet werden. Die Professur nutzt das Verfahren zur Verdichtung von partikelverstärken Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen (AMC). Durch ein geeignetes Werkzeugkonzept soll das Fließen des Pulvers während des Prozesses erreicht werden und somit ein Strangpressprozess innerhalb der Anlage realisiert werden. Im Rahmen der Arbeit soll das dafür notwendige Werkzeug entwickelt und das Prinzip an einer Strang¬presslegierung erprobt werden. Es erfolgt ein Vergleich der Materialeigenschaften wie Porosität, Festigkeit, Härte und Textur zu der konventionell im FAST/SPS-Prozess verarbeiteten Legierung.

Das Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik bei FAST/SPS und Pulverstrangpressen
  • Konstruktion und Auslegung eines Werkzeuges für das Strangpressen
  • Inbetriebnahme und Testlauf des Werkzeugs
  • Ermittlung von geeigneten Prozessparametern für eine Aluminiumstrangpresslegierung
  • Herstellung und Charakterisierung von Proben über das konventionelle FAST-Verfahren und über das FAST EXTRUDE-Prinzip
  • Dokumentation der Ergebnisse
  • Anfertigen und Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit

Anforderungen

  • Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau oder verwandter Richtungen
  • Kenntnisse im Bereich Werkstofftechnik und Verbundwerkstoffe
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Maik Trautmann
Dr.-Ing. Maik Trautmann

Abteilung Verbundwerkstoffe

Thema

Entwicklung, Bau und Inbetriebnahme eines Extrudersystems zur Herstellung von Kunststofffilament für den 3D-Druck mittels Fused Deposition Modeling

Beschreibung

Die Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde benötigt für For-schungsvorhaben einen auf die Bedürfnisse der Professur zugeschnittenen Extruder zur Herstellung von Filamenten für den 3D-Druck mittels Fused Deposition Modelling. Die Arbeit ist in einen Recherche- und Konstruktionsteil sowie den praktischen Teil untergliedert. Zunächst sollen mittels Literaturrecherche geeignete Extruderbauformen identifiziert werden und anschließend ein entsprechend System zur Filamentextrusion ausgelegt und konstruiert werden. Im praktischen Teil wird das System montiert, in Betrieb genommen und Testläufe durchgeführt. Zum gesamten Vorhaben ist eine Projektdokumentation zu führen.

Das Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik der Filamentextrusion
  • Konstruktion und Auslegung eines Systems zur Filamentextrusion
  • Montage (ggf. Programmierung) des Systems
  • Inbetriebnahme und Testlauf des Extrudersystems

Anforderungen

  • Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau oder verwandte Studienrichtungen
  • Kenntnisse im Bereich Konstruktion / methodisches Konstruieren
  • Erfahrung mit CAD-Programmen
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Es besteht die Möglichkeit, dass sich aus den gegebenen Forschungsschwerpunkten Themen für Ihre Projekt-, Studien- oder Abschlussarbeit generieren lassen.

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Andreas Gester
Dr.-Ing. Andreas Gester

Abteilung Wärmearmes Fügen

Thema

Entwicklung und Validierung eines Simulationsmodells zur Ermittlung geeigneter Prozessparameter für das Metall-Ultraschallschweißen

Beschreibung

Das Metall-Ultraschallschweißen (M-USS) gehört zu den Pressschweißverfahren und zeichnet sich durch das stoffschlüssige Fügen in fester Phase aus. Aufgrund dessen lassen sich auch normalerweise schwer fügbare Werkstoffe wie z.B. Glas und Aluminium oder Aluminium und Stahl miteinander verbinden. Beim M-USS haben mehrere Prozessparameter, allen voran die Schwingungsamplitude und die Schweißkraft, einen signifikanten Einfluss auf die Verbindungsbildung, welche sich in einem optimalen Prozessfenster aufhalten müssen. Da zahlreiche Bindungsmechanismen komplex beim M-USS wirken, wird das geeignete Prozessfenster im Allgemeinen empirisch bestimmt, was enorme Kosten verursacht. Ziel dieser Arbeit ist es daher, ein Simulationsmodell zu entwickeln, welches die Bindungsmechanismen, die Fügepartner und deren Eigenschaften sowie den Prozess als solches derart einbezieht, dass empirische Parameterfindungen für diese entfallen können. Das Simulationsmodell ist beispielhaft anhand einer Werkstoffkombination zu validieren.

Foto eines Simulationsmodells mit Schwingungsrichtung und Schweißkraft

Das Arbeitsprogramm:

  • Umfangreiche Literaturrecherche zum Stand der Technik
  • Erstellung und Bearbeitung eines statistischen Versuchsplanes einer Werkstoffkombination zur empirischen Ermittlung nahezu optimaler Schweißparameter an einer Metall-Ultraschallschweißanlage
  • Entwicklung eines Simulationsmodells unter Berücksichtigung der Wirkgrößen und Bindungsmechanismen
  • Test des Simulationsmodells an der Werkstoffkombination
  • Validierung der Ergebnisse des Simulationsmodells mit dem realen Versuch

Anforderungen

  • Studenten der technischen, physikalischen oder mathematischen Fachrichtungen
  • Kenntnisse im Bereich der FEM-Simulation und Mechanik erforderlich
  • Kenntnisse im Bereich Werkstoff- & Fügetechnik von Vorteil
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Es besteht die Möglichkeit, dass sich aus den gegebenen Forschungsschwerpunkten Themen für Ihre Projekt-, Studien- oder Abschlussarbeit generieren lassen.

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Andreas Gester
Dr.-Ing. Andreas Gester

Abteilung Wärmearmes Fügen

Information

Bitte beachten Sie unsere Arbeitshinweise zum Erstellen von Studien-, Projekt-, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten:

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