Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/innen: Marcel Fischer, M.Sc., Dr.-Ing. Markus Schreiber
Optimierung von Ventilatorbaureihen unter Berücksichtigung multidimensionaler Zielkonflikte
Optimization of Fan Series Considering Multidimensional Trade-offs
21.03.2025
In dieser Arbeit entwickelst du einen optimierten Ventilatorbaukasten, der verschiedene Anwendungsfälle mit minimaler Modellanzahl und unter Berücksichtigung von Kosten, Energieeffizienz und Lärmemissionen abdeckt. Dazu recherchierst du typische Einsatzbereiche, erfasst relevante Ventilatordaten in einer Datenbank und optimierst die Produktreihe mit Methoden der diskreten Optimierung (z. B. Set Covering). Die Arbeit bietet Einblicke in spannende Optimierungsmethoden, praxisnahe Anwendungen und die Möglichkeit einer anschließenden wissenschaftlichen Anstellung.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Julius Breuer, M.Sc., M.Sc.
Statistische Methoden der Zeitreihenanalyse für resiliente Wasserversorgungssysteme
Statistical Methods of Time Series Analysis for Resilient Water Distribution Systems
13.03.2025
Ein Schaden in der zentralen Regelung eines Wasserversorgungssystems hat katastrophale Auswirkungen auf die Versorgung städtischer Bevölkerung mit Trinkwasser. Um dieses Risiko zu vermeiden, sollen Ansätze der Schadenserkennung mittels Zeitreihenanalyse für die Resilienz der Wasserversorgung untersucht werden. Dafür soll ein statistisches Modell aufgestellt, parametriert und validiert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Kevin Logan, M.Sc.
Entwicklung eines Demonstrators zur automatisierten Erstellung von Asset Administration Shells (AAS)
Development of a demonstrator for the automated creation of Asset Administration Shells (AAS)
12.03.2025
Kurzbeschreibung
(maximal 3 Sätze) Die chemische Industrie begegnet der Herausforderung, global wettbewerbsfähig zu bleiben, durch modular aufgebaute Produktionsanlagen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Asset Administration Shell (AAS), der digitale Zwilling eines Moduls, die standardisiert dessen Eigenschaften, Funktionen und Kommunikationsschnittstellen beschreibt. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Demonstrators, der die einfache Erstellung und Validierung von AAS ermöglicht und dadurch die Integration neuer Module in bestehende Produktionsanlagen erleichtert.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Ingo Dietrich, M.Sc.
Experimentelle Untersuchung von Reaktionskinetiken von Eisenerzen
Experimental investigation of reaction kinetics of iron ores
11.03.2025
Zur Bekämpfung des Klimawandels werden neue Energieträger und Verfahren zu ihrer Nutzung benötigt. Ein in ausreichender Menge verfügbarer Energieträger ist Eisen, das durch Reduktion und Oxidation die Speicherung großer Energiemengen ermöglicht. In den Forschungsprojekten Clean Circles und CORAL wird untersucht, ob Eisen zur großtechnischen Energiespeicherung eingesetzt werden kann. Der Fokus liegt da-bei sowohl auf der exothermen Oxidationsreaktion zur Energieausspeicherung oder Wasserstoffproduktion als auch auf der Energie- bzw. Wasserstoffeinspeicherung bei der Reduktion mittels grünem Wasserstoff.
Für eine genaue Modellierung der Prozesse und eine zuverlässige Reaktorauslegung werden für die erarbeiteten Modelle auch materialspezifische Reaktionskinetiken benötigt welche experimentell bestimmt werden müssen. Hierzu bietet sich die Thermogravimetrische Analyse (TGA) an die es ermöglicht die heterogenen Reaktionen der festen Eisenphase mit unter verschiedenen Atmosphären und Temperaturen zeitaufgelöst zu untersuchen.
