http://www.tu-ilmenau.de

Logo TU Ilmenau


Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik


headerphoto Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik
Ansprechpartnerin

Univ.-Prof. Dr. Edda Rädlein

Institutsdirektorin

Telefon +49 3677 69-2802

E-Mail senden


INHALTE

Studienabschlussarbeiten

im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 444
Erstellt: Mon, 23 Oct 2017 23:05:01 +0200 in 0.0138 sec


Schorn, Silvia
Untersuchung zur Zink- und Nickelabscheidung mittels in-situ-Messungen der Abscheidungsgeschwindigkeit und der Inneren Spannungen. - 91 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Innere Spannungen einer abgeschiedenen Schicht können unerwünschte Zug- oder Druckspannungen sein, die zu Formänderungen des Bauteils führen können. Mit dem in-situ Messsystem MSM200 lassen sich die Makrospannungen bestimmen. Ein in der Produktion eingesetzter Nickelsulfamat-Elektrolyt wurde auf seine Zusammensetzung analysiert und der Einfluss verschiedener Parameter in Hinsicht auf die inneren Spannungen der erzeugten Schichten untersucht. Zu den Einflussfaktoren gehörten Stromdichte, Temperatur, Zugabe von Netzmitteln sowie Chlorid- und Glanzbildner-Gehalt. Zusätzlich wurde die Oberflächenspannung nach Netzmittelzugabe gemessen. Des Weiteren konnte mit der Simulationssoftware Cell-Design die Schichtdicken- bzw. Stromdichteverteilung einer Grabenstruktur berechnet werden. Diese Berechnung ist in guter Übereinstimmung mit von der aus metallografischen Querschliffen erhaltenen Schichtdickenverteilung. Die Simulation ist von großem Vorteil, da der experimentelle Zeitaufwand zur Herstellung dicker Schichten sehr groß ist. Ebenfalls in-situ wurde das Messgerät dresor EP zur online Messung der Abscheidungsgeschwindigkeit getestet. Seine Funktionsweise wurde ausführlich an einem Zinkelektrolyten geprüft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/848030613schor.txt
Kern, Florian
Entwicklung eines Gurtbockkonzeptes für FVK Fahrzeugboden. - 192 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe zeichnen sich durch hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit aus. In der Fahrzeugtechnik steigen die Anforderungen an den Leichtbau stetig, weshalb Faserver-bunde immer häufiger Anwendung finden. Ein neuentwickeltes Reisemobil wird mit einer Karosserie aus glasfaserverstärktem Kunststoff versehen, um eine zulässige Gesamtmasse von 3,5 t nicht zu überschreiten. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Anbindungskonzepts für einen Gurtbock an die Karosserie aus glasfaserverstärkten Kunststoff. Der Stand der Technik zu Krafteinleitungselementen für faserverstärkte Kunststoffe wird erarbeitet, auf deren Basis in einem konstruktiven Entwicklungsprozess vier Varianten ausgewählt und anhand von Berechnungsmodellen konstruktiv ausgelegt werden. Im Entwicklungsprozess werden diese mit einem bestehenden Konzept hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Kriterien verglichen und zwei Varianten ausgewählt. Prüfversuche stellen die Grundlage zur Überprüfung der mechanischen Sicherheit dar. Die ermittelten Werte werden auf Simulationen übertragen, die zur Abschätzung der Konzepteigenschaften dienen. Die Tragfähigkeit der Konzepte erfolgt anhand der erarbeiteten Daten und es werden Verbesserungsmöglichkeiten und weitere Schritte aufgezeigt. Eine Vorgehensweise zur Verbesserung bestehender Berechnungsverfahren, wie der klassischen Laminattheorie, sowie eine allgemeine Herangehensweise an die Entwicklung von Anbindungskonzepten an Faserverbundstrukturen werden vorgeschlagen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/848018389kern.txt
Jünemann, Mathias
