Studien-/Abschlussarbeit - Modellierung und Simulation des Beschichtungsprozesses von Sägewerkzeugen

Stellenbeschreibung:

Ausschreibung für die Fachrichtung wie z. B.: Automatisierungstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Materialwissenschaften, Mechatronik, Technologiemanagement oder vergleichbare.

Der Forschungsbereich Fertigungs- und Prozesstechnik beschäftigt sich mit innovativen Säge-, Trenn- und Fügetechnologien. Schwerpunkt der ausgeschriebenen Arbeit ist der Aufbau einer Simulation des Aufspritzverfahrens von Hartmetallbeschichtungen auf Kreissägeblätter, um eine präzise Vorhersage des Material- und Energieverbrauchs zu ermöglichen.
Kreissägen als modernes Trennverfahren zeichnen sich durch hohe Schnittpräzision, kurze Bearbeitungszeiten und geringe Gratbildung aus. Hartmetallschneidstoffe ermöglichen hohe Schnittgeschwindigkeiten, lange Standzeiten und eine zuverlässige Bearbeitung auch hochfester und abrasiver Werkstoffe.
Zur Verbesserung der Schnittqualität – insbesondere bei abrasiven Materialien – soll die Zähnezahl bzw. Zahnteilung erhöht werden. Dabei stoßen herkömmliche Produktionstechniken mit aufgelöteten Hartmetallzähnen an ihre Grenzen. Eine alternative Möglichkeit zur Herstellung ist das direkte Aufbringen der Hartmetallschneiden mittels pulverbasierten Hochgeschwindigkeitsflammspritzens (HVOF). Für die Optimierung des Beschichtungsprozesses und eine nachhaltige, kosteneffiziente Produktion ist die genaue Kenntnis von Material- und Energieverbrauch entscheidend.

Ziel der Arbeit ist der Aufbau und die Validierung einer CFD-Simulation (z. B. mit ANSYS), die den Beschichtungsprozess, den Schichtaufbau und ggf. Restspannungen mit thermo-mechanischen FEM-Simulationsansätzen abbildet. Auf Basis der Simulationsergebnisse werden Prozessparameter gezielt optimiert, um den Verbrauch von Brenngas und Pulver zu reduzieren. Zeitraum, Umfang und Inhalte werden abhängig von der Art der Forschungs- bzw. Abschlussarbeit abgestimmt.

Hier sorgen Sie für Veränderung

Einarbeitung in Sägetechnik, Beschichtungstechnik und Simulationsverfahren
Anforderungsdefinition und Festlegung der Randbedingungen für die Simulation
Aufbau und Durchführung der Simulation in Absprache mit dem Projektpartner/der Projektpartnerin
Validierung der Simulationsergebnisse
Bewertung der Ergebnisse; Ableitung von Empfehlungen zur Prozessoptimierung
Dokumentation

Hiermit bringen Sie sich ein

Gültige Immatrikulation an einer deutschen Hochschule/Universität im Bereich Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Materialwissenschaften oder ein vergleichbares Fach
Kenntnisse im Bereich Numerik, Modellbildung, Simulation und Programmierung wünschenswert
Erste Erfahrung mit passender Simulationssoftware von Vorteil (z. B.: ANSYS, MATLAB, Python)
Freude an kreativer, strukturierter und selbständiger Arbeit
Teamgeist, Kommunikationsfähigkeit und ein verständnisvoller Umgang mit Anderen
Bereitschaft sich in neue Themenfelder einzuarbeiten

Was wir für Sie bereithalten

Vielseitige Aufgaben in der angewandten Forschung
Aktive Mitarbeit bei Forschungsprojekten
Gute Betreuung durch die wissenschaftlichen Mitarbeitenden
Freundliches und engagiertes Team

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern. Das Gleiche gilt, wenn sie aufgrund einer Behinderung nicht alle Profilanforderungen erfüllen.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.