Zur Bestimmung von Kinetik Parametern sollen unter Variation von Temperatur, Gaszusammensetzung für mehrere Eisenerze Reaktionsverläufe aufgenommen und analysiert werden. Anschließend ist ein geeignetes Reaktions- und Partikelmodell zu identifizieren und die enthaltenen Parameter gegen die Experimentaldaten gefittet werden. Hierfür stehen verschiedene Eisenerze zur Verfügung.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Falko Marx
Das Fraunhofer LBF und das Fachgebiet SAM erforschen in Kooperation seit Jahren intensiv im Bereich der vibroakustischen Metamaterialien (VAMM). Streustrukturen wie vibroakustische Metamaterialien (VAMM) und akustische schwarze Löcher (ASL) zeigen großes Potential und deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Maßnahmen zur Schallreduktion. Nichtsdestotrotz ist die zielführende Anwendung von Streustrukturen in der industriellen Praxis herausfordernd, da Streustrukturen eine große Zahl neuer und unbekannter gestalterischer Freiheitsgrade in der Produktentwicklung aufwerfen, welche in aktuellen Auslegungs- und Konstruktionsmethoden im Stand der Wissenschaft noch nicht berücksichtigt werden. Ziel der Arbeit ist daher der Entwurf und die Bewertung eines neuen Vorgehensmodells für das akustikgerechte Gestalten mit Streustrukturen in Harmonie mit dem etablierten Vorgehen, z. B. der VDI 2221.
Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
Betreuer/innen: Nikolai Kleinfeller, M.Sc., Jakob Mildenberger, M.Sc.
Untersuchung des Einflusses des Drehvorschubwinkels auf die Bauteilqualität
Investigation of the influence of the rotary feed angle on component quality
11.03.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Nick Philippi, M. Sc.
Extern
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Fabian Hock, M.Eng.
Inbetriebnahme des Prüfstands zur Untersuchung von Partikelverschleiß
Commissioning of a test rig for the analysis of particle wear
06.03.2025
Durch Partikel im Fördermedium tritt in Schraubenspindelpumpen hoher Verschleiß auf. Um die Pumpen auf die Anwendungen auslegen zu können, benötigen die Hersteller Modelle zur Beschreibung des Verschleißverhaltens und Konstruktionsrichtlinien. Die ausgeschrieben Arbeiten dienen der Erweiterung eines Prüffeldes, das die anwendungsnahe Untersuchung der Pumpen im Betrieb mit Partikeln erlaubt.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Pascal Moor, M.Sc.
Automatisierung des Prüfstands zur Untersuchung von Partikelverschleiß
Automation of a test rig for the analysis of particle wear
06.03.2025
Durch Partikel im Fördermedium tritt in Schraubenspindelpumpen hoher Verschleiß auf. Um die Pumpen auf die Anwendungen auslegen zu können, benötigen die Hersteller Modelle zur Beschreibung des Verschleißverhaltens und Konstruktionsrichtlinien. Die ausgeschrieben Arbeiten dienen der Erweiterung eines Prüffeldes, das die anwendungsnahe Untersuchung der Pumpen im Betrieb mit Partikeln erlaubt.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Pascal Moor, M.Sc.
Materialcharakterisierung von Aluminiumfolien für Mikroumformprozesse
Material characterization of Aluminum Foils for Micro forming Processes
05.03.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Nicolás Castrillón, M. Sc., Cédric Brunk , M. Sc.
Methoden zur Robustifizierung von Massivumformprozessen
Methods for the robustification of solid forming processes
05.03.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Sven Varchmin, M. Sc.
Wirtschaftliche Bewertung robuster Produktionsprozesse in der Massivumformung
Economic evaluation of robust production processes in solid forming
05.03.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Sven Varchmin, M. Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Gilbert Ely Engert, M.Sc.
Schädigungsmodellierung und Kalibrierung für die Umformprozesse Stanzpaketieren und Längs-Profilwalzen
Damage modeling and calibration for the forming processes of punch stacking and longitudinal profile rolling
25.02.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Christian Thoma, M. Sc.
Machine Learning in der Umformtechnik: Domain Adaptation für intelligente Richtprozesse im Rollformen
Machine learning in forming technology: domain adaptation for intelligent straightening processes in roll forming
21.02.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Johannes Hofmann, M. Sc., Johannes Kilz, M. Sc.
11.02.2025
Durch extreme Abkühlgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 106 K/s lassen sich im LPBF-Prozess Werkstoffeffekte erzielen, welche kein anderes Verfahren bieten kann. Die Fertigung von herausfordernden Multimaterialsystemen wie Kupfer-Aluminium, Kupfer-Stahl etc. wird damit möglich. Die hervorragenden Eigenschaften des Funktionswerkstoffs Kupfer (thermische, elektrische Leitfähigkeit) lassen sich so mit guten mechanischen Eigenschaften von Konstruktionswerkstoffen verbinden. Insbesondere für Anwendungen in Grenzbereichen wie der Luft- und Raumfahrt ergeben sich zudem Möglichkeiten bei der Kombination konventionell und additiv gefertigter Bauteile.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Moritz Schäfle, M.Sc.
