Einfluss definierter Porosität Auf die Thermoschockbeständigkeit Additiv gefertigter Bauteile

Forschungsthema/Bereich

Additive Fertigung, Fertigung & Prozesstechnik, Materialwissenschaften, Werkstoffkunde

Typ der Abschlussarbeit

Bachelor / Master

Startzeitpunkt

15.10.2026

Bewerbungsschluss

15.10.2026

Dauer der Arbeit

Nach Studiengangsordnung

Beschreibung

Für die Gasverdüsung von Metallen werden keramische Düsen benötigt, die hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Durch den Einsatz additiver Fertigung sollen diese Düsen gezielt optimiert werden, um ihre Haltbarkeit zu erhöhen und die Effizienz der Verdüsung zu verbessern, da die Pulverherstellung einen wesentlichen Kostenfaktor in der additiven Fertigung darstellt. Die Herstellung erfolgt mittels Vat-Photopolymerisation (VPP).

Im Betrieb sind die Düsen hohen Temperaturwechseln ausgesetzt. Eine gezielt eingestellte Porosität kann die Thermoschockbeständigkeit deutlich verbessern, da Poren das Risswachstum behindern und thermische Spannungen abbauen. Im Rahmen der Arbeit wird untersucht, wie sich eine definierte Porosität mittels sphärischer Füllstoffe in den Schlicker einbringen lässt. Kompatibilität, Viskosität und Partikelgröße werden dabei gezielt angepasst, um den gewünschten Porenanteil nach der Sinterung zu erhalten. Die resultierende Porenstruktur wird mittels bildgebender Verfahren charakterisiert und anhand von Thermoschockversuchen validiert.
Ziel der Arbeit ist die Bewertung des Einflusses von Porenanteil, Porengröße und Porenverteilung auf Festigkeit und Thermoschockbeständigkeit sowie die Untersuchung einer möglichen Multimaterialstrategie mit gradierter Porenverteilung.

Aufgaben

Literaturrecherche zu Porenbildungsstrategien
Prüfung der Kompatibilität mit dem bestehenden Schlicker
Anpassung der Rezeptur (Viskosität, Kugelgröße, Porenanteil)
Untersuchung des Sinterverhaltens (Erhalt vs. Verschluss der Poren)
Charakterisierung der Porenstruktur sowie Festigkeits- und Thermoschockprüfung

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Voraussetzung

Voraussetzungen an Studierende

• Beginn: ab sofort
• Dauer: 3-6 Monate (entsprechend der Studienordnung)
• Fachrichtung: Maschinenbau, Mechatronik, Materialwissenschaften, Chemieingenieurwesen oder verwandte Studiengänge

Studiengangsbereiche

• Ingenieurwissenschaften
  Chemieingenieurwesen & Verfahrenstechnik
  Maschinenbau
  Materialwissenschaft & Werkstofftechnik
  Mechanical Engineering
• Wirtschafts- und Rechtswissenschaften
  Wirtschaftsingenieurwesen

Betreuung

Titel, Vorname, Name

Simon Linenmann

Organisationseinheit

wbk

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