Entwicklung eines Recyclingprozesses für Hybride Strukturen aus Metallen und Faser-Kunststoff-Verbunden

Das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) GmbH ist eine der weltweit führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffe. Wir erforschen die gesamte Wertschöpfungskette der Verbundwerkstoffe von den wissenschaftlichen Grundlagen bis zum Bauteil. Zum nächstmöglichen Termin schreiben wir folgende studentische Arbeit aus:

Diplom- oder Masterarbeit mit dem Titel:

Entwicklung eines Recyclingprozesses für Hybride Strukturen aus Metallen und Faser-Kunststoff-Verbunden

Hybride Strukturen aus Metallen und thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden (TP-FKV) stellen eine Möglichkeit dar, die Nachteile der einzelnen Komponente zu kompensieren und damit die Gesamtperformance des Hybridmaterials zu verbessern. Ein entscheidender Nachteil von Hybridmaterialien ist ihre eingeschränkte Recyclingfähigkeit: Das Recycling der Einzelkomponenten (Metall bzw. TP-FKV) ist Stand der Technik, jedoch bestehen noch Herausforderungen bei der effizienten und automatisierbaren Trennung der Hybridmaterialien. Ein Ansatz diese Herausforderungen zu überwinden basiert z. B. auf dem Prinzip der Indizierung thermischer Spannungen. Hierbei werden die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Einzelkomponenten ausgenutzt um direkt in der Fügefläche Schubspannungen zu erzeugen, die ein gezieltes Trennen der Komponenten ermöglichen sollen. Ein Beispiel für eine Hybridstruktur, die in ihre makroskopischen Bestandteile getrennt werden soll ist in Abbildung 1 dargestellt.

Inhalte der Arbeit:

Im Rahmen dieser Arbeit sollen potentiell automatisierbare Konzepte entwickelt werden, um Hybridstrukturen aus Stahl und TP-FKV vollständig voneinander zu separieren. Ferner sollen Konzepte entwickelt werden, die kontinuierlich faserverstärkte TP-FKV wieder zu einem Plattenhalbzeug verarbeiten. Dies umfasst auch eine Recherche zum Stand der Technik zum Trennen und Recyceln von hybriden Strukturen sowie TP-FKV. Nach einer Bewertung der recherchierten Verfahren werden eigene Konzepte erarbeitet und im Zuge von Machbarkeitsstudien im Labormaßstab bewertet. Inhalt der Arbeit ist auch eine Knock-Down-Effekt-Studie zum Einfluss der Trenn- und Recyclingverfahren auf die Eigenschaften des TP-FKV. Hierfür sollen die TP-FKV unmittelbar nach dem Trennen und nach den verschiedenen Recyclingprozessen mechanisch und optisch charakterisiert werden. Das Referenzmaterial dieser Studie stellt das TP-FKV Eingangsmaterial dar.

Ihr Profil :

• Studium Maschinenbau und Verfahrenstechnik o. ä.
• Werkstoffkenntnisse (ggf. Polymerchemie, Kunststoffe und Faserverbundkunststoffe)
• Strukturierte Arbeitsweise, gute Kommunikationsfähigkeit, gute Englischkenntnisse sind von Vorteil

Kontakt:

Stefan Weidmann und Ilona Ryl
Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Telefon: 0631 2017 -383 bzw. -499
E-Mail: stefan.weidmann@ivw.uni-kl.de oder ilona.ryl@ivw.uni-kl.de

Beginn der Arbeit: ab sofort

Bearbeitungsdauer: 6 Monate