Diplom- oder Masterarbeit mit dem Titel „Steigerung des Leichtbaupotentials von carbonfaserverstärkten Kunststoffen durch z-Verstärkungen“

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. Wir schreiben folgende studentische Arbeit aus:

Diplom- oder Masterarbeit (ggf. auch Studien- oder Bachelorarbeit) mit dem Titel

„Steigerung des Leichtbaupotentials von carbonfaserverstärkten Kunststoffen durch z-Verstärkungen“

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) werden aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit und Steifigkeit bevorzugt in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie als Substitutionsmaterialien für metallische Legierungen eingesetzt. Diese Werkstoffe ermöglichen signifikante Ressourceneinsparungen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele des European Green Deal. Insbesondere carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) verzeichnen seit Jahren zweistellige Marktzuwächse. FKV zeichnen sich durch ihren laminaren Aufbau aus, der eine gezielte Einstellung der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Belastungsrichtung ermöglicht. In Faserrichtung (x-y-Ebene) weisen sie hervorragende Zug- und Druckeigenschaften auf. Jedoch stellt die geringe Belastbarkeit senkrecht zur Laminatebene (z‑Ebene), bedingt durch die fehlende Faserverstärkung in dieser Richtung, eine zentrale Herausforderung dar. Eine vielversprechende Lösung liegt in der Integration einer zusätzlichen Faserverstärkung in der z-Ebene. Diese Optimierung könnte die mechanischen Eigenschaften in z-Richtung erheblich verbessern, ohne die ausgezeichneten Eigenschaften in der x-y-Ebene zu beeinträchtigen. Damit könnte das Leichtbaupotenzial dieser Werkstoffklasse deutlich gesteigert und ein wichtiger Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet werden.

Inhalte der Arbeit:

Ziel der Arbeit ist die wissenschaftliche Analyse des Potenzials einer am IVW neu entwickelten Methode zur z-Pin-Verstärkung von CFK-Bauteilen im Hinblick auf ihre bruchmechanischen Eigenschaften. Im Mittelpunkt stehen dabei die bruchmechanische Charakterisierung (Rissausbreitung und Zugversuche) sowie die optische Auswertung der resultierenden Daten, insbesondere hinsichtlich Faserorientierung, Faservolumengehalt und Schadenverhalten.

Profil :

• Studium Maschinenbau und Verfahrenstechnik o. ä.
• Werkstoffkenntnisse
• strukturierte Arbeitsweise
• gute Kommunikationsfähigkeit
• gute Englischkenntnisse sind von Vorteil

Start: Januar 2025