Ausgangssituation und Rahmenbedingungen:

Mittels Verfahren der MID-Technologie (Mechatronic Integrated Devices) ist es möglich die Oberfläche von Bauteilen elektrisch zu funktionalisieren. Hierdurch können komplexe elektronische Bauteile wie Antennenstrukturen oder Matrix Beleuchtungsmodule hergestellt werden. Die Laser-Direktstrukturierung mit anschließender Metallisierung ist das am weit verbreitete Verfahren in der 3D-MID Fertigung. Für die Strukturierung wird eine fokussierbare Scanneroptik verwendet. Einschränkungen in der Bearbeitung ergeben sich durch den begrenzten Arbeitsraum der Optik und dem Werkstück. Beispielweise verdeckt die Werkstückvorderseite automatisch die Werkstückrückseite. Um dieses Problem zu lösen kann die Pose des Werkstückes zwischen den Bearbeitungsgängen automatisiert verändert werden. Dazu werden CNC-Achssysteme verwendet und die Posen Step by Step abgefahren. Durch die Änderung der Pose ist es auch möglich Flächen zu bearbeiten die größer sind als der Arbeitsraum des Lasers.

Ein neuner Ansatz ist die direkte Kopplung eines 5-Achs CNC System bzw. eines Roboters mit einer 3D-Laseroptik vergleichbar mit Welding On-the-Fly. Hierdurch wird die schnelle Strahlablenkung des Lasers mit den großen Arbeitsraum eines Achssystems gekoppelt.  Zudem resultiert hieraus eine Erweiterung der bisherigen Fertigungsmöglichkeiten durch simultane Ansteuerung der Systeme. Zum Beispiel können quasi endlosen Linien hergestellt werden, deren Breite von der Laserablenkeinheit abhängig ist und deren Verlauf durch das Achssystem bestimmt wird.Alternativ ist ein stetiger Übergang zwischen den Posen möglich, wodurch Wartezeiten in der Laserbearbeitung minimiert werden. Eine Anwendung hierfür stellen Helix-Antennen oder das Routing von Leiterbahnen auf großen Bauteilen dar.

Zielsetzung:

Im Rahmen der Arbeit wird die Erweiterung der Fertigungsmöglichkeiten durch die Kopplung einer Scanneroptik mit einem Achssysten betrachtet werden. Es werden neue Fertigungsstrategien vorgeschlagen, deren Vorteile aufgezeigt und die Umsetzbarkeit analysiert. Des Weiteren werden Vorschläge für die Pfadgenerierung erarbeitet, sowie die Anforderungen an die Präzision in der Kopplung der Achsen ausgearbeitet.

Mögliche Arbeitsinhalte:

• Einarbeitung in die Steuerung von Strukturierungs- und Schweißlaser
• Literaturrecherche und Zusammenfassung des Stands der Wissenschaft und Technik im Bereich 3D-Laserbearbeitung
• Analyse bisheriger Einschränkungen in der 3D-Laserbearbeitung
• Analyse der Poteientiale einer simultanen Laser-Bearbeitung
• Vorschlag zur Integration der Funktionen in die Steuerungstechnik
• Vorschläge zur Optimierung der Strukturierungsstrategie
• Betrachtung der Herausforderung in der Kopplung von Systemen mit unterschiedlicher Dynamik und Genauigkeit
• Evaluation und kritische Betrachtung der Lösungsansätze und Möglichkeiten

Was Du mitbringen sollest:

• Selbstständige und motivierte Arbeitsweise
• Begeisterung für innovative Technologien
• Gute Kenntnisse deutscher und englischer Sprache

Was Du erwarten kannst:

• Anfertigung der studentischen Arbeit in einem hochinnovativen Themenfeld
• Spannende Einblicke in die Technologieentwicklung in der Luftfahrt und Laserbearbeitung von Werkstücken
• Kostenlosen Kaffee am Lehrstuhl

Weitere Informationen auf Anfrage. Der Arbeitsumfang kann individuell und entsprechend der Interessen angepasst werden.

Bei Interesse schicken Sie bitte Ihre Bewerbungsunterlagen an den angegebenen Kontakt.

Beginn: ab sofort

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