Bachelor- / Masterarbeit: FEM-Simulation von strukturoptimierten 6-Achs-3D-Druck Bauteilen

Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen erforscht interdisziplinär ein breites Spektrum aktueller, zukünftiger forschungs- sowie industrierelevanter Fragestellungen. Der Bereich Systems Engineering Design Methodology des MSE befasst sich insbesondere mit Methoden des Model Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.

Im Rahmen des Forschungsprojekts FunkDAF (Funktional determinierte Additive Fertigung) wird der konventionelle FLM 3D Druckp rozess grundlegend neu gedacht. Durch einen schichtlosen funktional determinierten 6 Achs 3D Druck sol l die Bauteil Performance signifikant gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines modellbasierten Produktentstehungsprozess es von der Bauteilgenerierung über die Pfad planung bis zur Fertigung können Bauteilfestigkeit und Wirkflächenqualität gegenüber ko nventionellen FLM Prozess en optimiert werden.

Durch Generative Engineering für 6-Achs-3D-Druck können Bauteile funktions und belastungsoptim i ert werden. In FunkDAF wird ein solcher Prozess entwickelt durch den FLM Bauteile robuster , materialsparender und funktionsoptimiert hergestellt werden.
Um die Festigkeitsanforderungen an Bauteile mit einer generierten Druckpfadplanung abzusichern, sollen Pfadplanungsentwürfe im Engineeringprozess virtuell validiert werden. Die Herausforderung ist dabei das anisotrope Materialverhalten der einzelnen Filamentstränge. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methode entwickelt werden, um die Anisotropie der multiaxialen Bauteile in FEM Modellen abzubilden.

Aufgaben:

• Einarbeitung in die Belastungsanalyse von FLM Bauteilen
• Entwicklung einer Methode zur FEM Simulation für multiaxiale 3D-Druck-Bauteile
• Aufbau eines anisotropen Materialmodells
• Ausrichtung der lokalen Materialeigenschaften anhand der Pfadplanung
• Verknüpfen des Bauteils mit den lokalen anisotropen Eigenschaften

Voraussetzungen:

• Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
• Interesse an innovativem 3D Druck und Simulation
• Vorkenntnisse in FEM Simulation und FLM 3D Druck von Vorteil, jedoch nicht zwingend erforderlich

Wir bieten:

• Zügige Bearbeitungsmög lichkeit
• Intensive Betreuung
• Spannenden Einblick in ein innovatives Forschungsprojekt

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Wilko Natzel, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
wilko.natzel@imse.rwth-aachen.de