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Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
3D-DRUCK IST DEIN THEMA? WIR BEI FRAUNHOFER BIETEN DIR AB SOFORT EINE SPANNENDE ABSCHLUSSARBEIT

Abschlussarbeit: Additive Fertigung. Metall-Keramik-Komposit-Werkstoffe im 3D-Druck

Kennziffer: IPK-ABA-2017-31
Das Fraunhofer IPK in Berlin bietet anwendungsorientierte Systemlösungen für die ganze Bandbreite industrieller Aufgaben – von der Produktentwicklung über den Produktionsprozess, die Instandhaltung von Investitionsgütern und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. Wir kooperieren im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) eng mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin und verfügen über modernste Technologien im Bereich der Fertigungstechnik.

Additive Fertigung (3D-Druck) eröffnet neue Gestaltungsfreiräume in der Produktion und ist eine weltweite Zukunftsbranche mit jährlich zweistelligen Wachstumszahlen. Innerhalb der Arbeit wird vorrangig das Selektive Laserstrahlschmelzen (SLM) betrachtet, bei dem metallische oder keramische Bauteile mit Hilfe eines Lasers aus Pulverwerkstoffen aufgebaut werden. Treiber dieser Technologie sind zurzeit Firmen der Luft- und Raumfahrtbranche sowie der Energieindustrie, die diese Technologie bei komplexen Bauteilklassen wie Turbinenschaufeln oder Leichtbau-Strukturelementen einsetzen. Zukünftig wird die Technologie aber auch große Bedeutung in Brachen wie dem Automobil- oder dem Anlagenbau haben.

Das hohe Potential dieser Technologie kann im Moment jedoch nur zum Teil genutzt werden. Neben Hürden wie die noch unzureichende Prozessrobustheit besteht ein sehr hoher Bedarf an fundierten Kenntnissen über die Verarbeitung von neuen Werkstoffen. Von den tausenden am Markt verfügbaren Legierungen sind nur ein Bruchteil für das Verfahren qualifiziert (ca. 30) und können somit mit hinreichend guter Qualität verarbeitet werden. Die Möglichkeit des Verfahrens, neue Werkstoffklassen zu verarbeiten, welche mit konventionellen Prozessen (Guss, Fügen) nicht realisierbar sind, wird bisher nicht ausreichend genutzt.

Ziel der Arbeit ist deshalb, Grundlagen für die Verarbeitung innovativer Metall-Keramik-Komposite zu liefern. Die sogenannten Metall-Matrix-Composites (MMC) verbinden die positiven Eigenschaften metallischer Legierungen wie Duktilität mit den Vorteilen technischer Keramiken (z. B. Verschleißfestigkeit). In einer Technologie- und Potentialanalyse sollen unteranderem folgende Fragen detailliert beantwortet werden:
  • Welche Metall-Keramik-Kombinationen gibt es auf dem Markt? Welche Anwendungsgebiete und marktpotentiale haben diese. Wie lassen sie sich nach ihren Eigenschaften klassifizieren?
  • Welche MMCs werden bereits im 3D-Druck eingesetzt. Welche technologischen und materialwissenschaftlichen Fragestellungen wurden identifiziert?
  • White-Spot-Analyse: Welche MMCs eignen sich grundsätzlich für die Verarbeitung mittels Selektiven Laserstrahlschmelzens (SLM) und wurden bisher noch nicht ausreichend vom Forschungsmarkt adressiert? Identifizierung von ungenutzten Marktpotentialen.
  • Ableitung von Forschungsbedarfen: Welche technologische Hürden müssen beseitigt werden, um die identifizierten Werkstoffe erfolgreich mittels 3D-Druck zu fertigen?

Was Sie mitbringen
  • Studium der Fachrichtung „Materialwissenschaften“, „Wirtschaftsingenieurwesen“, „Maschinenbau“ oder vergleichbar,
  • Gutes produktionstechnisches und materialwissenschaftliches Fachwissen,
  • Proaktive und lösungsorientierte Arbeitsweise sowie
  • Erfahrungen im wissenschaftlichen Schreiben sowie gute Deutschkenntnisse.

Was Sie erwarten können
Die Abschlussarbeit beinhaltet neben der fundierten Auseinandersetzung mit metallischen und keramischen Materialien auch verfahrenstechnische Fragestellung zur Verarbeitung im Additiven Fertigungsprozess und der Werkstoffherstellung. Neben einem Einblick in die wissenschaftliche Arbeit des Institutes werden eine intensive Betreuung sowie ein Arbeitsplatz geboten. Die zeitliche Einteilung der Arbeit ist flexibel. Der Start der Abschlussarbeit kann sofort erfolgen. Eine Vergütung für die Abschlussarbeit ist nicht vorgesehen. Es besteht die Möglichkeit, zusätzlich ein bezahltes Pflichtpraktikum zu machen, sofern es die jeweilige Studienordnung vorsieht.

Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern.

Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege.

Bei Fragen wenden Sie sich bitte an:

Dipl.-Ing. Robert Kersting
E-Mail: robert.kersting@ipk.fraunhofer.de

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Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Berlin

http://www.ipk.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 20.10.2017
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