Student Theses

• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Literaturrecherche zu Glättungsverfahren (additiv, subtraktiv, transformativ) für Kunststoffbauteile, bzw. relevante und repräsentative Oberflächentopologien, die geglättet werden müssen
• Prototypenentwicklung eines robotergeführten Endeffektors
• Erarbeitung einer Bahnplanungsmethodik zum Glätten von Freiformoberflächen
• Untersuchung des Prozesses hinsichtlich Bauteilqualität (z.B. Festigkeiten und Oberflächengüte) und Ableitung von Verbesserungspotenzialen 

• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Masterarbeit

Projektbeschreibung:

Du nimmst einen Versuchsstand zur experimentellen Erprobung moderner Antriebskomponenten in Betrieb und führst eine systematische Evaluierung durch. Ziel ist es, das Verhalten und die Leistungsfähigkeit der Komponenten unter realitätsnahen Betriebsbedingungen zu analysieren und die Testumgebung hinsichtlich Funktionalität, Datenqualität und Smart Data-Erfassung zu optimieren. Das Projekt zeigt, wie sich durch eine präzise Inbetriebnahme und Evaluierung im Kontext von Industrie 4.0 belastbare Ergebnisse erzielen lassen, die als Grundlage für Predictive Maintenance dienen und für die Weiterentwicklung von Antriebslösungen sowie die Qualitätssicherung von zentraler Bedeutung sind.

Aufgaben:

• Inbetriebnahme: Planung und Durchführung der Inbetriebnahme des Versuchsstands
• Dokumentation: Strukturierte Erfassung und Beschreibung der einzelnen Prozessschritte
• Programmierung: Implementierung der Steuerung mit strukturiertem Text
• Analyse: Bewertung der Betriebsergebnisse im Hinblick auf die Versuchsziele
• Optimierung: Identifikation von Verbesserungsmöglichkeiten für Versuchsablauf, Datenakquise und Aussagekraft der Messdaten

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Photovoltaik spielt eine zentrale Rolle für die Energiewende. Mit dem zunehmenden Ausbau der installierten PV-Leistung wächst jedoch langfristig auch die Zahl der Module, die das Ende ihrer ersten Nutzungsphase erreichen. Um wertvolle Produkte und Materialien möglichst lange im Kreislauf zu halten, gewinnen neben dem Recycling auch Strategien wie Wiederverwendung und Reparatur zunehmend an Bedeutung.

Ob und wie diese Strategien umgesetzt werden können, wird wesentlich durch die Gestaltung der PV-Module bestimmt. Eingesetzte Materialien, Materialverbunde, Verbindungstechniken, Zugänglichkeit einzelner Komponenten oder die konstruktive Auslegung eines Moduls können beispielsweise beeinflussen, ob Komponenten repariert oder demontiert und Materialien hochwertig zurückgewonnen werden können. Gleichzeitig ergeben sich aus dem Produktdesign konkrete Anforderungen an nachgelagerte Prozesse wie Prüfung, Handhabung, Reparatur, Demontage, Sortierung und Recycling.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll daher der Aufbau heutiger PV-Module aus einer lebenszyklus- und zirkularitätsorientierten Perspektive untersucht werden. Ausgehend von der Analyse relevanter Materialien, Komponenten und konstruktiver Produktmerkmale sollen deren Auswirkungen auf unterschiedliche zirkuläre Strategien – insbesondere Reuse, Repair, Demontage und Recycling – systematisch analysiert werden. Dabei können neben technischen und prozessualen Anforderungen auch Auswirkungen auf die Gestaltung menschlicher Tätigkeiten, beispielsweise hinsichtlich Handhabung, Qualifikationsbedarf oder zusätzlicher Arbeitsschritte, berücksichtigt werden.

Auf dieser Grundlage sollen Anforderungen an zirkuläre Prozesse abgeleitet und anschließend die Perspektive umgekehrt werden: Welche Anforderungen ergeben sich aus Reuse, Repair, Demontage und Recycling an die Gestaltung zukünftiger PV-Module? Ziel ist es, Gestaltungsanforderungen und Handlungsempfehlungen für eine kreislaufgerechte Produktgestaltung von PV-Modulen abzuleiten und damit einen Beitrag zum Design for Circularity in der Photovoltaik zu leisten.

