Ressourceneffiziente High-Speed Datenübertragung der Zukunft: Rechnergestützte Optimierung des Aerosol Jet Printings optischer Leiterbahnen

Aerosol Jet Düse

Ausgangssituation:

Um die zukünftig stetig steigenden Anforderungen an die Signal- und Datenübertragung in modernen Netzwerken erfüllen zu können wird zukünftig der Einsatz optischer Leiterbahnen in den Fokus der Anwender rücken. Zudem steigt die Menge der zu übertragenden Daten durch das Internet jährlich etwa um den Faktor vier. Diese Tatsachen bringen die Notwendigkeit der Substitution konventioneller Kupfertechnologien durch Lichtwellenleiter mit sich. Für größere Übertragungsstrecken erfüllt die Glasfasertechnologie größtenteils die vorhandenen Anforderungen. Jedoch speziell im Bereich der Kurzstreckenübertragung von bis zu 100 m müssen flexible polymerbasiert Wellenleiter eingesetzt werden.

Aus diesem Grund beschäftigt sich der Lehrstuhl FAPS seit einigen Jahren mit der additiven Herstellung polymerer Lichtwellenleiter im Aerosol Jet Druck. Nachdem nunmehr die Handhabung und der Druck in der Praxis erprobt sind soll zudem und eine erste, simulative Abbildung des Herstellungsprozesses erfolgreich durchgeführt wurde, soll im Rahmen dieser Arbeit auf diesen Ergebnissen aufbauend eine simulative Parameterstudie durchgeführt werden. Ziel hierbei ist es, das Betriebsverhalten der Düse des Aerosol Jet Druckers im Detail zu untersuchen und – ausgehend von verschiedenen Geometrien – den Einfluss ausgewählter Parameter (z. B. Bohrungsanzahl, Volumenstrom, Düsendurchmesser, etc.) auf das Betriebsverhalten zu quantifizieren. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll letztlich eine optimierte Düsengeometrie abgeleitet werden.

 

 

Aufgabenstellung:

  • Theoretische Einarbeitung in die additive Fertigung allgemein und in die Aerosol Jet Technologie im Speziellen
  • Theoretische Einarbeitung in die Grundlagen der Strömungsnumerik
  • Einarbeitung in die Simulationssoftware ANSYS CFX
  • Simulative Abbildung des Aerosol Jet Druckverfahrens
    • Geometrieerstellung einer parametrisierten Aerosol Jet Düse
    • Vernetzung der Geometrie
    • Aufsetzen und Durchführen stationärer Strömungssimulationen
    • Interpretation der Ergebnisse
    • Optimierung der Düsengeometrie
  • Vollständige Dokumentation der Arbeit

Vorkenntnisse und Voraussetzungen:

  • Kenntnisse im Bereich Additive Fertigung sind wünschenswert
  • Grundkenntnisse im Bereich Strömungsmechanik sind wünschenswert
  • Eine selbstständige Arbeitsweise ist erforderlich

Weitere Infos auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit
angepasst werden. Eine selbstständige, strukturierte Arbeitsweise wird vorausgesetzt.

Bitte senden Sie Ihre vollständigen Unterlagen (aktueller Notenspiegel sowie Angabe von Studiengang, Fachsemester und Art der gewünschten Arbeit) an thomas.reitberger@faps.fau.de und julian.prass@faps.fau.de

 

 

Kategorien:

Fachbereich:

Hausautomatisierung

Art der Arbeit:

Masterarbeit, Projektarbeit

Studiengang:

Energietechnik, Maschinenbau, Mechatronik

Technologiefeld:

Mechatronisch Integrierte Baugruppen (3D-MID), Additive Fertigung, Planung und Simulation, Ressourcen- und Energieeffizienz

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