Bachelorarbeit - Prüfstand zur Messung des Wärmeverlustes von additiv gefertigten Dünnwandstrukturen

Als eine der führenden Institutionen für die Industrialisierung der Additiven Produktion betrachten wir in der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPTin Hamburg Bergedorf die Wertschöpfungskette der Zukunft ganzheitlich. Wir fokussieren vor allem gesellschaftlich relevante Branchen in den Zukunftsfeldern Mobilität, Life Sciences, Energie und Sicherheit. Unsere Forschung reicht von Bauteildesigns über Produktionsprozesse bis hin zur Fabrikplanung und Digitalisierung: Wir betrachten die gesamte Fertigungsroute! So begleiten wir die Industrie auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft und leisten täglich einen wichtigen Beitrag für die Gesellschaft.

In unserer Gruppe »L-PBF« in der Abteilung »Prozessqualifizierung« bieten wir ab sofort ein spannendes Thema für eine Projekt- oder Bachelorarbeit im Bereich Additive Manufacturing (AM) mit Fokus auf der experimentellen Auslegung und Validierung eines Prüfstandes an. Die zunehmende Verbreitung leistungsstarker elektronischer Geräte in der Leistungselektronik von LED-Technologie oder der Elektromobilität führt zu steigenden Anforderungen an Kompaktheit und Kühlleistung von Kühlkörpern. Die Designfreiheit der additiven Produktion bietet hier ein hohes Potential für anwendungsspezifische Kühllösungen, da das Design der Kühlkörper einen wesentlichen Einfluss auf die konvektive Wärmeübertragung hat.

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts soll ein Prüfstand zur Messung des Wärmeverlustes von additiv gefertigten Dünnwandstrukturen (PBF-LB/M) konzipiert, aufgebaut und erprobt werden. Ziel ist es, verschiedene Messaufbauten und -zyklen zu vergleichen und deren Eignung für die Charakterisierung der Wärmeübertragung unterschiedlicher Strukturen zu bewerten. Diese Projekt- oder Bachelorarbeit bietet die Möglichkeit, an einem aktuellen Forschungsthema mit unmittelbarer praktischer Relevanz mitzuarbeiten. Sie ist eingebunden in den Forschungskontext der Abteilung und ermöglicht einen direkten Einblick in die industrienahe Forschungsarbeit.

Hier sorgst du für Veränderung

• Einarbeitung in Thema & Technologien: Du arbeitest dich eigenständig in die Grundlagen des pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens (PBF-LB/M) sowie die physikalischen Prinzipien der Wärmeübertragung ein. Du führst eine systematische Literaturrecherche zu Messverfahren und Messaufbauten für freie und erzwungene Konvektion durch und dokumentierst den Stand von Wissenschaft und Technik.
• Entwicklung und Validierung des Messaufbaus: Du wählst geeignete Messprinzipien aus, planst und entwickelst den Prüfstand und legst die notwendigen Komponenten hinsichtlich Messbereich und Genauigkeit technisch aus. Die Beschaffung und Montage der Komponenten sowie die Fertigung erforderlicher Strukturbauteile erfolgen in enger Zusammenarbeit mit unserem Institut.
• Versuchsplanung und Durchführung: Du planst systematisch die Versuchsreihen zur Untersuchung verschiedener Messzyklen und setzt diese am eigenen Prüfstand um.
• Untersuchung der Strömungsverhältnisse: Mittels Hochgeschwindigkeitskamera analysierst du die Luftströmung und bewertest deren Einfluss auf die Wärmeübertragung.
• Datenauswertung und Methodenvergleich: Du wertest die Ergebnisse statistisch aus, vergleichst unterschiedliche Versuchsaufbauten und bewertest deren Aussagekraft für die Charakterisierung von Dünnwandstrukturen.

Hiermit bringst du dich ein

• Laufendes wissenschaftliches Hochschulstudium (Bachelor) der Fachrichtungen Maschinenbau, Materialwissenschaften, Werkstoffingenieurwesen oder einer vergleichbaren Studienrichtung.
• Ausgeprägtes Interesse an technischen Problemstellungen und der Additiven Produktion.
• Erste Erfahrungen in der Programmierung mit Python von Vorteil.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise im Labor sowie sorgfältige Dokumentation von Versuchen, Methoden und Ergebnissen.
• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift (mindestens Sprachniveau C1), da Absprachen überwiegend auf Deutsch stattfinden und wissenschaftliche Literatur überwiegend in englischer Sprache vorliegt.

Was wir für dich bereithalten

• Flexible Gestaltung der Bearbeitungszeit mit Tätigkeiten vor Ort in Hamburg Bergedorf sowie die Möglichkeit, Teile der Arbeit remote zu erledigen – um Studium, Abschlussarbeit und Nebenjob optimal zu verbinden.
• Relevante Praxiserfahrung an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie – ideal, um dich auf dein Berufsleben vorzubereiten.
• Die Chance, in einem engagierten und unterstützenden Team zu arbeiten, das dich während der Bearbeitung der Aufgaben betreut und aktiv unterstützt.
• Ein tolerantes Miteinander mit offener Fehlerkultur und der Sicherheit, jederzeit geholfen zu bekommen.
• Eine Vergütung durch die Fraunhofer-Gesellschaft wird nicht gezahlt.

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. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.