Abschlussarbeit - Entwicklung eines Lichtschnittsystems zur In-situ-Profilmessung im FDM

Abschlussarbeit - Entwicklung eines Lichtschnittsystems zur In-situ-Profilmessung im FDM

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 74 Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 30 000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Sie wissen:
Wer zu Fraunhofer kommt, will und kann etwas verändern. Für sich, für uns und die Märkte von heute und morgen. Als eine der führenden Institutionen für die Industrialisierung der Additiven Produktion betrachten wir in der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT in 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 – bald auch mit dir? In unserer Gruppe »Digitale Zwillinge« in der Virtualisierungsabteilung bieten wir ab Juni drei spannende Themen für eine Abschluss- oder Projektarbeit im Bereich Additive Manufacturing (AM) mit Fokus auf Sensorsystemen in seriellen Fused Deposition Modeling (FDM) an.

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts zur Digitalisierung und Prozessüberwachung in additiven Fertigungssystemen werden kosteneffiziente Sensorsysteme zur Erfassung von Geometrie- und Prozessdaten entwickelt. Ziel ist es, bestehende hochpreisige Referenzsysteme durch skalierbare Lösungen zu ergänzen. Diese sollen eine Integration in industrielle 3D-Druckanlagen ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Messgenauigkeit für die Prozessüberwachung gewährleisten. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Entwicklung geeigneter Messmethoden sowie datengetriebener Ansätze zur Verbesserung der Messgenauigkeit.

Das Ziel der ausgeschriebenen Arbeiten ist die Entwicklung, Implementierung und Validierung von kostengünstigen Sensorsystemen zur Prozessdatenerfassung in seriellen FDM-Prozessen. Diese Bachelor- oder Projektarbeit beinhaltet die Entwicklung eines optischen 3D-Messsystems zur In-situ-Profilmessung im FDM-Verfahren. Die anderen beiden Themen findest du unter den Stellenanforderungskennungen 84325 und 84327.

Hier sorgst Du für Veränderung Einarbeitung in Thema & Technologien:
Du arbeitest dich eigenständig in die Grundlagen der additiven Produktion sowie der optischen Messtechnik und Prozesskontrolle im FDM-Umfeld ein. Du führst eine systematische Literaturrecherche zu optischer Sensorik in FDM-Prozessen durch und dokumentierst den Stand der Technik. Anforderungsanalyse:
Du analysierst die relevanten Prozessgrößen des FDM-Drucks und leitest daraus konkrete Messanforderungen ab – hinsichtlich Genauigkeit, Geschwindigkeit und Robustheit. Konzeptionelle Entwicklung:
Du entwickelst ein punktbasiertes Sensorsystem zur linienweisen Geometrieerfassung mittels kinematischer Abtastung und erarbeitest eine fundierte Kalibrationsmethodik sowie einen durchgängigen Workflow für das Gesamtsystem – einschließlich der Kopplung zwischen Sensor und Kinematik. Prototypische Umsetzung:
Du implementierst Algorithmen zur Datenauswertung und Merkmalsextraktion und integrierst das Sensorsystem vollständig in den Prozessworkflow – von der Ansteuerung über die Synchronisation bis hin zur Scanstrategie. Bewertung:
Du konzipierst und führst Versuchsreihen durch und wertest die Ergebnisse systematisch aus, um die Messgenauigkeit des entwickelten Systems systematisch zu validieren und einem industriellen Referenzsystem gegenüberzustellen.

• Laufendes wissenschaftliches Hochschulstudium (vorzugsweise Bachelor) der Fachrichtungen Maschinenbau, Mechatronik, Elektrotechnik, Informatik oder einer vergleichbaren Studienrichtung
• Interesse an und idealerweise erste Berührungspunkte mit Sensorik und additiver Produktion
• Idealerweise erste Erfahrungen in Bildverarbeitung und Grundkenntnisse in…