Studentische Arbeiten

Typ: Initiativbewerbungen für Projekt‐/Bachelor‐/Masterarbeiten

Gruppe: Prozesskontrolle

Zur Herstellung von Stahlkomponenten für die Automobil‐, Luftfahrt‐, Energie‐ und Offshore‐Industrie werden zahlreiche trennende, umformende und fügende Fertigungsverfahren eingesetzt, die die Lebensdauer der Komponenten unter Betriebsbeanspruchungen signifikant beeinflussen. In den studentischen Arbeiten der Gruppe Stähle werden der Einfluss der Fertigungsverfahren unter Einsatz kombinierter In‐Prozess‐Messtechnik untersucht, die zugrundeliegenden mikrostrukturellen Eigenschaften charakterisiert und mit dem mechanismenbasierten Ermüdungsverhalten unter realitätsnahen Beanspruchungen korreliert.

Die Arbeiten umfassen grundsätzlich die Durchführung experimenteller Untersuchungen an elektromechanischen, servohydraulischen und elektromagnetischen Prüfmaschinen und die Anwendung mechanischer, thermometrischer, elektrischer, magnetischer, optischer und elektrochemischer Messsysteme. Für die mikrostrukturellen und analytischen Untersuchungen werden Licht‐ und Elektronenmikroskopie sowie Röntgendiffraktometrie eingesetzt.

Kontaktperson: M.Sc. Simon Strodick

Typ: Projektarbeit

Gruppe: Korrosion und Wasserstoff

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) eignen sich aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit und Steifigkeit im Besonderen für den Einsatz in Automobil-und Luftfahrtindustrie. In diesen Anwendungsfeldern treten hohe und langwierige mechanische Belastungen auf, die in der Bauteilauslegung berücksichtigt werden müssen. Als Grundlage hierfür werden in der Werkstoffprüfung Langzeitversuche eingesetzt, um die Beanspruchung zu simulieren und die Lebensdauer des Werkstoffs ermitteln zu können.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll mikroskopische Schädigung infolge einer axialen oder Wechsel-Biege-Beanspruchung, basierend auf verschiedenen Methoden der optischen Messtechnik, charakterisiert werden. Dafür entwickeln Sie die Prüfstrategie und den instrumentierten Prüfaufbau. Die ermittelten Ergebnisse sollen im Hinblick auf die Einstellmöglichkeit und somit die Detektionsqualität ausgewertet werden. Einen wesentlichen Bestandteil der Arbeit stellt die Auswertung, grafische Darstellung und Interpretation der Versuchsergebnisse dar.

Kontaktperson: M.Sc. Lars Gerdes

Typ: Projekt-/Bachelor-/Masterarbeit

Gruppe: Leichtbaustrukturen

Leichtbaustrukturen können auf monolithischen Werkstoffen, als auch hybriden Werkstoffkombinationen basieren. Die dabei eingesetzten Werkstoffe weisen ein komplexes maßgeschneidertes Materialverhalten auf, das mit einem erhöhten Aufwand bei der Bauteilauslegung und Lebensdauervorhersage einhergeht. In den studentischen Arbeiten der Gruppe Leichtbaustrukturen steht die Realisierung von Versuchsaufbauten für eine mechanismenbasierte Charakterisierung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer verschiedenster Werkstoffsysteme im Fokus. Mögliche Themen umfassen Leichtmetalllegierungen, hochfeste faserverstärkte Kunststoffe, Hybridsysteme aus bspw. Aluminium und CFK, sowie nachhaltige cellulosebasierte Werkstoffe und Holz. Das Versuchsspektrum erstreckt sich von analytischer Technik, wie in situ Computertomographie, über Ermüdungsexperimente im LCF- bis VHCF-Bereich mit Überlagerung verschiedenster anwendungsorientierter Einflüsse, wie bspw. korrosiver Medien und Hochgeschwindigkeits-/Impactprüfung.

Kontaktperson: M.Sc. Selim Mrzljak

Typ: Masterarbeit

Gruppe: Biomaterialien

Die direkte Wiederverwertung von Aluminiumspänen durch Strangpressen hat im Gegensatz zu den konventionellen, wiederaufschmelzenden Recyclingverfahren erhebliche Vorteile in Bezug auf die Energiebilanz. Während die quasistatischen Eigenschaften solcher Profile mit konventionell hergestellten Profilen vergleichbar sind, ergeben sich in Bezug auf zyklische Eigenschaften deutliche Abweichungen. Ein wichtiges Kriterium ist in diesem Kontext die Ausprägung der Schweißnähte zwischen den Spänen.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen auf Basis von Mikrostrukturaufnahmen Aussagen über die Verteilung der Späne im späteren Strangpressprofil getroffen werden. Hierauf aufbauend soll dann ein Werkstoffmodell erarbeitet werden, mit dessen Hilfe eine Aussage über die zu erwartenden quasistatischen und zyklischen Eigenschaften für verschiedene Prozessparameter und damit Spanverteilungen ermöglicht wird. Die Ergebnisse sollen abschließend durch Zug- und Ermüdungsversuche validiert werden.