Die genaue Aufgabenstellung und methodische Ausgestaltung werden unter Berücksichtigung der individuellen Kompetenzen und Interessen festgelegt. Neben einer systematischen Literatur- und Produktanalyse sind beispielsweise die Untersuchung ausgewählter PV-Moduldesigns, Experteninterviews oder die Entwicklung eines Kriterien- bzw. Bewertungsrahmens möglich.

Bei Interesse und Fragen meldet euch gerne bei
zahra.ghazanfarpour@tu-braunschweig.de

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)

Mit der zunehmenden Zahl ausgedienter PV-Module gewinnen zirkuläre Strategien wie Wiederverwendung, Reparatur und hochwertiges Recycling an Bedeutung. Damit Module einem geeigneten Kreislaufweg zugeordnet werden können, benötigen die beteiligten Akteure entlang der Rücklaufkette jedoch unterschiedliche Informationen – beispielsweise zu Modultyp und Materialzusammensetzung, Nutzungshistorie, technischem Zustand oder bereits durchgeführten Prüfungen und Reparaturen.

Diese Informationen entstehen bei unterschiedlichen Akteuren und stehen entlang der Rücklaufkette häufig nicht durchgängig zur Verfügung. Ein funktionierender digitaler Informationsaustausch zwischen Betreibern, Rückbauunternehmen, Sammelstellen, Logistik, Refurbishern und Recyclern kann daher eine wichtige Voraussetzung für effiziente zirkuläre Wertschöpfungsprozesse darstellen.

Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen die relevanten Akteure, Entscheidungen und Informationsflüsse entlang der PV-Rücklaufkette analysiert und bestehende Informationsbedarfe und -lücken identifiziert werden. Darauf aufbauend sollen Anforderungen an einen akteursübergreifenden digitalen Informationsaustausch abgeleitet und geeignete technologische Ansätze – beispielsweise Digital Product Passports, digitale Plattformen oder Blockchain-basierte Lösungen – untersucht und bewertet werden. Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten Informations- bzw. Austauschkonzepts für eine zirkuläre PV-Wertschöpfung.

Die genaue Aufgabenstellung und methodische Ausgestaltung werden unter Berücksichtigung der individuellen Kompetenzen und Interessen festgelegt.

Bei Interesse und Fragen meldet euch gerne bei
zahra.ghazanfarpour@tu-braunschweig.de

• Studienarbeit(Master)

Motivation:
Granulatbasierte Vakuumgreifer passen sich an unterschiedliche Objektgeometrien an und ermöglichen dadurch die flexible Handhabung einer großen Variantenvielfalt. Bisherige Untersuchungen zur erzielbaren Greifkraft konzentrieren sich jedoch überwiegend auf formstabile Objekte. Bei elastisch deformierbaren Bauteilen verändern sich während des Greifprozesses sowohl die Objektgeometrie als auch die Kontaktbedingungen zwischen Greifer und Objekt. Insbesondere Material, Wandstärke und initiale Anpresskraft können dadurch einen wesentlichen Einfluss auf die Greifkraft haben. Ziel der Arbeit ist es, diese Zusammenhänge experimentell zu untersuchen und Grundlagen für die Bewertung und Vorhersage der Greifkraft bei deformierbaren Objekten zu schaffen.

Aufgabe: 
Im Rahmen der Arbeit sollen deformierbare Silikonobjekte hergestellt, mechanisch charakterisiert und in experimentellen Greifversuchen untersucht werden.

Mögliche Aufgaben sind:

• Herstellung von Silikonobjekten mit unterschiedlichen Wandstärken und Shore-Härten
• Charakterisierung der Objektnachgiebigkeiten
• Auswahl geeigneter Material- und Wandstärkenstufen anhand von Voruntersuchungen
• Planung und Durchführung experimenteller Greifversuche mit einem Industrieroboter
• Ermittlung der erzielbaren Greifkraft für verschiedene deformierbare Objektgeometrien
• Untersuchung des Einflusses der initialen Anpresskraft auf Verformung und Greiferfolg
• Auswertung von Kraft-, Weg-, Druck- und Geometriedaten
• Ableitung von Zusammenhängen zwischen Objektverformung und erzielbarer Greifkraft

Was du dabei lernst:

• Praktisches Arbeiten mit einem Industrieroboter und einem granulatbasierten Vakuumgreifer 
• Herstellung und mechanische Prüfung von Silikonbauteilen 
• Planung und Durchführung wissenschaftlicher Versuchsreihen
• Auswertung und Interpretation experimenteller Messdaten 
• Einblick in aktuelle Forschungsthemen der flexiblen Handhabung und Soft Robotics 

Der Umfang der Arbeit kann individuell abgestimmt werden. Je nach Art der Arbeit kann der Schwerpunkt auf den Voruntersuchungen zur Material- und Wandstärkenauswahl oder auf einer umfassenden Greifversuchsreihe liegen.

