Projekt-, Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten

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.

Konstruktion eines Spritzgießwerkzeugs für Demonstratorteile für den Tag der Wissenschaft
Am Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik werden seit einigen Jahren am Tag der Wissenschaft Kunst­stoff­spritzgussteile als Werbeartikel produziert. 
Im Rahmen der Arbeit soll ein Spritzgusswerkzeug ent­worfen wer­den, mit dem  das Logo des Stuttgarter Maschinenbaus als Kunststoff-Spielzeug hergestellt werden kann. Dabei soll es so gestaltet sein, dass nicht nur die Form des Logos abgebildet, sondern auch ein gewisser Spielwert erzeugt wird.

• Bachelorarbeit
• 3D-CAD-Konstruktion
  
• Aufbau und Inbetriebnahme

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Eberhard Burkard

Konstruktion und Aufbau einer Wärmebildkamera
Zur berührungslosen Ermittlung von Oberflächentemperaturen werden unter anderem Wärmebild-Kameras eingesetzt.
Im Rahmen dieser Arbeit soll daher eine kompakte Wärmebildkamera, welche ohne Unterbrechung des laufenden Betriebs, beispielsweise durch ein Einschwenken der Kamera in das geöffnete Werkzeug mit Hilfe eines Koppelgetriebes, entwickelt und aufgebaut werden.

• Bachelorarbeit
• Recherche
• Auslegung
• Konstruktion
• Aufbau
• Mikrocontroller-Programmierung
• LabView-Programmierung

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: M. Sc. Milan Fitzlaff

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-, 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}

Entwicklung und simulative Betrachtung umströmter Leichtbaustrukturen
Zumeist werden beim Spritzgießen Werkzeuge und Werkzeugeinsätze aus massiven Halbzeugen bzw. in massiver Bauweise gefertigt, was sich jedoch negativ auf das Werkzeuggewicht, sowie das Kühlverhalten auswirkt.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher Leichtbauansätze betrachtet und deren Potentiale für den Spritzgießwerkezugbau bewertet, sowie theoretisch konstruiert und simulativ untersucht werden.

• Studienarbeit
• theoretische Arbeit
• Bearbeitung in großen Teilen von zu Hause vereinbar
• generatives Design
• Vorkenntnisse in CAD und CFD hilfreich
  

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.

• Studienarbeit
• Experimentell

ausführliche Aufgabenstellung
Ansprechpartner: Dipl. - Ing. Eberhard Burkard

Mechatronische Weiterentwicklung eines Ausgabesystems an einer Kunststoffspritzgießmaschine

IIm Rahmen von Bachelorarbeiten wurde am IKFF ein passives Drehtellersystem für die Ausgabe von Teilen für eine am Institut vor handene Spritzgießmaschine entwickelt. Um die Bediener- und Maschinensicherheit zu erhöhen gibt es für diese Spritzgießmaschine eine optische Überwachung der Teilentnahme und -ausgabe mit Hilfe von Kameras als Proof of Concept.
Für dieses Kamerasystem soll die Hard- und Software für die Überwachung und die Kommunikation mit der Spritzgießmaschine und dem Handlingroboter weiterentwickelt werden.

• Bachelorarbeit im Bereich der Handhabungs- und Automatisierungstechnik
• Hard- und Softwarentwicklung
• Bilderkennung/ -verarbeitung mit Kamera und Minicomputer
• Grundkenntnisse der Programmierung erforderlich

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