Kontaktperson: M.Sc. Alexander Koch

Typ: Masterarbeit

Gruppe: Biomaterialien

Ein operativer Eingriff ist immer ein Risiko für die Patient:innen und bindet medizinisches Fachpersonal und damit auch Kosten. Bioresorbierbare Knochenschrauben mit definiertem Korrosionsverhalten sollen zukünftig die Anzahl notwendiger Operationen verringern, da nach dem Heilungsprozess eine zusätzliche Operation zur Entnahme des Implantats entfällt. Die geringe Korrosionsbeständigkeit von Magnesium kann in dieser Anwendung zum Vorteil genutzt werden, da die Implantate nach der Funktionsphase vollständig degradieren.

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine optische Messmethodik für in-situ Korrosionsermüdungsverusche entwickelt werden. Die Ergebnisse werden mit taktilen Extensometern verglichen. Deine Ergebnisse sollen dazu beitragen den messtechnischen Aufwand zu reduzieren und dabei die Qualität des Messmethoden zu verbessern.

Kontaktperson: M.Sc. Steffen Sowka

Typ: Bachelor-/Masterarbeit

Gruppe: Prozesskontrolle

Korrosionsschäden verursachen weltweit jährlich Kosten in Milliardenhöhe. Insbesondere die Witterungseinflüsse auf Funktionsbauteile, wie sie in Industrieanlagen eingesetzt werden, machen eine kontinuierliche Zustandsüberwachung der Bauteile unabdingbar. Durch Fortschritte in der Drohnen- und Robotertechnologie wird die automatisierte Erfassung optischer Überwachungsdaten praktikabel. Solche Daten liefern wertvolle Einblicke in die Korrosionsentwicklung und ermöglichen eine Früherkennung sowie Gegenmaßnahmen.

Allerdings unterliegen die erfassten Daten variierenden Aufnahmebedingungen wie Wetter- und Lichtverhältnissen, die einen Vergleich zwischen verschiedenen Zeitpunkten erschweren. Moderne Deep-Learning-Ansätze bieten vielversprechende Möglichkeiten, solche Veränderungen unabhängig von äußeren Aufnahmebedingungen zu erfassen. Ziel dieser Arbeit ist es, innovative Methoden aus dem Bereich des maschinellen Lernens zu nutzen, um eine robuste und aussagekräftige Metrik für die Korrosionsfortschrittsanalyse zu entwickeln.

Aufgabenstellung:

• Einführung in die Grundlagen der Ähnlichkeitsanalyse und Bildhomogenisierung mit Methoden der industriellen Bildverarbeitung.
• Entwicklung einer robusten Ähnlichkeitsanalyse auf Basis des CLIP-Modells von OpenAI (https://openai.com/index/clip/).
• Untersuchung und Vergleich verschiedener Ansätze zur Differenzbildung und Normalisierung hinsichtlich Robustheit, Genauigkeit und Auflösung.
• Grafische Darstellung der Vor- und Nachteile der untersuchten Verfahren.

Kontaktperson: M.Sc. Ramon Helwing

Typ: Masterarbeit

Gruppe: Biomaterialien

Keramische Implantate werden bevorzugt aufgrund der Ästhetik und biokompatiblen Eigenschaften eingesetzt. Die Sprödigkeit und Anfälligkeit für Risse beeinflussen jedoch die mechanischen Eigenschaften einer Keramik maßgeblich, sodass derzeit nur etwa jedes zehnte Implantat aus Keramisch hergestellt wird, obwohl die hohe Härte und Druckfestigkeit des Werkstoffs für einen Einsatz als Implantat spricht.

Im Rahmen dieser Arbeit soll an einem instrumentierten Prüfstand die Rissentstehung und -ausbreitung von keramischen Proben untersucht werden. Mit der anschließenden Fraktographie werden bruchauslösende Defekte charakterisiert. Die Ergebnisse sind im Kontext des Einsatzes als Implantatwerkstoff zu bewertet.

Kontaktperson: M.Sc. Christian Patsch