Die Ausschreibung richtet sich an Studierende aller technisch-naturwissenschaftlichen Fachrichtungen.
Bei Interesse könnt Ihr Euch gerne per E-Mail bei mir melden: maschal.hakimiy@tu-braunschweig.de

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Investigate NILM for industrial energy data
• Compare novel generative approaches with a conventional baseline (CNN-, LSTM-, ...)
• Evaluate reconstruction quality for downstream applications

• Benchmark comparison
• Open evaluation pipeline

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Research and implement different anomaly definitions for industrial energy data
• Compare the performance of the anomaly detection with different anomaly definitions

• Benchmark comparison
• Open evaluation pipeline

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Research and implement different context variables for industrial loads (e.g. calendar information, weather, ...) for anomaly detection
• Compare the performance of the anomaly detection with different context variables (each one isolated but also combined contexts)

• Benchmark comparison
• Open evaluation pipeline

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Research and develop representations that separate operational dynamics from degradation dynamics for energy monitoring with focus on anomaly detection
• Compare the performance of the anomaly detection with the available separated dynamics with a baseline

• Benchmark comparison
• Open evaluation pipeline

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Research and develop different anomaly prediction routines (e.g. binary approaches: anomaly within 24h, 48h, 7d but also continuous approaches: anomaly scores, "time-to-anomaly", other approaches from survival analysis) 
• Research and develop approaches to provide a statistical level of certainty for the predictions (e.g. 95% certain)

• Benchmark comparison
• Open evaluation pipeline

• Masterarbeit

Motivation:

• Modern industrial production requires its systems to increase productivity, efficiency as well as to autonomously adapt to changing tasks and environments.
• The integration of Artificial Intelligence (AI) technologies into the workflows of digital information systems, e.g. for production planning and control (PPS), enables this through cognitive automation of routine tasks and cognitive assistance in high workload situations. 
• Especially generative AI provides promising capabilities as it supports agentic orchestration of multimodal workflows. 

Content of the work:

• Investigation of the mentioned technologies and approaches based on a demonstrator setup in the IWF Learning Factory consisting of a PPS software prototype and an installation of the agent orchestration framework LangChain. 
• Literature review, conceptualization, implementation and testing of an agentic workflow integrated into the demonstrator environment.

In case you are interested, please send an inquiry via email. Ideally attach your CV and transcript of records.

Lennart Kuhr

l.kuhr@tu-braunschweig.de

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation:

• Modern industrial production require its‘ systems to increase productivity, efficiency as well as autonomously adapt to changing tasks and environments
• Integrating agentic AI technologies into the cognitive perception-action loop of industrial systems enables such adaptability based on generative intelligence and learning capabilitites
• The application to versatile robots, such as humanoid robots, represents an especially promising approach

Content of the work:

• Investigation of the mentioned technologies and approaches based on a demonstrator in the IWF Learning Factory
• Conceptualization, implementation and testing the state of the art based on NVIDIA Isaaclab simulation and training environment, ROS2 middleware, Unitree G1 humanoid with two 5-finger hands as well as teleoperation equipment

• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation:

• Modern industrial production requires its‘ systems to increase productivity, efficiency as well as autonomously adapt to changing tasks and environments
• Integrating generative AI technologies into the quality inspection processes could enable the detection of previously unseen defect schemes (zero-shot) and at the same time enhance explainability of inspection findings in natural language

Content of the work:

• Investigate the robust deployment of Vision-Language-Models (VLMs) in industrial quality inspection systems and validate the zero-shot capability as well as explainability
• Conceptualize, implementent and test state of the art approaches based on a demonstrator setup in the Learning Factory of IWF providing vision and compute hardware, software frameworks and use cases

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation:

• Modern industrial production requires its‘ systems to increase productivity, efficiency as well as autonomously adapt to changing tasks and environments
• The integration of Artificial Intelligence (A) technologies into the workflows that are required to operate robotic systems enables such adaptability by reducing the workload for humans 
• Especially generative AI provides promising capabilities as it supports agentic orchestration of multimodal workflows 

Content of the work:

• Investigation of the mentioned technologies and approaches based on a demonstrator setup in the IWF Learning Factory consisting of a Franka Emika Panda manipulator arm and an existing software stack for robust assembly operation
• Literature review, conceptualization, implementation and testing of an agentic workflow integrated into the ROS2 middleware

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)
• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)

• Masterarbeit

• Masterarbeit

Diese Abschlussarbeit kann in Deutsch und in Englisch absolviert werden!

