Masterarbeit - Entwicklung eines akustischen Sensorsystems beim Laser Powder Bed Fusion

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT in Hamburg zählt zu den führenden Institutionen für die Industrialisierung der Additiven Produktion. Wir fokussieren vor allem gesellschaftlich relevante Branchen wie Life Sciences, Energie, Mobilität und Sicherheit. Unsere Forschung reicht von Bauteildesigns über die Prozesse bis hin zur Fabrikplanung und Digitalisierung: Wir betrachten die gesamte Fertigungsroute. Zahlreiche Ausgründungen und Patentanmeldungen unterstreichen den Wert unserer Innovationen.

Eine Erhöhung der Ausfallsicherheit und eine Minimierung von Maschinenstillstandzeiten zur Reduktion der Fertigungskosten stehen aktuell im Fokus der Entwicklung moderner Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) -Anlagen. Durch die Implementierung von geeigneter Sensorik (Beschleunigungssensoren, Druck- und Temperatursensoren, etc.) können bereits aktuell relevante Informationen zur Bewertung des Maschinenzustands einer Anlage extrahiert werden. Die Nutzung dieser Sensortypen kann jedoch aus Kostengründen, wegen Platzmangel oder aus Gründen der Zuverlässigkeit eingeschränkt sein. Eine mögliche Alternative hierzu stellt der Einsatz akustischer Überwachungsmethoden dar, da akustische Sensoren (z.B. Mikrofone) schnell und kostengünstig in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden können.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines prototypischen Sensorsystems zur Zustandsüberwachung ausgewählter mechanischer Maschinenkomponenten. Auf Basis von aufgenommenen akustischen Emissionen soll eine Analysemethodik entwickelt werden, um typische Frequenzbänder innerhalb des Signals zu analysieren und charakteristische Maschinenzustände zu identifizieren.

Ihre Aufgaben

• Recherche des Stands von Wissenschaft und Technik zur Messung von akustischen Anlagenemissionen beim L-PBF-Prozess

• Auswahl geeigneter Anlagenkomponenten sowie Sensorik für die akustische Zustandsüberwachung

• Versuchsplanung und Durchführung zur Aufnahme von akustischen Emissionen bestimmter Anlagenkomponenten und deren Charakteristika

• Entwicklung einer Analysemethodik und eines Auswerteprogramms zur Bewertung des Maschinenzustands der betrachteten Komponente auf Basis des akustischen Signals (z.B. Python, Matlab, …)

Ihr Profil

• Laufendes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master) der Fachrichtungen Ingenieurwissenschaften, Mechatronik, Maschinenbau oder einer verwandten Studienrichtung

• Tiefgreifende Kenntnisse in der Python-Entwicklung (Pandas, Numpy, Scikit Learn, etc.)

• Interesse an technischen Problemstellungen

• Verantwortungsvolle, strukturierte und selbstständige Arbeitsweise

• Grundlegende Kenntnisse im Umgang mit MS-Office (Word, PowerPoint, Excel, etc.)

• Sehr gute Deutsch- und/oder Englisch-Kenntnisse in Wort und Schrift (C-Niveau)

Wir bieten Ihnen

• Mitarbeit in einem innovativen und dynamischen Team mit vielfältigen Forschungsthemen

• Relevante Praxierfahrung an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie

• Gestaltungsraum zur Umsetzung innovativer Ideen

• Hochmoderne und umfangreiche Anlagenausstattung

• Flexible Arbeitszeitgestaltung mit praktischer Tätigkeit vor Ort in Hamburg Bergedorf und der Möglichkeit zur Remote-Tätigkeit

• Persönliche Betreuung und Unterstützung bei der Bearbeitung der Aufgaben

  Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen - unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

  Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden.

  Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Kontakt

Rafael Meinhardt

Telefon: +49 40 484 010 -746

Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

www.iapt.fraunhofer.de