Digitale Zwillinge bieten, als digitale Repräsentanz eines technischen Systems, umfassende Möglichkeiten zur Informationsgewinnung und Steuerung. Der Nutzwert additiver Fertigungsverfahren kann durch angepasste Reports zu spezifischen Fertigungsvorgängen und aktive Steuerungseingriffe, welche durch einen digitalen Zwilling der Fertigungsanlage ermöglicht werden, weiter gesteigert werden. Das pmd verfolgt aus diesem Grund die Implementierung eines digitalen Zwillings für eine der verfügbaren PBF-LB/M-Anlagen des Fachgebiets.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Moritz Schäfle, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD)
Betreuer/in: Lorenz Bayerlein, M.Sc.
Identifikation relevanter Einflussparameter auf das Rollformergebnis beim flexiblen Rollformen
Identification of relevant parameters influencing the roll-forming result in flexible roll-forming
10.02.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Jonas Bart, M. Sc.
05.02.2025
Durch die elektrochemische Beschichtung additiv gefertigter Bauteile lassen sich die Bauteileigenschaften signifikant verbessern. Wenn additiv gefertigte Polymergitterstrukturen vergleichsweise dick mit Metall beschichtet werden, lassen sich Metallanteile erreichen, die weit über 90 % liegen und somit das mechanische Verhalten dominieren. Die Verfahrenskombination stellt somit einen neuartigen Ansatz zur Herstellung von Metallbauteilen dar. Vorangegangene Arbeiten haben gezeigt, dass es aufgrund elektrochemischer Vorgänge und der geometriebedingten ungleichmäßigen Feldstärkenverteilung im Elektrolyten zu einer Gradierung der Gitterstrebendurchmesser kommt.
Ziel dieser Arbeit ist daher die Erarbeitung eines multiphysikalischen Modells, welche die elektrochemischen Vorgänge im Elektrolyten abbildet und die resultierende Schichtdickenverteilung prognostiziert. Das Modell ist schließlich experimentell zu validieren.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Marco Noack, M.Sc.
AI-Assisted Design Optimization: A Recommendation System for Corrugated Board Design Selection
Bachelor‘s / Master‘s Thesis
04.02.2025
On going research at the Institute for Paper Technology of the Technische Universität Darmstadt is focused on AI-assisted design optimization for corrugated boards. The project is focused on the application of AI frameworks to improve the design and optimization process, allowing for more efficient decision-making.
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik (PMV)
Betreuer/in: M.Sc. Ricardo Fitas
Baugruppenunabhängige automatisierte Montagepfadplanung für Robotik
Assembly group-independent automated assembly path planning for robotics
30.01.2025
Eine Methode zur automatisierten Erstellung von Montageanweisungen soll die Effizienz in der Kleinserienmontage steigern. Durch die Nutzung von Synergien zwischen verschiedenen Produkten und die Identifizierung von Verbindungselementen mithilfe von CAD-Modellen werden wiederverwendbare Programmbausteine entwickelt. Die Methode wird an einem realen Roboterarm implementiert und getestet.
Fachgebiet Product Life Cycle Management
Betreuer/in: Justus Rein, M. Sc.
Bauteilunabhängiges 3D bin picking
Component independent 3D bin picking
30.01.2025
Ein universelles Modell für das Greifen und Orientieren von Bauteilen anhand von 3D-Punktewolken soll die Innovation in der Robotik vorantreiben. Im Rahmen der Thesis wird der aktuelle Stand der Technik zur bauteilunabhängigen Objekterkennung untersucht und verschiedene Lösungskonzepte für ein bauteilunabhängiges Bin-Picking entwickelt. Eines der Konzepte wird an einem realen Demonstrator validiert.
Fachgebiet Product Life Cycle Management
Betreuer/in: Justus Rein, M. Sc.
Künstliche Intelligenz im industriellen Qualitätsmanagement – Anwendungsbereiche, Methoden, Trends und Limitationen in der Praxis
Artificial Intelligence in Iindustrial Quality Management – Areas of Application, Methods, Trends and Limitations in Practice
29.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Nik Weisbrod, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD)
Betreuer/in: Fabian Post, M.Sc.
Ziel dieser Arbeit ist die quantitative Charakterisierung der thermodynamischen Eigenschaften des Fluidsystems hinsichtlich Wärmeleitung, -senken und –quellen einer Labordruckmaschine mithilfe eines physikalischen Modells. Hierzu sollen zunächst ein theoretisches Modell für die vorhandene Konstruktion erstellt und anschließend mit realen Versuchsreihen kalibriert und validiert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD)
Betreuer/in: Fabian Post, M.Sc.
Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren. Menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge (AV) müssen interagieren und kooperieren, ohne dass klare Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung existieren. Insbesondere beim Fahrstreifenwechsel kommt es aufgrund der oft missverständlichen Interaktion zwischen den Verkehrsteilnehmenden regelmäßig zu gefährlichen Situationen im Straßenverkehr. Um kooperatives Verhalten gegenüber AV zu fördern, soll nach einem erfolgreich abgeschlossenen Fahrstreifenwechsel ein positives Feedback des AV über eine externe Mensch-Maschine- Schnittstelle erfolgen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren. Menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge (AV) müssen interagieren und kooperieren, ohne dass klare Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung existieren. Gerade der Fahrstreifenwechsel sorgt aufgrund der oft missverständlichen Interaktion zwischen den Verkehrsteilnehmenden regelmäßig für gefährliche Situationen im Straßenverkehr. Um die Interaktion und Akzeptanz von automatisierten Fahrzeugen und deren Fahrverhalten zu fördern, soll zu Beginn eines Fahrstreifenwechsels der Grund des Manövers über eine externe Mensch-Maschine-Schnittstelle dem Kooperationspartner angezeigt werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es in städtischen Gebieten zu einem sogenannten Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit verschiedenen Automatisierungsgraden koexistieren. In diesem Umfeld müssen menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge (AV) interagieren und kooperieren, ohne dass klare Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung existieren. Ein Einflussfaktor auf die Kooperationsbereitschaft ist prosoziales Verhalten, was als eine absichtliche und freiwillige Handlung definiert wird, die einem Empfänger potenziell oder tatsächlich nützt. Während prosoziales Verhalten in der Sozialpsychologie bereits breit beforscht wird, ist prosoziales Fahrverhalten ggü. AV weniger erforscht. Prosoziales Verhalten wird stark von individuellen Merkmalen des Fahrend wie Alter, Geschlecht und Persönlichkeit beeinflusst. Um den Einfluss einzelner individueller Merkmale auf prosoziales Fahrverhalten zu verstehen, muss untersucht werden, welche Merkmale prosoziales Verhalten beeinflussen und inwieweit diese auf prosoziales Fahrverhalten übertragbar sind.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
Der zunehmende Einsatz automatisierter Fahrzeuge verändert die Interaktion zwischen den teilnehmenden Akteuren grundlegend und bringt sowohl Chancen als auch Herausforderungen mit sich. Im DFG geförderte Projekt MiRoVA (Migration der Straßenfahrzeugautomatisierung) untersucht das Institut für Arbeitswissenschaft die Auswirkungen des Übergangs zu einem zunehmend automatisierten Straßenverkehr. Ein zentraler Aspekt ist dabei die Interaktion zwischen automatisierten Fahrzeugen und Personen, die nicht-automatisierte Fahrzeuge führen. Besonders in kritischen Szenarien, wie beispielsweise beim Fahrstreifenwechsel an Autobahnauffahrten, sind die dynamischen Interaktionsmuster zwischen nicht-automatisierten Verkehrsteilnehmenden und automatisierten Fahrzeugen von entscheidender Bedeutung für eine sichere Interaktion im Straßenverkehr.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Justin Osmanov
Hintergrund:
Hohe physische Belastungen aufgrund der Arbeitstätigkeit, bspw. der Arbeit in Zwangskörperhaltungen, werden mit dem auftreten von Erkrankungen des Muskelskelettsystems assoziiert. Insbesondere in der Automobilindustrie, führen u.a. hieraus resultierende Leistungswandlungen von Mitarbeitenden zu wachsenden Herausforderungen.
Faktoren wie die steigende Diversität der Belegschaft, das steigende Durchschnittsalter und der steigende Anteil an leistungsgewandelten Mitarbeitenden rücken die Individualisierung von Montagearbeitsplätzen zum Erhalt von Produktivität, Gesundheit und Zufriedenheit in den Fokus von Forschung und Praxis.
