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[MA] Simulation einer Automatisierung zur Blechverarbeitung im Transformatorenbau
Siemens Energy bietet aktuell eine Masterarbeit zur Analyse und Simulation einer Automatisierungslösung für die Blechbearbeitung zur Optimierung von Prozessen und Qualität an. Die Arbeit wird im Werk für Großtransformatoren in Nürnberg durchgeführt. Weitere Informationen unter:
https://jobs.siemens-energy.com/en_US/jobs/FolderDetail/292057
Intelligente Prozessoptimierung beim Richten von Flachdraht für elektrische Antriebe [BA/PA/MA]
Hintergrund
Die Fertigung elektrischer Antriebe, wie etwa Hairpin-, Continuous-Hairpin- oder Axialflussmaschinen, erfordert eine präzise Kontrolle von Material und Prozess. Ein zentraler Schritt ist das Richten von Flachdraht, das bislang auf festen Parametern und Erfahrungswissen basiert. Dabei werden Schwankungen im Material nur unzureichend berücksichtigt. Das Ziel besteht darin, diesen Prozess mithilfe moderner Sensorik, Messtechnik und innovativer Regelungsansätze weiterzuentwickeln, um die Produktionsqualität effizient zu steigern.
Mögliche Aufgabenstellungen
Studentische Arbeiten können zu einem der folgenden Themen erarbeitet werden:
- Integration eines Interferometers zur Isolationsschichtdickenmessung
- Integration von Sensorik zur Überwachung der Abhaspeleinrichtung
- Erweiterung der prototypischen Versuchsanlage um Sicherheitstechnik
- Modellierung und Simulation des Richtprozesses
- Weiterentwicklung einer flexiblen, mechanischen Abisolierstation für Flachdraht
- SPS-Programmierung einer Schwenkbiege-Anlage zum 2D-Biegen von Flachdraht
Die detaillierten Inhalte und Aufgabenstellungen werden in einem persönlichen Gespräch besprochen.
Anforderungsprofil
- Interesse an der Produktion elektrischer Traktionsantriebe
- Je nach Themengebiet sind Grundkenntnisse in Konstruktion, Messtechnik, Programmierung, Datenanalyse (KI/ML) oder Regelungstechnik erforderlich.
- Freude an praktischer Arbeit (Versuchsreihen, Messtechnik, Anlagenaufbau)
- Analytisches, strukturiertes und selbstständiges Arbeiten
- Teamfähigkeit und Kommunikationsstärke
- Gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
Bewerbung
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung mit
- Lebenslauf
- Aktuellem Notenspiegel
- Angabe der bevorzugten Aufgabenstellung
per E-Mail an anja.preitschaft@faps.fau.de
Wichtig: Bewerbungen ohne konkrete Nennung eines Themenbereichs können leider nicht bearbeitet werden.
[PA, MA] Analyse einer Simulationsumgebung zur Auslegung von Torodialmagnetfeldern
Die Auslegung von Toroidalmagnetfeldern ist eine zentrale Grundlage für zahlreiche Anwendungen in der Energietechnik und Magnetentwicklung, insbesondere im Umfeld supraleitender Systeme und zukünftiger Fusionsanlagen. Dabei müssen Feldverteilungen, Geometrieeinflüsse, Randbedingungen und Auslegungsparameter in geeigneten Simulationsumgebungen zuverlässig abgebildet und bewertet werden. Insbesondere bei komplexen Spulengeometrien, gekrümmten Leiterverläufen und hohen Anforderungen an Feldqualität, Nachvollziehbarkeit und Modellgüte sind systematische Analyse und Validierung der verwendeten Simulationswerkzeuge von großer Bedeutung. Ziel dieser Arbeit ist die Analyse bestehender Simulationsumgebungen zur Auslegung von Toroidalmagnetfeldern. Der Fokus liegt auf dem strukturierten Verständnis der zugrunde liegenden Modelle, der Bewertung von Parametereinfluss und Aussagekraft sowie der Untersuchung der Eignung der Umgebung für die magnetische Auslegung und den späteren Einsatz im Forschungskontext.
