Konzeption und Realisierung der Simulation einer Fertigungslinie für das laserbasierte Pulverbettschmelzen (L-PBF)

Motivation

Die additive Fertigung („3D-Druck“) ist als aufstrebende Technologie Gegenstand intensiver Forschungstätigkeiten. Im Vergleich zur klassischen subtraktiven Fertigung eröffnet sie unter anderem neue Möglichkeiten bei der Bauteilgestaltung. Hinsichtlich der Verfahren ist das Laserbasierte Pulverbettschmelzen (L-PBF) für Metalle das am weitesten verbreitete. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sollten in einer (Klein-)Serienfertigung alle additiven Fertigungsmaschinen möglichst optimal ausgelastet sein. Unter Berücksichtigung von bauteil- und maschinenabhängigen Rüst- und Prozesszeiten sowie der Materialaufbereitung gilt es, eine additive Fertigungslinie bestmöglich auszusteuern.

Aufgabenstellung

Im Rahmen der Arbeit ist einem noch zu definierenden Simulationstool eine Fertigungslinie für das L-PBF-Verfahren zu realisieren. Mit diesem sollen dann diskrete Simulationen zur Ermittlung relevanter Materialflussparameter durchgeführt werden. Hierfür sind relevante Maschinen und Komponenten zu identifizieren und zu modellieren. Die Erkenntnisse können dann für Optimierungszwecke genutzt werden.

Arbeitspakete

  • Erarbeitung des Stands der Technik hinsichtlich Prozess-Simulation in der diskreten Fertigung
  • Erarbeitung des Stands der Technik des L-PBF-Verfahrens und dessen Einbindung in eine Prozess-Kette (horizontal sowie vertikal)
  • Aufbau einer (fiktiven) Fertigungslinie in einem geeigneten Simulationstool
  • Realisierung der Simulation der Fertigung eines (fiktiven) Bauteils
  • Ermittlung optimaler Vorgehensstrategien hinsichtlich der Maschinenanzahl, Pulveraufbereitung, Materialfluss, Bauteilverteilung, etc.
  • Optional: Abstraktion der Erkenntnisse zu einer Entwurfsmethodik

Anforderungsprofil

Vorteilhaft für die Bearbeitung der Aufgabe sind:

  • Erfahrung mit Simulationssoftware wie bspw. PlantSimulation
  • Erfahrung im Bereich Prozessplanung

Ein sehr gutes Deutsch/Englisch in Wort und Schrift sowie die Bereitschaft eigenständig und wissenschaftlich zu arbeiten sind selbstverständlich.

Bei Interesse, Fragen oder thematisch nahen Alternativen melden Sie sich bitte per E-Mail bei mir. Es sind verschiedene Arbeiten zu vergeben, deren genaues Thema sowie Umfang nach Art der Arbeit angepasst werden können.

Kategorien:

Fachbereich:

Engineering-Systeme

Art der Arbeit:

Bachelorarbeit, Masterarbeit, Projektarbeit, Studienarbeit

Studiengang:

Energietechnik, IPEM, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen

Technologiefeld:

Additive Fertigung, Planung und Simulation