Aufgabenstellung:
Ziel dieser Arbeit ist es, den Stand der Forschung zu individualisierbaren und adaptiven Montagesystemen zu erfassen, Wirkmechanismen zu identifizieren und zu diskutieren.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Maximilian Pätzold
Techno-Economic Analysis and Optimization of Hybrid Absorption Processes for CO2 Capture from Lime and Cement Plants
Technisch-wirtschaftliche Bewertung und Optimierung hybrider Absorptionsverfahren zur CO2-Abscheidung aus Kalk- und Zementwerken
24.01.2025
At the Institute for Energy Systems and Technology (EST), a promising CO2 capture process, the Indirectly Heated Carbonate Looping (IHCaL), is being developed for integration into lime and cement plants, to reduce the associated CO2 emissions. Combining IHCaL with other capture methods, such as absorption with monoethanolamine (MEA), could further reduce the specific energy consumption (SPECCA) and the cost of the entire system. Some hybrid solutions have been proposed, but a process optimization considering techno-economics is still required to assess the potential.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Martin Nicolas Greco Coppi
Im DFG/Transregio Projekt „Oxyflame“ werden Methoden und Modelle zur Beschreibung von Biomasse-Feststofffeuerungen in einer Oxyfuel-Atmosphäre untersucht. Eine Oxyfuel-Feuerung bietet hierbei den Vorteil, dass die Abgaszusammensetzung nahezu vollständig aus CO2 und Wasserdampf besteht. Somit lässt sich das klimaschädliche Gas CO2 effizient vom Abgas abtrennen und speichern. Hierfür wurde ein neuer Brenner für die Brennkammer des EST entwickelt.
Um die Unterschiede zwischen einer Oxyfuel und einer klassischen Luftverbrennung von Biomasse detaillierter beschreiben zu können wurden mittels eines Kamerasystems Flammenbilder von unterschiedlichen Luft und Oxyfuel Betriebspunkten aufgenommen. Diese sollen in einem zweiten Schritt mit MATLAB analysiert werde.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Dominik König
Entwicklung und Testen einer Datenbank für Nukleationsexperimente
Development and Testing of a Database for Nucleation Experiments
23.01.2025
This thesis aims to develop a PostgreSQL-based database system for managing large-scale research data, such as time series datasets from multiphase flow experiments. The existing schema requires refinement and testing with real data to ensure usability and performance. Additionally, past experimental data will be imported, and the final schema should document all aspects of the experiments comprehensively.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Benedict Depp, M.Sc.
Untersuchung von Skaleneffekten bei der heterogenen Nukleation in Scherströmungen
Investigation of Scaling Effects in hetero-\geneous Nucleation in Shear Flows
23.01.2025
Hydrodynamic cavitation depends on free gas bubbles, which form on solid surfaces through evaporation or mass transfer and lower the pressure threshold for cavitation once detached. We study nucleation at scaled-up nucleation sites to investigate how incomplete physical similarity affects experimental outcomes. Using pre-prepared substrates, high-speed imaging will quantify scaling effects on the nucleation process.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Benedict Depp, M.Sc.
This project focuses on designing an optical test rig equipped with a user-friendly spectrometer to measure surface-enhanced Raman scattering (SERS) on plasma catalyst surfaces.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
This project aims to develop a prototype spectrometer for near-surface gas-phase Raman/Rayleigh measurements in a plasma-catalytic reactor.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
In der modernen Produktentwicklung gewinnt die automatisierte Analyse und Bewertung von Anforderungen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere aus der Perspektive der Textanalyse ergeben sich Potenziale, um Anforderungen präziser zu klassifizieren und besser zu verstehen. Die Kombination von Textverarbeitung, maschinellem Lernen und Modellen ermöglicht es, neue Ansätze zur Verbesserung der Anforderungsanalyse zu entwickeln. Diese Arbeit soll Studierenden die Möglichkeit geben, an der Schnittstelle zwischen KI-Technologien und Datenanalyse innovative Lösungen mitzuentwickeln.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Carlos Raymundo Luyo, M.Sc.
Entwicklung und Analyse von FE-Simulationen für das Profilwalzen
Development and analysis of FE-simulations for profile rolling
22.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Florian Geister, M. Sc.
Analyse und Validierung von Schädigungsmodellen für das Rollformen hochfester Stähle
Analysis and validation of damage models for roll forming of high-strength steels
21.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Raja Mazumder, M. Sc.
Energetisch effiziente Oberflächentopografien durch Mikrostrukturierung
Energy efficent surfaces via micro-texturing
21.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Philipp Schumann, M. Sc.
Experimentelle Untersuchungen zum Thermomechanischen Verhalten von CFK-Komponenten
Experimental Investigations on the Thermomechanical Performance of CFRP-Components
21.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Leonie Kilian, M.Sc.