Kennzahlen zum Benchmarking des energetischen Prozessverhaltens beim Spritzgießen. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung von Kennzahlen zum Benchmarking des energetischen Prozessverhaltens beim Spritzgießen. Dies geschieht auf Basis vorhandener Konzepte des Instituts für Kunststofftechnik der TU Ilmenau. Dafür werden bestehende Modelle zur Berechnung von Teilprozessen analysiert und überarbeitet. Es wird ein Gesamtkonzept zur Beschreibung des Energiebedarfs zur Herstellung eines Formteils mit einer Spritzgießmaschine erstellt. Der Energiebedarf ist nur anhand von Formteileigenschaften berechenbar. Das erstellte Konzept wird durch anschließende Messungen verifiziert und gegebenenfalls angepasst. Anschließend erfolgt eine Einordnung der Prozesse anhand ihrer Merkmale in Klassen. Innerhalb dieser Klassen werden Prozesse anhand ihres spezifischen Energiebedarfs auf eine energetische Ähnlichkeit untersucht. Der Rahmen für eine energetische Ähnlichkeit wird durch statistische Methoden festgelegt. Zuletzt kann ein Benchmarking der zuvor als ähnlich definierten Prozesse stattfinden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847834859juene.txt
Nachtrab, Simone
Die Auswirkung der Alterung bei verschiedenen Lagerungsbedingungen auf mechanische und umformtechnische Eigenschaften zweier 6xxx-Aluminiumlegierungen und bei Karosseriestählen. - 119 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In ökonomischer sowie ökologischer Hinsicht rückt der Leichtbau im Fahrzeugbau immer weiter in den Vordergrund. Die konsequente Umsetzung dieses Themas erfolgt zum einen über Stoffleichtbau, wobei der herkömmliche Stahl beispielsweise durch Stahl mit verbesserten Eigenschaften oder durch völlig neue Metalle wie Aluminium ersetzt wird. Zum anderen muss bei der Substitution des Stahls durch Aluminium auf konstruktive Mittel zurückgegriffen werden, da sich das Konzept des Stahl-Karosseriebaus nicht immer vollständig in entsprechender Serie auf Aluminium übertragen lässt. Für den Karosseriebau mit Aluminium werden derzeit drei Konzepte angewandt: Die Blechschalenbauweise, die Spaceframe-Konstruktion (mit der sich ein Aluminiumeinsatz von bis zu 100 % in der Karosserie realisieren lässt) sowie die Aluminium-Hybridbauweise. Im Karosseriebau werden hauptsächlich Aluminiumknetlegierungen der 5xxx sowie der 6xxx-Serie verwendet. Die 5xxx-Serie bildet allerdings bei Verformung Fließfiguren aus, weshalb diese Legierungen im Sichtbereich nicht eingesetzt werden können. Daher werden für Außenhautlegierungen die fließfigurenfreien 6xxx-Legierungen (AlMgSi) eingesetzt. Mit steigender Lagerdauer bilden sich Mg2Si-Ausscheidungen, welche mit der Zeit eine zunehmende Verfestigung des Materials verursachen. Die übliche Garantiespanne auf die Kennwerte der Legierung beträgt sechs Monate. Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, ob zwei spezielle Außenhaut-Legierungen über einen Gesamtzeitraum von zwölf Monaten ab Lösungsglühen verwendbar sind. Da Stahl dennoch eine wichtige Komponente des Karosseriebaus darstellt, wird auch bei sechs Karosseriestählen unterschiedlicher Festigkeitsklassen eine Untersuchung über die Erweiterung des Garantiezeitraumes auf zwölf Monate ab Verzinkung durchgeführt. Ein weiterer Aspekt der Untersuchung an Aluminium ist die experimentelle Ermittlung der Wirkung unterschiedlicher Lagertemperaturen auf das Aushärtungsverhalten einer AA 6014 Legierung. Der Werkstoff wird hierzu über einen Zeitraum von vier Monaten geprüft. Ziel dieser Arbeit ist eine Bewertung aller untersuchten Werkstoffe hinsichtlich der verwendeten Auslagerungsdauer und -temperatur. Hierzu werden über den jeweiligen Untersuchungszeitraum monatlich Zug- und Biegeversuche (mit und ohne Vordehnung des Materials), Erichsen-Tiefungen, Näpfchen-Tiefziehversuche nach Swift sowie metallographische Gefügeanalysen durchgeführt. Abschließend wird mittels rasterelektronenmikroskopischer Analyse der Bruchflächen ausgewählter Zugproben ein Bezug zwischen Lagerdauer/-temperatur und Aushärtung hergestellt. Für die Beurteilung der Lagerfähigkeit des Materials