Projekt-, Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten

Entwicklung eines auf Fliehkraft basierenden Rückstellkonzepts für magnetische Formgedächtnislegierungen

Am IKFF wird an multistabilen Aktoren mit magnetischen Formgedächtnislegierungen geforscht. Diese zeichnen sich durch eine hohe Dynamik und ein verformungsabhängiges magnetisches Verhalten aus. Typischerweise benötigen diese Aktoren jedoch eine Rückstellkraft, um das Formgedächtniselement wieder in seine Ausgangslage zu bringen. Vor diesem Hintergrund soll ein miniaturisierter Fliehkraftregler entwickelt werden, der eine drehzahlabhängige Rückstellkraft auf das Formgedächtniselement ausübt.

• Bachelor-/Forschungsarbeit
• Auslegung und Konstruktion
• Aufbau und Inbetriebnahme

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Patrick Fleischmann

_{Bildquelle: Joachim Herz Stiftung}

Designstudie zur Lagerung und Führung aktiver magnetischer Formgedächtnislegierung

Um die Wiederholbarkeit des Verhaltens von Aktoren mit magnetischer Formgedächtnislegierung (MSM) zu verbessern, wurde am IKFF eine Lagerung basierend auf Festkörpergelenken aufgebaut. Dieser erste Prototyp hat gute Ergebnisse erzielt und soll in dieser Arbeit weiterentwickelt und optimiert werden. Dafür sollen Designparameter identifiziert, Varianten konstruiert und das Verhalten experimentell untersucht werden.

• Bachelor-/Studien-/Masterarbeit
• Konstruktive Designstudie
• Experimentelle Evaluation
• Festkörperaktorik

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Marco Hutter

Aufbau und messtechnische Charakterisierung eines polarisierten hybriden Hub-Haft-Reluktanzaktors

Am IKFF wird an hybriden magnetischen Hub-Haft-Aktoren geforscht, welche einen Mehrwert hinsichtlich der Kraft-Weg-Kennlinie sowie minimierte Geräuschentwicklung beim Schaltvorgang liefern. In dieser Arbeit sollen verschiedene Protoypen dieses Aktors aufgebaut, messtechnisch charakterisiert und verglichen werden. Die Aktoren unterscheiden
sich hierbei durch unterschiedliche Abmessungen und verwendete Permanentmagnete.

• Master-/Studienarbeit
• Experimenteller und messtechnischer Schwerpunkt
• Vorkenntnisse in elektro-magnetischer Stelltechnik von Vorteil

Aufgabenstellung als PDF-Datei
Ansprechpartnen: M. Sc. Manuel Mauch

Aufbau eines neuen Praktikumsversuchs zur Inbetriebnahme von Motorsteuerungen

In dieser Arbeit soll ein neuer Praktikumsversuch „Inbetriebnahme von Motorsteuerungen“ konzipiert und aufgebaut werden. Hierbei soll ein grundlegendes Verständnis zwischen Gleichstrommotor, Steuerung und Programmierung vermittelt werden. Zur Programmierung der Steuerung soll ein Microcontroller wie beispielsweise ein Arduino genutzt werden.

• Master-/Studienarbeit
• Konstruktion
• Aufbau
• Inbetriebnahme
• Programmierung

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Eberhard Burkard

_{Bildquelle: Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, 71101 Schönaich, https://www.faulhaber.com/fileadmin/_processed_/7/f/csm_drive-electronics-motioncontroller-chart_de_f14e82d2bf.png}

Statistische Versuchsplanung zur Charakterisierung und Optimierung eines hybriden magnetischen
Hub-Haft-Reluktanzaktors

Am IKFF wird an hybriden magnetischen Hub-Haft-Aktoren geforscht, welche einen Mehrwert hinsichtlich der Kraft-Weg-Kennlinie sowie minimierte Geräuschentwicklung beim Schaltvorgang liefern. In dieser Arbeit soll anhand eines Design of Experiments (DoE) simulativ auf besonders relevante Parameter in der Simulation des neuartigen Aktors geschlossen werden. Der in Grenzen in Maxwell bereits vordimensionierte Aktor soll neben der elektromagnetischen Simulation anhand der durchgeführten DoE entsprechend optimiert werden.

• Master-/Studienarbeit
• Statistische Versuchsplanung
• FEM mit ANSYS
• Vorkenntnisse in DoE wünschenswert.

Aufgabenstellung als PDF-Datei
Ansprechpartnen: M. Sc. Manuel Mauch

Konstruktion und Entwicklung eines Aktors mit magnetischen Formgedächtnislegierungen

Elektromagnete als elektro-magneto-mechanische Energiewandler werden eingesetzt, um kleine Linearbewegungen im Mikro- und Millimeterbereich für z. B. schnelle Schalt- oder Positionieraufgaben zu bewerkstelligen. Unterscheiden bzw. einteilen lassen sich Elektromagnete grundsätzlich beispielsweise in Haft- und Hubmagnete.
In dieser Arbeit sollen u. a. ein innovatives Magnetdesign mit magnetischen Formgedächtnislegierungen simulativ, konstruktiv und experimentell beleuchtet werden.