Experimentelle Untersuchungen zum Thermomechanischen Verhalten von Motorspindelkomponenten
Experimental Investigation on the Thermomechanical Performance of Motor Spindle Components
21.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/innen: Leonie Kilian, M.Sc., Patrick Fehn, M.Sc.
Lebenszyklusanalyse von CFK- und Stahlkomponenten in Motorspindeln
Life Cycle Assessment of CFRP and Steel Components in Motor Spindels
21.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Leonie Kilian, M.Sc.
Entwicklung eines strukturintegrierten optischen Sensorsystems zur Beschleunigung von Rüstprozessen
Development of a structure-integrated optical sensor system to accelerate setup processes
17.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Robin Krämer, M. Sc., Felix Georgi, M. Sc.
Übertragbarkeit von Wissen für intelligente Richtprozesse im Rollformen
Transferability of knowledge for intelligent straightening processes in roll forming
17.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Johannes Hofmann, M. Sc., Johannes Kilz, M. Sc.
Experimentelle Entwicklung eines Modellversuchs für die Warmblechumformung
Experimental development of a test rig for hot sheet metal forming
15.01.2025
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Johannes Bruder, M. Sc., Tim Schmitt, M. Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Johanna Gluns, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Johanna Gluns, M.Sc.
The evaporation of liquid droplets, a phenomenon ubiquitous in daily life, has garnered significant attention in scientific research. Of particular interest is the evaporation of droplets laden with nonvolatile solutes, which results in intricate deposition patterns on the substrate. Understanding the mechanisms underlying the formation of these patterns is crucial for various technical applications, spanning from coating and inkjet printing to disease detection. This work delves into the development of a comprehensive model of the specific ring-like deposition patterns observed during the drying of droplets.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Technische Thermodynamik (TTD)
Betreuer/in: Amirhossein Khazayialiabad, M.Sc.
Entwickelung einer Methodik zur Auswertung von FTIR-Messdaten aus der Pyrolyse von Reststoffen
Development of a methodology to analyse FTIR measurement data from the pyrolysis of residual materials
25.10.2024
Am EST wird die Vergasung von nicht-recyclebaren Reststoffen und Biomassen zu Synthesegas in einer 1MWth-Pilotanlage untersucht. Das Synthesegas dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von synthetischen Energieträgern und chemischen Grundstoffen. Pilotversuche im 1 MWth-Maßstab haben Optimierungspotenzial hinsichtlich des in Teeren – einem komplexen Gemisch aus (poly-)aromatischen Verbindungen und langkettigen Kohlenwasserstoffen – gebundenen Kohlenstoffs und Wasserstoffs gezeigt. Dieser ist nicht für die Synthese verfügbar und erfordert eine kostenintensive Gasreinigung. Daher wurde eine Parameterstudie zur Teerbildung und zum Teerabbau in Abhängigkeit der Temperatur und des Bettmaterials im Labormaßstab durchgeführt.
Im Pilot- und Labormaßstab wurden FTIR-Messungen (Fourier Transformations-Infrarot-Spektroskopie) zur Bestimmung der Gaszusammensetzung durchgeführt. Die FTIR-Spektroskopie basiert darauf, dass verschiedene Gasspezies Infrarotstrahlung bei verschiedenen Wellenlängen absorbieren und daher ein charakteristisches Spektrum aufweisen.
Das Ergebnis der durchgeführten FTIR-Messungen ist ein Spektrum, das eine Kombination der Spektren der einzelnen Gasspezies darstellt. Um daraus die Gaszusammensetzung zu bestimmen, muss mit Hilfe einer FTIR-eigenen Software eine Methodik entwickelt werden, die die charak-teristischen Absorptionsbereiche der Spezies definiert und daraus eine Linearkombination berechnet. Die ermittelten Gaszusammensetzungen sollen anschließend im Kontext der durchgeführten Versuche diskutiert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: Fabiola Panitz , M.Sc., M.Sc. Christoph Graf
Experimentelle Untersuchung von Partikeleigenschaften bei zyklischer Reduktion und Oxidation von Eisenpulvern in Wirbelschichtreaktoren.
Experimental investigation of particle properties during cyclic reduction and oxidation of iron powders in fluidized bed reactors.