Aufgabenstellung
- Einarbeitung in die bestehenden Simulationsumgebungen, die physikalischen Grundlagen von Toroidalmagnetfeldern und die relevanten Randbedingungen der magnetischen Auslegung
- Analyse des Aufbaus der Simulationsumgebung hinsichtlich Modellstruktur, Eingangsgrößen, Randbedingungen und Ergebnisdarstellung
- Untersuchung der zugrunde liegenden Annahmen, Vereinfachungen und Grenzen der verwendeten Modellierung
- Durchführung systematischer Simulationsstudien zur Bewertung des Einflusses wesentlicher Auslegungsparameter auf Feldverteilung und Feldcharakteristik
- Analyse der Sensitivität gegenüber geometrischen, elektrischen und magnetischen Eingangsgrößen
- Bewertung der Aussagekraft und Plausibilität der Simulationsergebnisse anhand physikalischer Zusammenhänge und gegebenenfalls verfügbarer Referenzdaten
- Identifikation möglicher Schwachstellen, Unsicherheiten oder Verbesserungspotenziale innerhalb der Simulationsumgebung
- Erarbeitung von Ansätzen zur strukturierten Nutzung, Erweiterung oder methodischen Verbesserung der Umgebung für zukünftige Auslegungsaufgaben
- Dokumentation der Ergebnisse sowie Aufbereitung der gewonnenen Erkenntnisse für die weitere Nutzung im Team
Anforderungen
- Gute Kenntnisse in Elektrotechnik, Mechatronik, Physik, Maschinenbau oder einem verwandten technischen Bereich
- Interesse an elektromagnetischen Fragestellungen, numerischer Simulation und physikalischer Modellbildung
- Grundkenntnisse in mathematischer Modellierung und technischer Auswertung
- Sehr gute Programmierkenntnisse, idealerweise in Python, C++, Matlab oder einer vergleichbaren Umgebung
- Erfahrungen mit Simulationstools oder elektromagnetischen Berechnungen
- Strukturierte, eigenständige und sorgfältige Arbeitsweise sowie Teamfähigkeit
- Sehr gute Deutsch und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift
Weitere Informationen
Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprach Level Nachweis bei nicht muttersprachlichem Deutsch oder Englisch sowie Lebenslauf per E Mail. Ich werde mich zeitnah rückmelden.
[BA, PA, MA] Entwicklung eines kamera und KI gestützten Roboterverfahrens zur automatisierten Einbringung paralleler Drähte in Statornuten
Kamera und KI gestützte Roboterprozesse eröffnen neue Möglichkeiten für die präzise und flexible Fertigungsprozesse. Insbesondere bei der Handhabung biegeschlaffer Bauteile, geometrischen Toleranzen und hohen Anforderungen an Prozesssicherheit, Wiederholgenauigkeit und Robustheit sind konventionelle, rein vorgeplante Abläufe nur eingeschränkt geeignet. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines kamera und KI gestützten Roboterprozesses zur zuverlässigen Erkennung, Lagebewertung und automatisierten Einbringung paralleler Drähte in Statornuten. Der Fokus liegt auf der durchgängigen Verbindung von Bildverarbeitung, intelligenter Prozessentscheidung und robotischer Ausführung einschließlich geeigneter Schnittstellen, Validierungsstrategien und Bewertung der Prozessfähigkeit.
