Entwicklung eines Prozessmodells der thermoplastischen Imprägnierung zur Optimierung der Halbzeugherstellung

Master- oder Diplomarbeit (ggf. auch Studien- oder Bachelorarbeit)

mit dem Titel

"Entwicklung eines Prozessmodells der thermoplastischen Imprägnierung zur Optimierung der Halbzeugherstellung"

Die stetig wachsende Nachfrage nach thermoplastischen Faserkunststoffverbunden (FKV) stellt die Industrie vor Herausforderungen in Bezug auf Zeit- und Energieeffizienz bei der Herstellung von Halbzeugen. Im Prozess muss das verwendete Polymer zunächst komplett aufgeschmolzen werden, bevor es die verwendete Faserstruktur während der sogenannten Imprägnierung durchdringen kann und der gewünschte Verbund entsteht. Dies führt zu hohen energetischen und zeitlichen Aufwänden, die sich wiederrum negativ auf die Bilanz der Halbzeugherstellung auswirken. Ein fundamentales Verständnis des parameterabhängigen Imprägnierverlaufs ermöglicht es, Prozessoptimierungen vorzunehmen und somit die Effizienz der Herstellung zu steigern.

Inhalte der Arbeit:

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells des parameterabhängigen thermoplastischen Imprägnierfortschritts. Hierzu arbeiten Sie sich zunächst in die Grundlagen der thermoplastischen Imprägnierung ein und recherchieren den Stand der Technik zur Herstellung thermoplastischer Halbzeuge. Anschließend führen Sie mit zwei verschiedenen Faserstrukturen und einer Polymerfolie Imprägnierversuche im Labormaßstab durch. In Vorversuchen definieren Sie den sinnvollen Parameterraum und variieren diese Parameter während der Imprägnierversuche. Den Ablauf der Versuche halten Sie vorab in einem Versuchsplan fest. Mit den so erhaltenen Messkurven leiten Sie auf Basis des B-Faktormodells nach Mayer ein Prozessmodell zur Beschreibung des Imprägnierverlaufs ab und definieren hieraus ideale Parameter für eine vollständige Imprägnierung der Faserstruktur. Die Bewertung der Imprägnierqualität erfolgt hierbei mittels Schliffanalyse bzw. Dichtemessungen. In weiteren Laborversuchen validieren Sie die Modellaussagen. Die Dokumentation und Interpretation der Ergebnisse schließt Ihre Arbeit ab.

Ihr Profil:

• Studium MB/WI-MB oder vergleichbar
• Interesse an experimenteller Arbeit
• Strukturierte und eigenständige Arbeitsweise
• Gute Kommunikationsfähigkeit
• gute Englischkenntnisse sind von Vorteil

Beginn der Arbeit: ab sofort