• Simulation
• Konstruktion
• Experimentelle Charakterisierung
• Verknüpfende mechatronische Inhalte von der Idee zum Prototypen

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Manuel Mauch

Entwicklung von Konstruktionskonzepten zur Kennlinien-Beeinflussung für ein bestehendes Magnetdesign

Elektromagnete als elektro-magneto-mechanische Energiewandler werden eingesetzt, um kleine Linearbewegungen im Mikro- und Millimeterbereich für z. B. schnelle Schalt- oder Positionieraufgaben zu bewerkstelligen. In dieser Arbeit sollen u. a. ein bestehendes Magnetdesign um Konstruktionskonzepte erweitert, diese zur Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie herangezogen und mittels analytischer Modellbildung beschrieben werden.

• Master- / Studienarbeit
• Simulationstechnik
• Konstruktionstechnik
• Modellierung Vorkenntnisse in Aktorik, Elektromagnetismus und Modellierung hilfreich

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Manuel Mauch

Modellbildung zum dynamischen Verhalten eines magnetischen hybriden Hub-Haft-Aktors in MATLAB SIMULINK

Elektromagnete als elektro-magneto-mechanische Energiewandler werden eingesetzt, um kleine Linearbewegungen im Mikro- und Millimeterbereich für z. B. schnelle Schalt- oder Positionieraufgaben zu bewerkstelligen. 
In dieser Arbeit sollen ein elektromagnetischer Aktor unter Berücksichtigung seiner verschiedenen  Teilsystemen detailgetreu modelliert werden, bestehende FEM-Simulationsergebnisse validiert und eine Parametrisierung des Modells ermöglicht werden.

• Master- / Studienarbeit
• Simulationstechnik
• Modellierung
• Elektromagnetismus

• Vorkenntnisse in Aktorik und Modellierung hilfreich
  

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Manuel Mauch

Entwicklung und Inbetriebnahme einer Ansteuerung für ein antagonistisches Positioniersystem mit thermischer Formgedächtnislegierung

Thermisch aktivierte Formgedächtnislegierungen (SMA) sind wegen ihrer hohen Energiedichte und der Verwendbarkeit als Smart Material ein interessanter Kandidat für die Erforschung und Entwicklung neuer Aktorsysteme.

In dieser Arbeit soll ein Teststand entwickelt und aufgebaut werden, der die elektrischen Sensoreigenschaften - also ihre Widerstandsänderung bei Verformung – untersucht. An diesem Teststand sollen dann auch Charakterisierungsmessungen an MSM-Elementen durchgeführt werden.

• Bachelor-/Studien-/Masterarbeit
• Unkonventionelle Aktorik
• Modellierung
• Regelung
• Elektronik

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Marco Hutter

Aktuelle Themen bitte direkt am Institut erfragen.

Untersuchung von Einsätzen eines Spritzgieß-Wechselwerkzeugs
Für ein Spritzgießwerkzeug mit Wechseleinsätzen wurden am IKFF simulativ Einsätze entwickelt, die eine Optimierung der Prozesszeit versprechen. Eine Validierung steht bisher jedoch noch aus.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher unterschiedliche Einsätze außerhalb und innerhalb der vorgesehenen Arbeitsumgebung untersucht werden, um die Simulation zu verifizieren.  Weiterhin sind die Einsätze nach dem erfolgten Einsatz auf Beschädigungen zu untersuchen.

• Bachelorarbeit
• Experimentelle Untersuchung
• Bedienung einer Spritzgießmaschine
• Bauteiluntersuchungen

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

Ermittlung des Einflusses von Rauheiten und Verarbeitungsparametern auf adhäsive Entformungskräfte beim Spritzgießen von Keramiken
Während der Entformung von Spritzgießbauteilen können hohe Kräfte auftreten, die letztendlich zu einer Beschädigung der Bauteile führen können. Insbesondere im Ceramic Injection Moulding (CIM) Prozess könn
en diese Kräfte zu Beschädigungen sowohl am Formwerkzeug als auch an den Spritzgießteilen führen. Am IKFF wurde ein neuartiges Spritzgießwerkzeug zur in-process Messung von adhäsiven Entformungskräften in
Betrieb genommen. Neuheitsfaktor und Besonderheit des Werkzeugs ist die entkoppelte Messung der Entformungskraft vom eigentlichen Entformungsvorgang. Im Rahmen dieser Arbeit soll der Einfluss von unterschi
edlichen Rauheiten und Spritzgießparametern auf das Entformungsverhalten von Keramiken genauer untersucht werden.

• Studien-/Forschungs-/Masterarbeit
• Literaturrecherche
• Oberflächenmessung
• Erstellung und Durchführung Versuchsplan
• Sintern
• Auswertung und Diskussion
• Dokumentation

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Jonas Veit

Untersuchungen zur Eignung additiv gefertigter Induktoren für die Werkzeugerwärmung
Eine limitierende Größe bei der Herstellung von Induktoren ist der Mindestbiegeradius, der nicht unterschriten werden darf. Abhilfe bieten Sonderverfahren wie beispielsweise die additive Fertigung.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen für additiv gefertigte Induktoren unterschiedliche Geometrien entwickelt, Messungen durchgeführt und die Ergebnisse mit denen konventionell gefertigter Induktoren abgeglichen werden.
Der Umfang der Arbeit erlaubt zu Beginn eine individuelle Abgrenzung und bietet das Potential für mehrere Formen einer studentischen Arbeit. 

