Masterarbeit – Simulation blasgeformter Formgedächtnispolymere

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Ihre Mission:

Faserverbundbauteile sind in hochtechnologischen und anspruchsvollen Einsatzszenarien unentbehrlich geworden. Durch die anisotropen Werkstoffeigenschaften und die große Auswahl spezifischer Fasermaterialien und Matrixsysteme sowie die große Variabilität beim Aufbau unterschiedlicher Schichtungen, sind komplexe Beanspruchungsmodi passgenau bei einem hohen Leichtbaugrad von den entwickelten Strukturen ertragbar. Neben der Auswahl der Bauteilwerkstoffe und des Fertigungsprozess‘ ist auch die Wahl des passenden Formwerkzeugs von großer Bedeutung für Qualität und Wirtschaftlichkeit des Produkts.

Im vorliegenden Fall sollen blasgeformte Werkzeuge aus leicht recyclebaren Kunststoffen in der Fertigung von Faserverbundbauteilen eingesetzt werden. Durch die gezielte thermische Aktivierung der Formwerkzeug können Verstreckungen der Polymerketten abgebaut werden. Dadurch schrumpft das Werkzeug und Bauteilhinterschneidungen werden entformbar. Dieser Prozess soll durch eine Simulation erfasst werden.

Aus der Literatur sind weitreichende Untersuchungen des Blasformprozesses und seiner Simulation bekannt. Der Prozess der Schrumpfung durch Erwärmung nach dem Blasformprozess wurde allerdings noch nicht untersucht.

Folgende Unterpunkte sind zu bearbeiten:

• Literaturrecherche und Vertraut machen mit dem ArbeitsthemaFertigungsverfahren FVK
• Formgedächtnispolymere (Shape Memory Polymers)
• Blasformen thermoplastische Kunststoffe
• Modellierung thermoplastischer Kunststoffe
• Simulation von Blasformprozessen und Formgedächtnispolymeren
• Simulation des Blasformvorgangs für definierter Prüfkörper mit Ansys Polyflow o.Ä.
• Herstellung und Test von Materialproben auf Couponlevel
• Ableitung eines Materialmodells für die Simulation
• Aufbau eines Simulationsmodells zur Verstreckung und Rückformung von Couponproben
• Aufbau eines Simulationsmodells für den Rückformungsvorgang blasgeformter Prüfkörper

Ihre Qualifikation:

• laufendes Studium Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Leichtbau oder vergleichbares Studium der Ingenieur- oder Naturwissenschaften
• abgeschlossenes Vordiplom/Bachelorstudium oder vergleichbare Erfahrung
• überdurchschnittliche Studienleistungen
• Vorerfahrungen in der Modellierung und Simulation technischer Systeme (bestenfalls mit viskoelastischen Materialmodellen)
• Vorerfahrung in der Nutzung von Ansys oder einem vergleichbaren Programm
• hohe Motivation und Interesse am eigenverantwortlichen Arbeiten
• Lebensfreude, Humor und Lust das Thema anzugehen und durchzuziehen!
• Vorerfahrungen mit Ansys Polyflow wünschenswert