Aufgabenstellung
- Einarbeitung in den bestehenden Versuchsaufbau, die Prozessanforderungen und die Randbedingungen der Drahteinbringung in Statornuten
- Analyse des Ist Zustands hinsichtlich Drahtlage, Toleranzen, relevanter Fehlerbilder und bisheriger Handhabungsstrategien
- Konzeption eines kamera gestützten Systems zur Erkennung und Bewertung der Drahtposition sowie der relevanten Prozessmerkmale
- Entwicklung geeigneter KI basierter Ansätze zur Detektion, Klassifikation oder Lagebewertung der Drähte und zur Unterstützung der Prozessentscheidung
- Auslegung und Implementierung eines robotergestützten Prozesses zur automatisierten Einbringung paralleler Drähte in Statornuten
- Entwicklung geeigneter Strategien zur Bahnplanung, Korrekturbewegung und robusten Prozessführung bei Abweichungen im realen Aufbau
- Integration der Bildverarbeitung und KI Verfahren in die bestehende Roboter und Steuerungsumgebung
- Inbetriebnahme und experimentelle Validierung des Gesamtsystems hinsichtlich Erkennungsqualität, Wiederholgenauigkeit, Prozessstabilität und Robustheit
- Dokumentation der Ergebnisse sowie Aufbereitung der entwickelten Methoden für die weitere Nutzung im Team
Anforderungen
- Gute Kenntnisse in Robotik, Automatisierung, Mechatronik oder einem verwandten technischen Bereich
- Interesse an Bildverarbeitung, maschinellem Lernen oder KI gestützten Verfahren in der Produktion
- Grundkenntnisse in Programmierung, idealerweise in Python oder C++
- Erfahrungen mit ROS, Kamera Systemen, Machine Vision oder der Verarbeitung von Sensordaten sind von Vorteil
- Strukturierte, eigenständige und sorgfältige Arbeitsweise sowie Teamfähigkeit
- Sehr gute Deutsch und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift
Weitere Informationen
Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprach Level Nachweis bei nicht muttersprachlichem Deutsch oder Englisch sowie Lebenslauf per E Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.
Simulationsgestützte Analyse des Verhaltens von Nutgrundpapier während der Montage im Stator (BA/PA/MA)
Aufgabenstellung:
Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.
Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, simulativ zu untersuchen, wie sich das eingesetzte Nutgrundpapier während der Formgebung durch stempelbasierte Werkzeuge und der während der Montage in das Blechpaket verhält. Wichtig sind hierzu auftreten und benötigte Kräfte seitens der ausführenden Maschine, aber auch der Einfluss einer eingebrachten Perforation auf das Papier selbst.
Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:
- Einarbeitung in die Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
- Eigenheiten der Wicklungsmontage
- Nutgrundisolation
- Einarbeitung in den Themenkomplex Simulation
- Simulative Abbildung des Status Quo im Formgebungsprozess
- Falzung & Perforation
- Montage
- Knappe Abbildung des Spulenfügeprozesses
- Simulative Abbildung des Papierverhaltens
- Während des Auftrennens
- Während der Faltung
- Während der Deckschiebermontage
- Ableitung von Prozesspotentialen
Persönliche Voraussetzungen:
- Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
- Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
- Konstruktives Geschick (CAD)
- Erfahrungen mit Simulation
- Eigenständige Arbeitsweise
- Deutsch und Englisch in Wort und Schrift
Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.
Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.
Strukturierte Untersuchung des Einflusses von Falz- und Schneidkräften sowie der Werkzeuggeometrien beim Herstellen von endlosen Nutgrundauskleidungen (BA/PA/MA)
Aufgabenstellung:
Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.
Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, strukturiert der Frage nachzugehen, inwieweit Falz- und Schneidkräfte Einfluss auf die Qualität der Nutgrundauskleidung haben. Neben der eingesetzten Prozesskraft sollen auch über die Geometrien der Werkzeuge weitere Erkenntnisse erlangt werden. Übergeordnetes Ziel ist, eine endlose Nutauskleidung herzustellen, welche eine innovative Spulenmontage ermöglicht.
Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:
- Einarbeitung in den Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
- Fertigungsprozess Stator
- Zusammenspiel des statorseitigen Isolationssystems
- Zweck und Funktion der Nutgrundisolation
- Konzeptentwürfe für Teillösungen
- Untersuchungen verschiedener Falzparameter und -geometrien
- Untersuchung verschiedener Schnittparameter und – geometrien
- Aufnahme von Kraft/Wege-Kurven mittels Prüfmaschinen
- Überführung der Erkenntnisse in ein geeignetes Werkzeug
- Untersuchung der Prozesseignung von gängigen Isolationspapieren
- Validierung der eigenen Entwicklungen
- Implementierung in den Versuchsaufbau
- Funktionsnachweis
- Automatisierungsnachweis
Persönliche Voraussetzungen:
- Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
- Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
- Konstruktives Geschick (CAD)
- Handwerkliches Geschick
- Interesse an der Arbeit mit Maschinen und Analgen
- Deutsch und Englisch in Wort und Schrift
Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.
Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.
Induktives Laden: Konzeption und Entwicklung von Prozessen zur automatisierten Produktion induktiver Energieübertragungssysteme (BA/PA/MA)
Ausgangslage:
Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.
Mögliche Aufgabenstellung
Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:
- Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
- Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
- Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
- Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen
Hinweise und Bewerbung:
- Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
- Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
- Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com
Ansprechpartner:
Maximilian Kneidl
Maximilian Kneidl, M.Sc. info@seamless-energy.com

PA/BA/MA: Beitrag zur automatisierten Demontage von elektrischen Achsantriebssystemen
Mit der Expansion der Elektromobilität geht ein kontinuierlich steigender Bedarf an kritischen Rohstoffen einher. Neben der Batterie zählen hochintegrierte elektrische Antriebssysteme zu den zentralen Komponenten von Elektrofahrzeugen und enthalten wertvolle Materialien wie Kupfer und Seltenerdmetalle. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Kreislaufwirtschaft eine strategische Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie.
Als Mitglied eines nationalen Leuchtturmprojekts beteiligt sich der FAPS an der Entwicklung automatisierter und digitalisierter Kreislaufwirtschaftslösungen für elektrische Achsantriebssysteme. Dabei sollen im Rahmen des Projekts erstmals herstellerübergreifende Lösungen für die automatisierte Demontage elektrischer Achsen entwickelt werden. Betrachtet werden komplette Antriebssysteme, bestehend aus Motor, Getriebe und Leistungselektronik, sowohl für Pkw- als auch für Lkw-Anwendungen. Auf diese Weise stärken die Projektergebnisse die Resilienz der Wertschöpfungskette für Antriebssysteme und verbessern gleichzeitig die Umweltbilanz der Elektromobilität.
In diesem Kontext baut der FAPS eine automatisierte Demontagezelle als Demonstrator auf.
Inhalte:
- Literaturrecherche zu möglichen Verfahren
- Durchführung und Dokumentation manueller Demontageversuche
- Ausarbeitung von Demontagekonzepten
- Konstruktion von Anlagenstationen und Werkzeugen
- Aufbau von Anlagenbestandteilen
- Beitrag zu Bauteilhandling und Automatisierungstechnik
- Demonstration der grundlegenden Eignung mithilfe von Versuchen
(Versuchskonzeption, -durchführung und -auswertung) - Bewertung der Prozessketten anhand ökonomischer und ökologischer Kriterien
Entsprechend der individuellen Interessen und Fähigkeiten sind unterschiedliche Schwerpunktsetzungen möglich – z. B.:
- Konstruktion
- Anlagenaufbau (mechanisch / mechatronisch)
- Automatisierungstechnik & Robotik
Anforderungen und Informationen:
- Methodische und strukturierte Vorgehensweise
- Handwerkliches und konstruktives Geschick sind von Vorteil
- Spezifische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich
- Interesse an industrienaher Forschung mit Fokus auf Nachhaltigkeit und Prozessentwicklung
- Forschung in einem Zukunftsthema mit hoher strategischer Bedeutung
- Sicheres Beherrschen von Deutsch und Englisch in Wort und Schrift ist erforderlich
- Weitere Informationen auf Anfrage
Der Beginn der Arbeit ist ab sofort möglich. Aussagekräftige Bewerbungen sind bitte per E-mail (thorsten.ihne@faps.fau.de) inkl. Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel zu stellen. Von telefonischen Anfragen ist abzusehen. Generische, unvollständige oder KI-generierte Anfragen werden ignoriert.