bei unterschiedlichen Raumtemperaturen wird das Material bei tiefen Temperaturen (-24 ˚C sowie 7 ˚C), erhöhter Temperatur (50 ˚C) sowie Raumtemperatur (als Referenz) ausgelagert. Dabei wird das Material für die tiefen Temperaturen (sowie eine Raumtemperatur-Referenz) selbst lösungsgeglüht. Im Zuge dieser Untersuchungen wird ermittelt, ob sich die Lagerdauer einer schnellaushärtenden Legierung auf den Lackeinbrennungsprozess und die damit verbundene Festigkeitssteigerung des Materials auswirken. Aus den Ergebnissen der durchgeführten Versuche wird deutlich, dass die Verfestigung der untersuchten Aluminiumlegierungen innerhalb eines Jahres langsamer voranschreitet als erwartet. Dies bedeutet, dass die Grenzen der mechanischen Kennwerte auch nach zwölf Monaten noch nicht überschritten sind. Bei beiden Aluminiumlegierungen kann deshalb eine Erweiterung des Lagerzeitraumes auf zwölf Monate ab Lösungsglühen vorgenommen werden. Auch bei den analysierten Stählen kann aufgrund der vorliegenden Ergebnisse der jeweils festgelegte Auslagerungszeitraum verdoppelt werden. Die Untersuchung der Lagertemperaturen hat ergeben, dass eine Auslagerung bei erhöhten Temperaturen nur mit Einschränkung möglich ist. Eine Auslagerung bei tiefen Temperaturen verlangsamt zwar das Ausscheidungsverhalten, jedoch kann der extreme energetische Aufwand durch die vergleichsweise geringe Auswirkung auf die mechanischen Kennwerte nicht gerechtfertigt werden. Insgesamt wird deutlich, dass sich die Verfestigung des Materials auf die Zugversuche auswirkt, auf die Biege-, Tief- und Streckzieheigenschaften jedoch wenig Einfluss hat. Anhand der Bruchflächen über zwölf Monate kann dies bestätigt werden. In der Bruchstruktur der verschiedenen Lagertemperaturen sind jedoch keine Unterschiede erkennbar. Auf Basis dieser Arbeit kann als nächster Schritt ein Betriebsversuch in Betracht gezogen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847199436nacht.txt
Wölfling, Max
Beschreibung des Umformverhaltens von mehrlagigen Organoblechen. - 68 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die vor allem in der Automobilindustrie stetig steigenden Anforderungen, hervorgerufen durch immer strengere Umwelt- und Sicherheitsrichtlinien der Fahrzeuge, führen zu der Notwendigkeit von konsequentem Leichtbau und der Entwicklung innovativer Materialien und Produkte. Endlosfaserverstärkte Kunststoffe nehmen dabei aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften einen immer größer werdenden Stellenwert ein. Ein besonderes Augenmerk wird in den letzten Jahren auf endlosfaserverstärkte Thermoplaste (Organobleche) gelegt, die für die Industrie vor allem aufgrund der Möglichkeit einer Formgebung im Thermoformprozess und der daraus resultierenden Großserientauglichkeit interessant sind. Aufgrund des komplexen Umformverhaltens bestehen allerdings immer noch Defizite in der Prozessbeherrschung. Ziel dieser Bachelorarbeit soll es deshalb sein die Umformung mehrlagiger Organobleche experimentell zu untersuchen und zu beschreiben. Nach einer Betrachtung verschiedener Herstellung, Umformprozesse und Aufheizverfahren im Stand der Technik wird eine Analyse der auftretenden Umformmechanismen und ihren Einflussgrößen, sowie der möglichen Umformfehler vorgenommen. Anschließend erfolgt eine Konzeption zur Durchführung experimenteller Umformversuche einer 2 dimensionalen Geometrie anhand derer auftretende Effekte untersucht werden können. Die Durchführung der Umformversuche erfolgt mit verschiedenen Prozess- und Materialparametern, die nachfolgend auf ihren Einfluss hinsichtlich der Umformmechanismen und Umformfehler, sowie der sich nach der Umformung einstellenden mechanischen Eigenschaften, Bauteilgeometrie und Beschaffenheit untersucht und interpretiert werden. Aus den Erkenntnissen der bis dahin durchgeführten Umformversuche wird ein Umformwerkzeug konstruiert anhand dessen weitere notwendige Untersuchungen von Prozess- und Geometrieparametern empfohlen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847093441woelf.txt
