Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten

Mechatronische Optimierung eines homopolaren Lineardirektantriebs und Aufarbeitung als Praktikumsversuch

In einer vorherigen studentischen Arbeit wurde der Aufbau eines homopolaren LDA inklusive Ansteuerelektronik und Sensorik entwickelt. Bei der abschließenden Inbetriebnahme wurde Potential zur Verbesserung entdeckt.
In dieser ausgeschriebenen Studienarbeit sollen unter anderem die mechanische Führung des Antriebs mit bewegter Spule neu ausgelegt und aufgebaut, das eingesetzte optische Messsystem genauer analysiert und spezifiziert, eine Vereinfachung der analogen Ansteuerelektronik durch Anfertigen einer dafür ausgelegten Platine und deren Inbetriebnahme realisiert, die Regelstrecke charakterisiert und die notwendigen Reglerparameter optimiert werden. Ziel der Arbeit ist das Erarbeiten eines funktionsfähigen mechatronischen Systems, welches als Bestandteil eines LDA-Praktikums am IKFF Verwendung finden kann.

• Studienarbeit
• Verknüpfende mechatronische Inhalte
• Erkennbarer Praxisbezug
• Vorkenntnisse in Elektronik und Regelungstechnik hilfreich

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Manuel Mauch

Modellbildung des dynamischen Verhaltens eines elektromagnetischen Hubaktors 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. Neben der analytischen Berechnung und FEM-Simulationen sind ebenfalls modellbildende Abstraktionen im Forschungs- und Entwicklungsprozess wichtig.
In dieser ausgeschriebenen Arbeit sollen unter anderem:

• Ein vorgegebener elektromagnetischer Hubaktor in MATLAB SIMULINK unter Berücksichtigung der elektrischen, magnetischen und mechanischen Teilsysteme detailgetreu modelliert werden.
• Eine bereits bestehende Simulation einer Stromregelplatine in das Modell integriert werden.
• Verschiedenste charakteristische Kennlinien wie Kraft-Weg-, Strom-Kraft- und Psi-i-Kennlinien ausgegeben werden können.

Ziel der Arbeit soll eine validierende Beurteilung des erstellten Modells mit bereits vorhandenen FEM-Simulationen in Ansys Maxwell sein.

• Masterarbeit oder Studienarbeit
  
• Verknüpfende mechatronische Inhalte
• Erkennbarer Praxisbezug
• Vorkenntnisse in Matlab Simulink wünschenswert

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Manuel Mauch

Charakterisierung eines linear aufgebauten, MSM-gesteuerten Permanentmagnetkreises

Magnetische Formgedächtnislegierungen (MSM) werden als Smart Material aktuell für verschiedene Anwendungen erforscht. Ein am IKFF entwickelter Ansatz sieht die Verwendung von MSM-Elementen zur Steuerung permanentmagnetischer Kreise vor.
Ziel dieser Arbeit sind Untersuchungen zum linearen Aufbau des beschrieben Aktorprinzips, im Gegensatz zum am Institut bereits betrachteten parallelen Aufbau. Hierzu soll eine durch FEM-Simulationen unterstützte konstruktive Ausgestaltung des Magnetkreises erfolgen. Daraus abgeleitet werden sollen Kenndaten zum Betrieb eines Magnetkreises in dieser Konfiguration. Der entwickelte Magnetkreis soll anschließend aufgebaut und die Simulationsergebnisse experimentell überprüft werden.

• Studien-/Masterarbeit
• Festkörperaktorik
• Konstruktive Ausarbeitung
• FEM-Simulation (Ansys Maxwell, Vorkenntnisse wünschenswert)
• Experimenteller Aufbau

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Marco Hutter

Aktuelle Themen bitte direkt am IKFF erfragen.