Elektrische Energiespeicher bilden eine Schlüsseltechnologie für die Erreichung gesteckter Klimaziele im Mobilitätssektor. Vor dem Hintergrund stetig steigender Anforderungen hinsichtlich der Energiedichte stellt die Lithium-Festkörperbatterie (Solid-State-Batterie, SSB) mit leitfähigen Festelektrolyten gegenüber konventionellen Lithium-Ionen-Batterien eine vielversprechende Lösung dar. Dennoch stellen die Materialeigenschaften dieser Festelektrolyte, wie bspw. eine besondere mechanische Empfindlichkeit und eine starke chemische Reaktivität mit der Umwelt, große Herausforderung in der industrienahen Produktion von SSBs dar. Dies wird unter anderem in der Stapelbildung sichtbar, bei dem die Festelektrolyte sequentiell und positionsgenau in ein Stapelgebilde zusammen mit weiteren Zellkomponenten über eine Vielzahl von Handhabungsoperationen überführt werden. Dieser Prozess muss hohe Qualitätsstandards, vor allem in der erzielbaren Ablagegenauigkeit, erfüllen. Diese wird zum Teil stark vom Ablöseverhalten des Festelektrolyts vom Greifer nach dem Abbau der Haltekraft bestimmt, welcher von dynamischen Prozessparametern sowie diversen Randbedingungen, wie der Greiferauswahl, abhängig sein kann.  Eine dedizierte Analyse dieses Ablöseverhaltens von Zellkomponenten ist wissenschaftlich bislang kaum untersucht worden.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll eine experimentelle Untersuchung  der Festelektrolythandhabung zur Analyse des Ablöseverhaltens unter verschiedenen Prozess- und Randbedingungen durchgeführt werden. Dabei sollen Implikationen für eine Mehrkörpersimulation identifiziert werden, die eine Modellierung und Analyse des Verhaltens ermöglichen. Im Rahmen der Arbeit sollen die folgenden Themen adressiert werden:

• Literaturrecherche zu theoretischen Grundlagen von Feststoffbatterien, deren Produktion mit Fokus auf Stapelbildungsmethoden sowie Handhabungstechnik und Greifern in der Batterieproduktion,
• Analyse des Standes der Forschung zum Ablöseverhalten bei verschiedenen Greiftechnologien, auch über Modellierungen und im Kontext der Batterieproduktion,
• Entwicklung eines Versuchsplans basierend auf den zu untersuchenden Prozessparametern und Anpassung des Versuchssetups für eine vollumfängliche Validierung des Handhabung von Festelektrolyten,
• Durchführung der experimentellen Validierung sowie Dokumentation und statistische Auswertung der Ergebnisse,
• Formulierung eines Zusammenhangs zur erzielbaren Ablagegenauigkeit im Bezug zum Ablöseverhaltens und der Greiferperformance, und
• Kritische Würdigung und Ausblick zu den Untersuchungen.

Bei Interesse zu diesem Thema oder Ideen für ein verwandtes Thema bitte ich um eine Nachricht per E-Mail.

Mail: do-minh.nguyen(at)tu-braunschweig.de

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

-- this thesis can be written in German or English --

In aktuellen Ausschreibungen im Bahnwesen rückt der ökologische Fußabdruck von Produkten als einflussreiche Kennzahl zunehmend in den Fokus. In diesem Zusammenhang ist die Durchführung verlässlicher Product Carbon Footprint (PCF) Berechnungen entlang der Lieferkette erforderlich, um die gesamten Umweltauswirkungen eines Produktes quantifizieren zu können. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind diese Berechnungen häufig mit großen Herausforderungen verbunden, da die vorhandenen Infrastrukturen nicht auf die Sammlung der notwendigen Daten, sowie die darauffolgenden Berechnungen ausgelegt sind.

