Bachelorarbeiten

Um sowohl Energie als auch Kunststoff einzusparen, wird der Einsatz von In-Line verbauten Sensoren zur Überwachung der Produktqualität zu einem stark wachsenden Forschungsgebiet. Mit der Verwendung der Thermografie bietet sich eine neue Möglichkeit zur Erkennung von Fehlern in Spritzgießprodukten. Aufbauend auf eine Literaturrecherche werden die Merkmale verschiedener Arten von Spritzgießfehlern und die Durchführbarkeit der thermografischen Prüfung untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Positionierung der Wärmebildkamera unter Berücksichtigung möglicher Wärmestörquellen und durch den Vergleich der Ergebnisse aus den Versuchen festgelegt. Auf dieser Basis wird für den Einsatz im industriellen Maßstab der Einfluss des Zeitintervalls für die Aufnahme des Wärmebilds auf die Erkennung von Fehlern betrachtet. Zudem werden die Faktoren, die die Erkennungsgenauigkeit von Fehlern beeinflussen, durch gezielte Versuche analysiert.

Im Hinblick auf die Optimierung von Bauteilen aus recyclebaren Werkstoffen für zukünftige Fahrzeugprojekte ist unter Betrachtung der Funktion eine detaillierte Analyse der stofflichen Eigenschaften bezüglich Fügetechnik und Korrosion notwendig. Ziel dieser Abschlussarbeit ist ein aussagekräftiger Vergleich zwischen der neu entwickelten Rezyklat-Legierung mit den Kennwerten des Serienwerkstoffs. Die Charakterisierung der Legierung erfolgt anhand umfangreicher experimenteller Untersuchungen der vier relevantesten Fügeverfahren im Karosseriebau. Zur Untersuchung der Festigkeitseigenschaften werden wie im Automobilbau üblich, einfachüberlappte Scherzugproben gefertigt. Um eine ganzheitliche Bewertung für den Entwicklungsprozess liefern zu können, wird der entsprechende Fügeprozess anhand von ausgewählten Bewertungskriterien analysiert und abschließend unter Berücksichtigung der jeweiligen geometrischen Eigenschaften und werkstofflichen Kennwerte bewertet. Begleitend zu den Festigkeitsuntersuchungen mittels quasistatischer Scherzugversuche werden zur Ermittlung der versagensrelevanten Kenngrößen und zur Analyse der Verbindungsqualität auch metallographische Untersuchungen im Bereich der Fügeverbindung durchgeführt. Um weitere Erkenntnisse über die Einsatzmöglichkeiten der zu qualifizierenden Legierung zu identifizieren, werden im Hinblick auf nachfolgende Fahrzeuggenerationen auch potentielle künftige Hilfsfügeelemente und Werkstoffkombinationen eingeplant, sowie weitere Korrosionstests und elektrochemische Untersuchungen durchgeführt.

Diese Abschlussarbeit verfolgt das Ziel die Transporteigenschaften der Gasphasen-Elektrodeposition zu untersuchen. Vorangegangene Modelle beschreiben bereits sehr gut den Prozess der Partikelgeneration und auch den Transport der Nanopartikel durch Gasfluss und elektrische Felder im Reaktor, konnten jedoch die die Domäne in der Nähe des Substrates nicht hinreichend beschreiben. Auf Grundlage eines allgemeinen Diffusionsansatzes, der sich aus der Elektrodynamik und der Brownschen Molekularbewegung zusammensetzt, wird ein numerisches Modell mit den experimentellen Ergebnissen verglichen. Dabei zeigt sich, dass sich mit steigendem Gasfluss die Potentiale nah zum Substrat so verschieben, dass die Nano-partikel eher den Feldlinien des elektrischen Feldes folgen und diese Bewegung so dominant wird, dass die Standarddiffusion abnimmt. Eine Variation der geometrischen Größen im Ver-suchsaufbau konnte diese mikroskopischen Zusammenhänge an das makroskopische Strö-mungsfeld des Trägergases koppeln. Mit steigender Strömungsgeschwindigkeit wurden so-wohl höhere Depositionsraten als auch eine dichtere Morphologie beobachtet. Verwirbelun-gen im Reaktor stören diesen Anstieg jedoch, sodass insbesondere bei kleineren Reaktoren nach dem Anstieg der Depositionsrate ein Abfall folgt. Die Aufbauten mit großen Abmes-sungen waren von diesem Problem weniger betroffen, sodass in diesen bei hohen Gasflüssen hohe Depositionsraten beobachtet wurden. Es ergibt sich ein anomales Diffusionsmodell, welches eher der Superdiffusion zugeordnet werden kann. Resultierende Schichten wachsen bei niedrigen Gasflüssen eher dendritisch, also eher nach dem Standarddiffusionsmodell, während bei hohen Gasflüssen Säulenwachstum (Superdiffusion) zu kompakteren Schichten führt. Es stellt sich somit heraus, dass die Morphologie von einem Verhältnis aus elektrischer Feldstärke und brownscher Bewegung geprägt ist und dieses Verhältnis abhängig vom Gas-fluss ist. Die entwickelte Theorie ist in der Lage, über die Experimente dieser Arbeit hinaus Einflüsse auf die Morphologie vorherzusagen.

Die Fertigung optischer Bauteile führt zu einer Veränderung der Oberfläche dieser Bauteile. In dieser Arbeit wird der Einfluss einer alkalischen Lösung auf die Oberfläche von optischen Substraten aus B270 Glas untersucht. Die Proben wurden von verschiedenen Zulieferern bezogen. Einige Proben wurden einem besonders aggressiven Reinigungsprozess ausgesetzt. Die Expositionszeit der Proben in der Lösung wurde systematisch variiert. Einige ausgewählte Proben wurden in einem Klimaschrank bewittert. Anschließend wurden die Proben mit Hilfe verschiedener Methoden auf Kratzer und Partikel analysiert (Lichtmikroskopie, Weißlichtinterferometrie, Rasterkraftmikroskopie). Zusätzlich wird die Rauigkeit der Oberflächen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit zunehmender Expositionszeit in der Lösung mehr Kratzer sichtbar wurden und die Rauigkeit anstieg. Der aggressive Reinigungsprozess unterliegt einer großen Variation und führt zu einer Verschlechterung der Oberflächenqualität.

Die Faserlänge in Faser-Verbund-Kunststoffen hat einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften, Steifigkeit, Festigkeit und Schlagzähigkeit. Während die Herstellung solcher Compounds üblicherweise auf einem Doppelschneckenextruder erfolgt, ist die Verarbeitung im Innenmischer ein neues Konzept. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich des Werkstoffverhaltens von Kohlenstofffasern gegenüber Glasfasern bei der Verarbeitung in einem Miniatur-Innenmischer. Zuerst wurde eine umfassende Literaturrecherche gemacht, mit der ein Überblick über wichtige Grundlagen der Faser-Kunststoff-Verbunde, Faserschädigungsmechanismen, Innenmischer und der Einflussfaktoren auf die resultierende Faserlänge bei der Verarbeitung im Innenmischer erstellt wurde. Die Einflussfaktoren, die im Rahmen dieser Arbeit genauer untersucht wurden, sind die Anzahl der Rollungen und der Faserdurchmesser. Für die Versuche wurden Glasfasern mit zwei verschiedenen Durchmessern und Kohlefasern genutzt. Während den Versuchen wurde der Faservolumengehalt gleich gehalten.