25.10.2024
Zur Bekämpfung des Klimawandels werden neue Energieträger und Verfahren zu ihrer Nutzung benötigt. Ein in ausreichender Menge verfügbarer Energieträger ist Eisen, das durch Reduktion und Oxidation die Speicherung großer Energiemengen ermöglicht. Im Forschungsprojekt CORAL wird untersucht, ob Eisen in Wirbelschichtreaktoren zur großtechnischen Energiespeicherung eingesetzt werden kann. Der Fokus liegt dabei sowohl auf der stark exothermen Oxidationsreaktion zur Energieausspeicherung als auch auf der Reduktion mittels grünem Wasserstoff in Wirbelschichten zur Energieeinspeicherung.
Für eine großtechnische Anwendung ist die Kenntnis der Veränderung der Partikeleigenschaften über viele Zyklen notwendig, um eine effiziente und wirtschaftliche Auslegung zu ermöglichen. Die Auswirkungen des Prozesses auf die Partikel über viele Zyklen sind derzeit unbekannt und müssen experimentell ermittelt werden. Dies soll im Rahmen von Vorversuchen am Institut für Energiesysteme und Energietechnik erfolgen, um eine optimale Materialauswahl treffen zu können.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Falko Marx
Erweiterung eines Emissionsmodelles zur systemischen Analyse und Bewertung der Well-to-Wheel CO2-Bilanz
Extension of an emissions model for systemic analysis and evaluation of the well-to-wheel CO2 balance
23.10.2024
Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe forscht im Rahmen zukünftiger Antriebstechnologien an mehtodischen Ansätzen zur systematischen Analyse und Bewertung unterschiedlicher Energie- und Antriebssystemkombinationen im Hinblick auf die CO2-Bilanz. Hierbei werden neben den fahrzeugseitigem CO2,eq-Emissionen „Tank to Wheel“ (TtW) auch das Energiesystem „Well to Tank“ (WtT) berücksichtigt.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)
Betreuer/innen: Philipp Lavall, M.Sc., Luis Vincent Fiore, M. Sc.
Extern
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Tobias Lademann, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Jonathan Magin, M.Sc. M.Sc.
As emission regulations tighten and policies evolve to address global climate change, reducing pollutant and greenhouse gas emissions has become a top priority in combustion research. The advanced combustion concept of matrix-stabilized combustion is essential for achieving low emissions and improved flame stabilization in fuel-lean conditions. Combustion within an inert porous matrix differs significantly from conventional burners that use a free flame. Porous media burners (PMBs) rely on the principle that the solid porous matrix internally recirculates heat from combustion products back to the reactants. This internal heat recirculation in PMBs lowers the lean flammability limit of fuel-air mixtures, enabling lower emissions, reduced thermal stresses due to lower flame temperatures, and complete fuel conversion through lean combustion. However, stabilizing these flames within the porous matrix poses challenges due to the complex thermophysical, transport, and heat-transfer processes involved.
The objective of this project is to install a well-designed PMB in the RSM laboratories and perform the first experimental investigation using different pore structures and fuel mixtures.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Werkstoffkunde (MPA-IfW), Institut für Werkstoffkunde (IfW)
Betreuer/innen: Josef Schönherr, M.Sc., Dipl.-Ing. Marius Hofmann
From organic waste to green maritime and aviation fuels.
The aviation and shipping transportation sectors are difficult to electrify. Biofuels with negative CO2 emissions can make a significant contribution to the sustainability of these sectors. This is being investigated at EST in the research project by converting biomass residues into synthesis gas in a fluidized bed and then into biofuels. The fluidized bed is to be operated on a 1 MW pilot scale with pure oxygen and steam and investigated in advance using process simulations. Analysis of the feedstock will help to understand the underlying reactions and kinetics taking place during the gasification process. CARBIOW
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: M.Sc. Mohammad Shahrivar, M.Sc. Marc Siodlaczek
Motivation & Background
To achieve current climate goals, rapid technological changes are necessary. Data driven model development from large-scale simulations will be a crucial pillar for future engineers, enabling a swift transition of the energy system through innovative technical solutions.
The Institute for Simulation of Reactive Thermo-Fluid Systems (STFS) is at the forefront of pioneering advancements in large-scale simulations and AI-driven model development. Our mission is to lead groundbreaking research and development efforts, leveraging cutting- edge AI and HPC resources to solve complex problems and drive technological innovation. Your contributions to this exciting venture are most welcome!
Are you a visionary engineer with a passion for large-scale data sets and cutting-edge artificial intelligence (AI) technologies? Do you thrive on transforming complex data into
next-generation models that drive innovation? Do you have a strong programming background (preferably in python/C++), and proficiency in Unix-based systems? If so, we encourage you to contact us for more information!