Spritzgießsimulation mit Moldflow
Die zu simulierende Geometrie steht stellvertretend für gestiegene Anforderungen der Medizinbranche an die Bauteilqualität. Es soll daher den Worst-Case mit Bindenähten, Aspekt-Verhältnissen, glatten Oberflächen und Transparenzen wiedergeben.
In dieser Studienarbeit soll daher aufgezeigt werden, dass es möglich ist in Moldflow einen induktiv-variothermen Prozess abbilden zu können, als auch mit einer gezielt induktiven Temperierung die isotherme Prozessführung zu unterstützen um so das Füllverhalten positiv zu beeinflnussen.

• Studienarbeit
• Moldflow
• Medizin- und Kunststofftechnik
• Simulation
• Induktiv-variotherm

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Thomas Litwin

Messung von Wirbelstromverlusten infolge induktiver Temperierung im Kunststoffspritzguss
Am IKFF wurde ein Verfahren zu Messung der Wirbelstromverluste entwickelt um Simulationsergebnisse im Bereich der induktiven Temperierung verifizieren zu können.
In einer weiteren Arbeit soll daher das Messverfahren (Differenzkalorimetrie) um verschiedene Frequenzspektren erweitert werden. Ziel der Arbeit ist es, werkstoffspezifische Verlust-Kennlinien zu ermitteln um die Simulationsergebnisse zu verifizieren als auch eine Vorabschätzung zu ermöglichen.

• Studien- / Masterarbeit
• Experimentell
• FEM
• ANSYS Maxwell
• LabVIEW
• MATLAB

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Thomas Litwin

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.

• Studienarbeit
• Experimentell

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl. - Ing. Eberhard Burkard

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

Weiterentwicklung der Software für einen motorischen Fokusantrieb eines Mikroskops zur Erweiterung des Schärfentiefebereichs

In früheren Bachelorarbeiten wurden für ein am Institut vorhandenes Mi­kroskop ein motorischer Fokusantrieb und die zugehörige Software zur Ansteuerung und Bildaufnahme und -verrechnung entwickelt. Diese Software soll nun so erweitert werden, dass aus den Informatio­nen der Einzelbilder und des verrechneten Bildes ein vermessbares Höhen­profil gewonnen werden kann.

• Bachelorarbeit in der optischen Messtechnik
• Kenntnisse in der technischen Optik hilfreich
• Grundkenntnisse der Programmierung erforderlich

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Eberhard Burkard

Adaption einer digitalen Mikroskopkamera an ein Stereomikroskop

In dieser Arbeit soll an ein vorhandenes Stereomikroskop eine digitale Mikroskop­kamera mechanisch und optisch adaptiert werden. Die notwendigen Softwaretools für die Bildaufnahme, -justage und Stereobildgenerierung sollen dazu, z. B. mit Hilfe der Software ImageJ bzw. den kameraeigenen Tools, programmiert werden.

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

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Eberhard Burkard

Konstruktion und Ansteuerung eines zweiten Läufers für einen Lineardirektantrieb mit induktiver Energieübertragung
Betreuer: M. Sc. Marcel Mittag

Entwicklung und Inbetriebnahme der Software und Elektronik eines Drehmomentteststands
Betreuer: M. Sc. Marcel Mittag

Optimierung eines induktiven Übertragungssystems und experimentelle Validierung anhand eines Demonstrators
Betreuer: M. Sc. Marcel Mittag

Entwicklung und Aufbau eines Linearantriebs mit Fächerkühlung
Betreuer: M. Sc. Simon Strohmeyr

Messtechnische Evaluation und konstruktiver Ausbau eines Aktors mit magnetischer Formgedächtnislegierung unter Zuhilfenahme von Simulationswerkzeugen
Betreuer: M. Sc. Manuel Mauch

Entwicklung eines multidimensional geregelten Ultraschall-Bewegungsdemonstrators
Betreuer: M. Sc. Frank Schiele

Analyse und Konstruktion eines Messsystems zur Ermittlung der beim Entformen durch Adhäsion bedingten Zugkräfte beim Kunststoffspritzguss
Betreuer: Dipl. - Ing. Maximilian Schönherr

Erstinbetriebnahme eines induktiv temperierten Kunststoffspritzgusswerkzeugs zur Herstellung von Zugstabproben
Betreuer: M. Sc. Thomas Litwin