Feustel, Stefan
Identifizierung von Fehlstellen, deren Ursachen und Auswirkungen auf mechanische Kennwerte von ELFT Halbzeugen. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit werden die Zusammenhänge der Fehlstellenentstehung bei Organoblechen geklärt. Der Prototyp eines Direktextrusionswerkzeug für endlosfaserverstärkte Thermoplaste (ELFT) wird in Betrieb genommen und einlagige Organobleche hergestellt. In Abhängigkeit der Prozessparameter werden Berechnungsmodelle für die Entstehung von Fehlstellen erstellt und überprüft. Die Auswirkung der Fehlstellen auf die mechanischen Eigenschaften E-Modul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung werden bestimmt und Modelle zur Beschreibung aufgestellt und verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846896907feust.txt
Geis, Julius
Analyse der Füllstoffverteilung bei der Compoundierung von PP mit Basaltfasern und deren Einfluss auf die Bauteilqualität beim Spritzgießen. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Arbeit befasst sich mit der Füllstoffverteilung bei der Einarbeitung von Basaltfasern in Polypropylen und den resultierenden Auswirkungen auf die Bauteilqualität. Prozessparameter, die die Faserlänge und die Faserverteilung beeinflussen, werden identifiziert und analysiert. Anhand von Versuchen werden prozessparameterabhängige Modelle entwickelt, welche auf physikalische Größen abgeleitet werden sollen. Die Beurteilung der Bauteilqualität erfolgt über die mechanischen Kenngrößen E-Modul, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schlagzähigkeit. Für diese Kenngrößen werden Modelle zur Vorabschätzung der erreichbaren Eigenschaften in Abhängigkeit von Faserlänge und Faservolumengehalt ermittelt. Abschließend wird für das E-Modul ein Vergleich zu existierenden Modellen angestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846655861geis.txt
Heller, William
Anbindungskonzept für eine Karosserie-Strukturbaugruppe aus FVK an einen konventionellen Triebkopf. - 97 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In der Fahrzeugindustrie gewinnt der Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen immer mehr an Bedeutung. Es wird ein neuartiges Karosseriekonzept für Reisemobile entwickelt. Ziel ist es, das zulässige Gesamtgewicht des Fahrzeuges soweit zu senken, dass es erstmals möglich ist eine Zulassung in der 3,5t-Klasse mit einer angemessenen Zuladung trotz in Fahrtrichtung längs angeordneter Betten zu erhalten. Aus diesem Grund wird der bestehenden Leiterrahmen des Basisfahrzeuges durch ein Chassis aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ersetzt. Ziel dieser Arbeit ist die faserverbundgerechte Anbindung des GFK-Chassis an den bestehenden Triebkopf des Basisfahrzeuges. Es werden 2 funktionstüchtige Konzepte unter Verwendung der Hilfsmittel des konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) ausgearbeitet. Die Grundlage bilden Recherchen zu gängigen Verbindungsverfahren von Kunststoffen und Metallen, sowie die Analyse von gesetzten Anforderungen an die Anbindung. Nach der Auswahl geeigneter Verbindungsverfahren werden diese überschläglich dimensioniert. Durch Versuche werden die Festigkeitswerte der Verbindungselemente und der Bauteile abgesichert. Mit Hilfe des Vergleichs von Versuchen mit den Versuchssimulationen wird die Aussagekraft der Simulation als Hilfsmittel zur konstruktiven Auslegung validiert. Die Ergebnisse werden in dieser Arbeit diskutiert und dokumentiert. Im Anschluss wird ein Ausblick über weitere Verbesserungsmöglichkeiten sowie Vorschläge zu weiteren Untersuchungen gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846561409helle.txt
Mier, Marcel