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

-- this thesis can be written in German or English --

In der modernen Produktentwicklung ist die Integration von Ökobilanzierungen (engl. Life Cycle Assessment, LCA) in den Produktentstehungsprozess (PEP) unerlässlich, um die Umweltauswirkungen der Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu verstehen und minimieren zu können. Durch die Anwendung der LCA Methode bereits ab der Konzeptionsphase können Unternehmen wesentliche ökologische Aspekte wie Emissionen und Ressourcennutzung frühzeitig auswerten und optimieren. Weiterhin ermöglicht die Einbettung dieser Bewertungsmethode in jede Phase des PEP die Wahl umweltfreundlicherer Materialien und effizienterer Herstellungsverfahren, das Vorantreiben nachhaltiger Produktinnovationen und die Entwicklung von Maßnahmen zur signifikanten Reduktion des ökologischen Fußabdrucks des Endproduktes. Die Verknüpfung von LCA und PEP bietet somit die Möglichkeit der prozessbegleitenden, iterativen ökologischen Bewertung, in der die Umweltwirkung eines Produkts bereits frühzeitig als zusätzliches Entscheidungskriterium herangezogen werden können.

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation und Aufgabe:

Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Zum Erzielen niedriger Herstellungskosten liegt ein besonderer Fokus auf einer hochdurchsatzgetrimmten und ressourceneffizienten Prozessgestaltung. Insbesondere die Elektroden, aber auch die übrigen Zellbestandteile, weisen allerdings hohe mechanische Empfindlichkeiten auf, die eine hochdurchsatzgetrimmte Handhabung der Materialien im Fertigungsprozess erschwert. Vor diesem Hintergrund sollen im Rahmen von studentischen Arbeiten Fertigungsprozesse in Hinblick auf auftretende Belastungen der Zellmaterialien und –Zwischenprodukte untersucht und Belastungsgrenzen durch geeignete Versuche ermittelt werden. Ziel ist es dabei, Material angepasste Prozessfenster zu bestimmen und Gestaltungsrichtlinien für die Auslegung zukünftiger Hochdurchsatzprozesse abzuleiten.  

Voraussetzungen und allgemeine Informationen:

Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)
• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation und Aufgabe:

Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Bei zu starker Temperatureinwirkung sowie ungünstigen Prozessparametern kann es bei diesen Fügeprozessen aber zu Beschädigungen des Separators kommen. Daher sollen im Rahmen von studentischen Arbeiten Methoden und Verfahren zur Charakterisierung der Verbünde entwickelt und in praktische Versuchen unter Variation von Prozessparametern evaluiert werden.

Voraussetzungen und allgemeine Informationen:

Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)
• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
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• Studienarbeit(Master)
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Motivation und Aufgabe:

Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Um das Prozessverständnis zu steigern und Optimierungspotenziale der Heißfügeprozesse abzuleiten, muss ein Verständnis über die beim Heißfügen verwendeten Materialien und deren thermische und mechanische Kennwerte aufgebaut werden. Zur Vorbereitung dieser Arbeiten sollen im Rahmen von studentischen Arbeiten Versuchsstände zur Vermessung dieser Kennwerte aufgebaut/ erweitert werden und die Messergebnisse durch Vergleichsmessungen validiert werden.

Voraussetzungen und allgemeine Informationen:

Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.

Im Rahmen der Arbeit können Kompetenzen in den Bereichen Konstruktion, Automatisierungstechnik und in Labortätigkeiten aufgebaut und vertieft werden. Zudem eignet sich die Arbeit, um die Komponenten der Zellproduktion kennenzulernen.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.

• Projektarbeit (Master Wirtsch.-Ing.)
• Projektarbeit (Bachelor Maschinenbau)
• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Motivation und Aufgabe:

Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Um das Prozessverständnis zu steigern und Optimierungspotenziale der Heißfügeprozesse abzuleiten, erscheint eine Abbildung dieser Prozesse in numerischen Simulationen (FEM/ CFD) vielversprechend. Im Rahmen von studentischen Arbeiten sollen diese Simulationen daher durch die Durchführung von Materialcharakterisierungen und den Aufbau von Materialkarten der verwendeten Materialien vorbereitet werden. Anschließend sollen numerische Modelle unter Nutzung der Materialkarten entwickelt und durch Vergleich der Simulationsergebnisse mit praktischen Versuchen an den Heißfügeprozessen validiert werden.

Voraussetzungen und allgemeine Informationen:

Die hier dargestellte Aufgabenstellung stellt das allgemeine Ziel dar.

• Bachelorarbeit
• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

• Bachelorarbeit
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• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit