Untersuchung einer Materialhybridisierung in der additiven Fertigung - Bedrucken von Polymerstrukturen durch das Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF)

Untersuchung einer Materialhybridisierung in der additiven Fertigung - Bedrucken von Polymerstrukturen durch das Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF)

Motivation:

Die additive Fertigung (auch unter den Begriffen 3D Drucken oder additive layer manufacturing, kurz ALM, bekannt) bietet als schnelles und kostengünstiges Herstellungsverfahren großes Potential im Hinblick auf zu fertigende, geometrisch komplizierte Strukturen.

Eine Materialhybridisierung mittels direkter Gestalterzeugung durch unterschiedliche additive Fertigungsschritte soll das herstellen multifunktionaler Polymer-Metall-Strukturbauteile ermöglichen.

Eine der Herausforderungen in der Entwicklung eines solchen neuartigen Prozesses liegt in dem Bedrucken der Polymerstruktur durch das metallbasierte additive Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Die stark unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen können leicht zu Degradation im Polymer führen. Daher gilt es eine passende Strategie für das Drucken der genannten Grenzschicht zu entwickeln.

Ziel dieser Arbeit ist es, mithilfe numerischer Modelle des Druckprozesses mögliche Druckstrategien unter Berücksichtigung der dadruch veränderten Materialeigenschaften zu ermitteln und den Einfluss verschiedener Prozessparameter zu untersuchen.

Arbeitsinhalte:

  • Recherche zum Stand der Forschung

  • Einarbeitung in die Prozesssimulation additiver Fertigungsprozesse mit Abaqus

  • Implementierung und Modellierung geeigeneter Simulationmodelle

  • Simulationsdurchführung

  • Bewertung und Dokumentation der gewonnen Ergebnisse

Voraussetzung:

  • Interesse an additiven Fertigungsprozessen

  • Eigeninitiative und selbstständige Arbeitsweise

  • Vorteilhaft: Erfahrung mit FE-Simulationen in Abaqus

  • Vorteilhaft: Erste Programmiererfahrungen mit Fortran oder Python

Fachrichtung: Maschinenbau / Leichtbau / Computational Engineering
Art der Arbeit: simulativ /  numerisch
Beginn: ab sofort

Kontakt: M.Sc. Felix Frölich
E-Mail: felix.froelich∂kit.edu