PA/BA/MA: Optische Auswertung der Sortiergüte im Kontext des Recyclings von Seltenenerdmetallen
Die Versorgungssicherheit mit kritischen Rohstoffen ist von strategischer Bedeutung für die europäische Wirtschaft. Das gilt insbesondere für Seltenerdmetalle wie Neodym, Dysprosium und Terbium, die in Form von Neodym-Eisen-Bor-Magneten für diverse Zukunftstechnologien essentiell sind. Gleichzeitig weisen diese Elemente sehr vulnerable Lieferketten, eine schlechter Substituierbarkeit und einen hohen ökologischen Fußabdruck auf.
Vor diesem Hintergrund besitzt das Recycling von SE-Magneten hohes geopolitisches, ökonomisches und ökologisches Potential. Allerdings ist ein geschlossener Rohstoffkreislauf aus technischen und organisatorischen Gründen derzeit nur schwer realisierbar, sodass aktuell weniger als ein Prozent der SE-Magnete in der EU recycelt wird. Da für viele End-of-Life-Produkte die Magnetextraktion durch Demontage nicht wirtschaftlich realisierbar ist, besitzt die Sortierung von geschreddertem Elektroschrott hohe Bedeutung. Die Herausforderung hierbei besteht darin, granulare und disperse Stoffgemische zuverlässig zu trennen, deren Bestandteile sich in vielen physikalischen Eigenschaften ähneln. Gleichzeitig muss die zu entwickelnde Prozesskette einen ausreichenden Durchsatz ermöglichen.
Derzeit werden am Lehrstuhl FAPS entsprechende Sortierverfahren untersucht. Für die Prozessentwicklung ist dabei eine Quantifizierung der Sortiergüte entscheidend. Verfahren wie die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) erlauben die Identifikation von Elementen und somit direkte Aussagen über die Zusammensetzung von Proben. Als Nachteile bestehen dabei jedoch Limitationen in Hinblick auf die analysierbare Probenform und den untersuchten Ausschnitt. Eine mögliche Alternative stellt die Charakterisierung von Partikeln anhand lichtmikroskopischer Aufnahmen dar. Rückschlüsse auf die Probenzusammensetzung können so indirekt beispielsweise anhand von Farben und Oberflächenstruktur der Partikel getroffen werden. Die Auswertung soll perspektivisch automatisiert (z. B. via Machine Learning) erfolgen.
Inhalte:
- Literaturrecherche zu möglichen Auswerteverfahren
- Zieldefinition und systematische Charakterisierung von relevantem Eingangsmaterial mittels Mikroskopie (Licht- / Lasermikroskop)
- Datenerhebung und -aufbereitung: Erzeugen einer ausreichenden Datengrundlage auf Basis der Mikroskopaufnahmen
- Labeln der Daten, Modellauswahl und -anpassung und Trainieren des Modells
Entsprechend der individuellen Interessen und Fähigkeiten sind unterschiedliche Schwerpunktsetzungen möglich (Aufbau von Versuchsträgern / Versuchsdurchführung) – z. B.
- Ausarbeitung eines Konzepts und Konstruktion eines Versuchsaufbaus
- Aufbau von Versuchsanlagen
- Demonstration der grundlegenden Eignung mithilfe von Versuchen (Versuchskonzeption, -durchführung und -auswertung)
- Bewertung von Prozessketten anhand ökonomischer und ökologischer Kriterien
Anforderungen und Informationen:
- Methodische und strukturierte Vorgehensweise
- Ausreichende IT-Kenntnisse notwendig (Kenntnisse in Python und Erfahrungen im Umgang mit den Libraries PyTorch, OpenCV sind von Vorteil)
- Interesse an industrienaher Forschung mit Fokus auf Nachhaltigkeit und Prozessentwicklung
- Forschung in einem Zukunftsthema mit hoher strategischer Bedeutung
- Deutsch und Englisch in Wort und Schrift ist erforderlich
- Weitere Informationen auf Anfrage
Der Beginn der Arbeit ist ab sofort möglich. Aussagekräftige Bewerbungen sind bitte per E-mail (thorsten.ihne@faps.fau.de) inkl. Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel zu stellen. Von telefonischen Anfragen ist abzusehen. Generische, unvollständige oder KI-generierte Anfragen werden ignoriert.