Mechanismen der Entstehung von Welligkeit und Verzug bei der im Hinterspritzverfahren hergestellten Bauteilen. - 143 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Zierelemente bzw. Bauteile im Automobilinterieur mit einer Hochglanzsichtkarbonoberfläche stellen für den Hersteller in Bezug auf den Fahrzeugnutzungszyklus eine besondere Herausforderung dar. Wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzt, mit Temperaturschwankungen von -30˚C bis 80˚C und schwankender Luftfeuchte von 30% bis 80%, weisen die Bauteile eine karbongewebestrukturfolgende Oberflächenwelligkeit und einen Verzug auf. Ziel der Arbeit ist, die Ermittlung der Entstehungsmechanismen für die Oberflächenwelligkeit und den Verzug sowie die Identifizierung von Qualitätsverbesserungsmöglichkeiten im Serienfertigungsprozess. Zur Ermittlung der Entstehungsmechanismen erfolgen eine Betrachtung des Serienfertigungsprozesses und eine theoretische Analyse des Schichtaufbaus. Der Schichtaufbau des Zierteils umfasst eine Polyurethan-, eine Karbonfasergewebe-Polyurethan, eine Vlies- und eine glasfaserverstärkte Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrolträger-Schicht. Im Folgenden werden unter Einbezug der Materialeigenschaften der Einzelschichten und den Klimabedingungen Thesen zu den möglichen Entstehungsmechanismen erstellt. Anschließend werden durch einen Vorversuch und thermische Untersuchungen die Entstehungsmechanismen eingegrenzt. Zusammenfassend können die Entstehungsmechanismen auf eine Relaxation von Schichtspannungen und auf eine Volumenänderung des Polyurethans zurückgeführt werden. Der Versuch der Qualitätsbeeinflussung durch Parametervariation in der Serienfertigung führt zu dem Ergebnis, dass die klimabedingte Oberflächenwelligkeit durch einen geeigneten Temperprozess um 26% gesenkt werden kann. Eine Beeinflussung des klimabedingten Verzugs ist durch die gewählte Parametervariation nicht eindeutig nachweisbar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846381591mier.txt
Waning, Andreas
Untersuchung der Prozessabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von Hochleistungsholzverbundbauteilen. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Nachfrage nach konsequentem Leichtbau, als ressourcenschonende Technologie, steigt im Angesicht drohender Konsequenzen durch globale Erwärmung und der Erschöpfung fossiler Energieträger. Dies ist die stärkste Triebfeder der Entwicklung innovativer, leichter Materialien. Der in dieser Bachelorarbeit untersuchte Verbundwerkstoff wird aus niedrigviskosem Harz als Matrixkomponente, und Kiefernholzspänen als Faserverstärkung, im VARTM Verfahren hergestellt. Das Fasermaterial Holz zeichnet sich durch geringe Kosten und guter Umweltverträglichkeit aus. Von bisherigen Holzwerkstoffen unterscheiden sich Hochleistungsholzverbundwerkstoffe (HHKV) hinsichtlich des Fertigungsverfahrens, der Ausnutzung der Anisotropie und des Aufschlussgrades des Holzes. Durch gezieltes Ausnutzen der Anisotropie kann HHKV herkömmlichen Werkstoffen in Bezug auf Gewicht, Festigkeit und Steifigkeit überlegen sein. Ziel dieser Arbeit ist es, grundlegende Zusammenhänge zwischen Werkstoffauswahl, Verarbeitungsparametern und mechanischen Formteileigenschaften bei der Herstellung von HHKV zu untersuchen und zu bewerten. Ausgehend von bestehenden Normen zur Werkstoffprüfung konventioneller Holzwerkstoffe und Faserverbundwerkstoffe, werden Prüfmethoden zur Beurteilung mechanischer und physikalischer Eigenschaften von HHKV entwickelt. Mithilfe der DoE-Methode werden Parametergrenzen festgelegt und ein Versuchsplan erstellt. Die Umsetzung des Versuchsplans führt zu dreidimensionalen Formteilen, aus denen Probekörper entnommen werden. Besondere Beachtung erfahren dabei signifikante Radien- und Winkelbereiche. Die Probekörper werden bei mechanischen Prüfungen unidirektional in Faserrichtung geprüft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/845453106wanin.txt