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Vinzenz Schuh, M.Sc. M.Sc., Dr.-Ing. Hendrik Nicolai
Untersuchung der Abgaszusammensetzung eines Chemical Looping Prozesses mittels FTIR-Analysator
Ausschreibung Bachelor/ Masterthesis
27.05.2024
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: Fabiola Panitz , M.Sc., M.Sc. Philipp Mohn
Die künstliche Züchtung von biologischen Geweben und Organen ist ein seit vielen Jahren verfolgtes Forschungsziel im Bereich der Regenerativen Medizin. Hierbei werden lebende Zellen aus Gewebespenden entnommen, vermehrt und mit sogenannten Gerüstmaterialien und biologischen Faktoren kombiniert. Diese sogenannte Biotinte kann anschließend 3D verdruckt werden, um eine vorgegebene Struktur zu bilden.
Im Rahmen des Projektes soll eine mit Kollagenfasern additivierte Biotinte verdruckt werden. Dies schließt die Integration von lebenden Zellen mit ein, z.B. Muskelzellen oder Nervenzellen. Das gedruckte Modell muss umfassend charakterisiert werden, bspw. Vitalität, Proliferation, Morphologie, Bildung von Muskelfaserbündeln bzw. Neuritenausbildung.
Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD)
Betreuer/in: Annabelle Neuhäusler, M.Sc.
Experimentelle Charakterisierung der Material- und Struktureigenschaften beim Graustufen-MSLA-3D-Druck
Master/Bachelor-Thesis (Maschinenbau / Mechanik / Computational Engineering)
09.03.2021
In dieser Arbeit soll untersucht werden, in welchem Rahmen sich unterschiedliche Materialeigenschaften, insbesondere Elastizitätsmoduli, durch Graustufen-MSLA erzeugen lassen, wie zuverlässig diese reproduziert werden können, und welchen Einfluss die Grauwerte und deren Variation auf die Qualität des 3D-Drucks, z.B. minimale Strukturgrößen, haben. Anhand dieser Erkenntnisse soll der Graustufen-MSLA-Druck dann angewandt werden, um funktional gradierte 3D-Gitterstrukturen mit spezifischen mechanischen Eigenschaften zu entwerfen.
Fachbereich Maschinenbau
Inbetriebnahme und Kennlinienmessung eines Axialventilatorprüfstandes
Commissioning and measurement of fan characteristics of an axial fan
07.12.2017
Die Forschungsarbeiten zum Thema „Wirkungsgradaufwertung“ am Institut für Fluidsystemtechnik haben das Ziel eine neue universell einsetzbare Aufwertungsformel für axiale und radiale Ventilatoren zu entwickeln. Um die Einflussparameter Reynolds‐ und Machzahl separat zu untersuchen sind Prüfstandsmessungen in einer Druckkammer geplant, für die ein neuer Axialventilatorprüfstand aufgebaut werden soll.
Betreuer/in: Sebastian Saul, M.Sc.
Numerische und experimentelle Untersuchungen eines bistabilen Energy-Harvesters
Numerical and experimental Investigations on a bistable Energy Harvester
27.10.2014
Das Ziel von schwingungsbasiertem Energy Harvesting (EH) besteht darin, Energie aus der Umgebung zu „ernten“ und diese in elektrische Energie umzuwandeln. Die meisten, in der Literatur vorgeschlagenen Energy Harvester können durch lineare Schwinger beschrieben werden. Diese weisen eine gute Effizienz auf, allerdings nur bei einer Anregung im Bereich der Resonanzfrequenz. Aus diesem Grund ist man in der heutigen Forschung bestrebt, nichtlineare Energy Harvester zu entwickeln, die eine möglichst hohe Bandbreite aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Dynamik ein nichtlinearen bistabilen Energy Harvesters experimentell und numerisch untersucht werden.
Fachgebiet Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau (FNB)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Matthias Heymanns
Studentische Arbeiten am Fachgebiet pmd
Theses at the Institute for Product Development and Machine Elements (pmd)
29.04.2012
Neben den konkret ausgeschriebenen Arbeiten bieten wir stets eine Vielzahl weiterer Themen für studentische Arbeiten an. Mögliche Themen versuchen wir dabei im persönlichen Gespräch auf die Interessen der Bearbeiter abzustimmen.
Sprechen Sie uns bei Interesse direkt an.
Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)