• Bachelor-, Forschungs-, Studien-, Masterarbeit
• Entwicklung von Induktor-Sonderformen
  
• Aufbau,  Durchführung und Auswertung von Messreihen
• konstruktive / experimentelle Arbeitxperimentelle Untersuchung

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

_{Bildquelle: www.me-magazin.com}

Induktiv betriebener Durchlauferhitzer zur mobilen Anwendung
In dieser Arbeit soll ein Durchlauferhitzer entwickelt werden, der durch die effiziente Induktion betrieben wird. Dadurch soll Wasser auf eine angenehme Verbrauchstemperatur erhitzen werden und dies durch max. 1000W Leistung. Somit kann auf Energieträger, wie Diesel und Gas verzichtet und die durch Solar geladenen Batterie genutzt werden.

• Bachelor-, Forschungs-, Studien-, Masterarbeit
• Konstruktion
• Fertigung von Induktoren
• Test und Messungen
• Simulation

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Jonas Veit

_{Bildquelle: smartercamping.de}

Untersuchungen zur Umsetzung eine Multi-Zonen-Induktionserwärmung
Für ein rasches und effektives Erwärmen von Spritzgießwerkzeugen wird am IKFF die induktiv-variotherme Temperierung stetig erforscht und weiterentwickelt. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Möglichkeiten zum gezielten Erreichen mehrerer, unterschiedlicher Temperaturen innerhalb einer Beispielgeometrie mit einem einzelnen Induktor untersucht werden.
Der Umfang der Arbeit erlaubt zu Beginn eine individuelle Abgrenzung und bietet das Potential für mehrere Formen einer studentischen Arbeit. 

• Forschungs-, Studien-, Masterarbeit
• Entwicklung von Induktor-Sonderformen
• theoretische / konstruktive / experimentelle Arbeit

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

Entwicklung einer GUI zur Steuerung eines variothermen Spritzgießprozesses und Messdatenerfassung in LabView
Für die korrekte Ansteuerung und die Integration der variothermen Temperierung in den Spritzgießprozess soll in dieser Arbeit eine grafische Benutzeroberfläche programmiert und umgesetzt werden.
Der Umfang der Arbeit erlaubt zu Beginn eine individuelle Abgrenzung und bietet das Potential für mehrere Formen einer studentischen Arbeit. 

• Forschungs-, Studien-, Masterarbeit
• Entwicklung von Induktor-Sonderformen
• theoretische / konstruktive / experimentelle Arbeit

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

Inbetriebnahme eines Spritzgießwerkzeugs mit induktiver Temperierung von Einlegeteilen und Untersuchung der Haftfestigkeit Polymer - Einlegeteil
Bei vielen technischen Bauteilen sind metallische Einlegeteile mit einem Ther­moplast umspritzt. Um eine möglichst gute Verbindung zwischen Einlegeteil und Polymer zu erreichen müssen die Einlegeteile teilweise vor dem Umspritzen erwärmt werden.
Ein neuer Ansatz ist es die Einlegeteile innerhalb des Spritzgießwerk­zeugs induktiv auf die gewünschte Temperatur zu bringen. In dieser Arbeit soll ein in einer Vorgängerarbeit entwickeltes Werkzeug in Betrieb genommen und Versuche zur Abhängigkeit der Haftfestigkeit der Einlegeteil – Polymer – Verbindung in Abhängigkeit der Temperatur durchzuführen.

• Studien-/Forschungsarbeit
• Experimentell

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl. - Ing. Eberhard Burkard

Entwicklung eines Durchflussprüfstands mit Messdatenerfassung in LabView
In dieser Arbeit soll ein Versuchststand aufgebaut werden, welcher den Druckverlust durch Probekörper mit definierter Länge erfasst. Dieser soll grundsätzlich mobil einsetzbar und somit einfach auf ändernde Laboraufbauten anpassbar sein.
Zur Erfassung der Messadaten ist zudem eine Schnittstelle mit grafischer Oberfläche (GUI) in LabView umzusetzen. 

• Bachelorarbeit
• konstruktiv / experimentell
• LabView-Programmierung

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

Entwicklung eines Systems für die optische 3D-Vermessung feinwerktechnischer Bauteile mittels Structured Light Scannings

In dieser Arbeit soll ein am IKFF vorhandenes System für die Vermessung von Objekten in feinwerktechnischen Dimensionen erweitert werden. Es soll dabei untersucht werden, inwieweit es möglich ist mittels einer Optik aus dem Bereich der Stereomikroskopie den Messraums hin zu kleineren Abmessungen mit möglichst gleichbleibender relativer Genauigkeit zu erweitern.

• konstruktiv - experimentelle Bachelorarbeit
• Kenntnisse in der tech. Optik hilfreich

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Eberhard Burkard