Karriere am WZL

 

Masterarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Schleifen, Umformen und Technologieplanung, Gruppe Umformende Fertigungsverfahren
 

Maschinelles Oberflächenhämmern - Kornfeinung

In metallischen Werkstoffen hat die Korngröße einen direkten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass eine Kornfeinung u. a. zu einer Festigkeitssteigerung, einer höheren Härte und Dauerfestigkeit sowie einer verbesserten Verschleißbeständigkeit führt.
Da die Bauteilrandzone der am stärksten beanspruchte Bereich eines Werkstücks ist, empfiehlt sich eine lokale Modifikation der Bauteiloberfläche. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften in der Bauteilrandzone besteht in der Erzeugung eines feinkörnigen Gefüges durch den Einsatz von mechanischen Oberflächenbehandlungsverfahren wie dem maschinellen Oberflächenhämmern (MOH).
Das MOH ist ein inkrementelles Umformverfahren, welches sich durch hochfrequente Schläge eines sphärischen Hammerkopfes auszeichnet. Dabei werden Druckeigenspannungen in das Werkstück induziert, die Oberfläche eingeglättet und eine Kaltverfestigung in der Bauteilrandzone erreicht.

Hinsichtlich der kornfeinenden Wirkung des maschinellen Oberflächenhämmerns gibt es aktuell noch erhebliche Wissensdefizite. Es wird angenommen, dass durch Auswahl geeigneter Prozessparameter eine Kornfeinung in der Werkstückrandzone hervorgerufen werden kann. Zur zielführenden Auslegung des MOH-Prozesses hinsichtlich der Kornfeinung müssen dabei zuerst die grundlegenden Ursache-Wirkung-Zusammenhänge geklärt werden.

 
Das Ziel dieser Arbeit besteht daher in der Entwicklung eines numerischen Prozessmodells mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), welches mit einem versetzungsdichtenbasierten Materialmodell gekoppelt wird, um eine Analyse der Parametereinflüsse des MOH (Hämmerfrequenz, Hämmerleistung, Vorschub, Bahnabstand) auf die Kornfeinung in der Bauteilrandzone zu ermöglichen. Als Grundlage können bereits durchgeführte simulative Arbeiten zum Thema maschinelles Oberflächenhämmern herangezogen werden.
Mit Hilfe der FE-Software ABAQUS 6.14 werden zudem schwer messbare Prozesseinflussgrößen simulativ erfasst und unbekannte Haupteinflussgrößen identifiziert.

Unser Angebot:

– Umfassende Betreuung
– Einarbeitung in die FE-Software ABAQUS 6.14
– Expertise im Umgang mit der Programiersprache PYTHON
– Einarbeitung in das innovative Umformverfahren des maschinellen Oberflächenhämmerns MOH
– Eigenständige Zeiteinteilung
– Klar abgegrenzte Aufgabenstellung
– Arbeiten von Zuhause möglich
– Unterstützung bei der Karriereplanung und Praktikumssuche (MOH ist aktuell Forschungsgegenstand vieler Automobilhersteller)

Ruf einfach an oder schreib eine E-Mail, damit wir uns persönlich kennenlernen können

Beginn: ab sofort.
 
Voraussetzungen:

Vorkenntnisse und Erfahrung mit der Umformtechnik oder der Finite-Elemente-Methode sind nicht erforderlich, aber auch nicht hinderlich. Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung und Vorarbeiten, so dass eine zielgerichtete Bearbeitung der Aufgabenstellung möglich ist. Damit sicherst du dir einen leichten Einstieg in die industrielle Praxis oder eine Hochschulkarriere.
Zeitaufwand: 11,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Robby Mannens, M.Sc. RWTH Aachen
 
Herwart-Opitz-Haus 54A 412
Tel.: +49 241 80-28244
Fax: +49 241 80-22293
Mail: R.Mannens@wzl.rwth-aachen.de