PA/BA/MA: Beitrag zum Recycling von Seltenerdmetallen durch Sortierung von Schredderfraktionen
Die Versorgungssicherheit mit kritischen Rohstoffen ist von strategischer Bedeutung für die europäische Wirtschaft. Das gilt insbesondere für Seltenerdmetalle wie Neodym, Dysprosium und Terbium, die in Form von Neodym-Eisen-Bor-Magneten für diverse Zukunftstechnologien essentiell sind. Gleichzeitig weisen diese Elemente sehr vulnerable Lieferketten, eine schlechter Substituierbarkeit und einen hohen ökologischen Fußabdruck auf.
Vor diesem Hintergrund besitzt das Recycling von NdFeB-Magneten hohes geopolitisches, ökonomisches und ökologisches Potential. Allerdings ist ein geschlossener Rohstoffkreislauf aus technischen und organisatorischen Gründen derzeit nur schwer realisierbar, sodass aktuell weniger als ein Prozent der SE-Magnete in der EU recycelt wird. Da für viele End-of-Life-Produkte die Magnetextraktion durch Demontage nicht wirtschaftlich realisierbar ist, besitzt die Sortierung von geschreddertem Elektroschrott hohe Bedeutung. Die Herausforderung liegt dabei darin, granulare und disperse Stoffgemische zuverlässig zu trennen, deren Bestandteile sich in vielen physikalischen Eigenschaften ähneln. Gleichzeitig muss die zu entwickelnde Prozesskette einen ausreichenden Durchsatz ermöglichen.
In diesem Kontext besteht das Ziel der ausgeschriebenen Arbeit darin, Verfahren zu untersuchen, die die Abtrennung der Seltenerdfraktion aus einem magnetischen Granulat (hart- und weichmagnetische Bestandteile) mittels mechanischer Verfahrenstechnik erlaubt. Der Fokus liegt auf der Magnetscheidung sowie auf Wechselwirkungen mit thermischen Prozessen. Hierbei kann auf Voruntersuchungen aufgebaut werden.
Inhalte:
- Strukturierte Literaturrecherche
- Aufzeigen des Stands der Technik und Forschung für das Recycling von Seltenerdmagneten
- Systematische Charakterisierung von Proben (z. B. durch Siebklassierung und Mikroskopie)
- Systematische Analyse des relevanten Eingangsmaterials in Hinblick auf physikalische Größen, die als Sortierkriterium infrage kommen (Fokus auf Magnetik)
- Schnittstellendefinition im Rahmen des Gesamtprozesses
- Analyse von Unterprozessen für die Entwicklung eines adäquaten Sortierverfahrens
Entsprechend der individuellen Interessen und Fähigkeiten sind unterschiedliche Schwerpunktsetzungen möglich (Aufbau von Versuchsträgern / Versuchsdurchführung) – z. B.
- Ausarbeitung eines Konzepts und Konstruktion eines Versuchsaufbaus
- Aufbau von Versuchsanlagen
- Demonstration der grundlegenden Eignung mithilfe von Versuchen (Versuchskonzeption, -durchführung und -auswertung)
- Bewertung von Prozessketten anhand ökonomischer und ökologischer Kriterien
Anforderungen und Informationen:
- Methodische und strukturierte Vorgehensweise
- Handwerkliches und konstruktives Geschick sind von Vorteil
- Spezifische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich
- Interesse an industrienaher Forschung mit Fokus auf Nachhaltigkeit und Prozessentwicklung
- Forschung in einem Zukunftsthema mit hoher strategischer Bedeutung
- Deutsch und Englisch in Wort und Schrift ist unbedingt erforderlich
- Weitere Informationen auf Anfrage
Der Beginn der Arbeit ist ab sofort möglich. Aussagekräftige Bewerbungen sind bitte per E-mail (thorsten.ihne@faps.fau.de) inkl. Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel zu stellen. Von telefonischen Anfragen ist abzusehen. Generische, unvollständige oder KI-generierte Anfragen werden ignoriert.
