In diesem Bereich werden derzeit keine Projekte angeboten.

Ansteuerung einer in-situ Miniaturbelastungsvorrichtung über LabVIEW
Für eine existierende Miniaturbelastungsvorrichtung, die für in-situ Röntgenbeugungsanalysen von metallischen Proben unter mechanischer Beanspruchung gedacht ist, soll eine Ansteuerungsroutine auf Basis von LabVIEW entwickelt werden. Dabei sollen automatisiert komplexe Belastungszyklen unter Last- bzw. Dehnungskontrolle erlaubt werden. Die Kontrolle der Beanspruchungsversuche und auch die Datenerfassung sollen über eine ansprechende und intuitiv zu bedienende Oberfläche (GUI) erfolgen. Am Ende soll die gesamte Vorrichtung in Betrieb genommen werden und erste in-situ Beugungsanalysen unter Last an Laborröntgengeräten durchgeführt werden. Das Projekt bietet auch die Möglichkeit, konstruktive Verbesserungen des bestehenden Versuchsaufbaus vorzuschlagen und umzusetzen.

Lasergestützte Oberflächenstrukturierung zur richtungssabhängigen Reibwerteinstellung
Die lasergestützte Oberflächenstrukturierung ist heute bereits ein etabliertes Werkzeug, um vor allem in geschmierten Gleitkontakten die Reibungsverluste zu reduzieren und die Tragfähigkeit zu erhöhen. Im Rahmen des Projektes beschäftigen Sie sich im Team mit der Fragestellung, wie sich mit Hilfe einer lasergestützten Oberflächenstrukturierung ein richtungsabhängiges Reibungsverhalten erreichen lässt. Basierend auf einer Recherche zum Stand der Technik, entwickeln Sie für ein von ihnen ausgewähltes Anwendungsszenario mit Hilfe eines Faserlasers geeignete Oberflächenstrukturierungen und evaluieren diese in Laborprüfständen

Herstellung und Charakterisierung einer ausscheidungsverfestigenden Aluminiumlegierung
Die Ausscheidungsverfestigung ist ein zentraler Mechanismus, um die Festigkeit von Aluminiumlegierungen zu steigern. Durch gezielte Wärmebehandlungen können kohärente oder inkohärente Ausscheidungen unterschiedlicher Größe erzeugt werden. Diese behindern die Versetzungsbewegung effektiv und verbessern somit die Festigkeit. Das Ziel besteht darin, die Mikrostruktur bewusst zu optimieren, um Legierungen mit hoher Festigkeit und guter Verformbarkeit für industrielle Anwendungen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, zu entwickeln. In diesem Projekt sollen sich die Studierenden daher intensiv mit der Herstellung und Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften verschiedener Wärmebehandlungszustände einer Aluminiumlegierung beschäftigen.

3D-gedruckte Meta-Sandwichtragstrukturen als Leichtbau Drohnenkonstruktion
Sandwichstrukturen finden in zahlreichen Hochleistungsleichtbauanwendungen einsetzt. Sie bestehen aus zwei dünnen Deckschichten an der Ober- und Unterseite, die durch einen leichten zellularen Kern getrennt sind – in der Regel ein Schaummaterial mit zufälliger räumlicher Strukturierung. Fortschritte in der additiven Fertigung ermöglichen heute zellulare Strukturen, die aus rational konstruierten 3D-Bausteinen aufgebaut sind – sogenannten Metamaterialien, mit überlegener Gewichtseffizienz. Sie entwickeln eine gedruckte auf Metamaterialien basierende Sandwicharchitektur für einen Prototyp eines leichten Drohnenrahmens. Ihr Team entwirft Architekturlayouts unter Verwendung analytischer und numerischer mechanischer Modelle, stellt Sandwichplatten-Teststrukturen mittels 3D Druck her und charakterisiert diese experimentell unter Druck und Biegung.

Oxidationsbeständigkeit von Cr-Mo-Si Legierungen
Der Klimawandel und die dadurch erforderliche Energiewende stellen Wissenschaft und Wirtschaft vor die große Herausforderung, bestehende Systeme, die auf der Verbrennung fossiler Rohstoffe basieren und auch in absehbarer Zukunft nicht durch vollelektrische Systeme ersetzt werden können, effizienter zu gestalten. Neuartige hochschmelzende Refraktärmetalllegierungen bieten ein vielversprechendes Eigenschaftsprofil, um beispielsweise die Verbrennungstemperaturen in Gasturbinen zu erhöhen oder den Effizienzverslust durch die Kühlung von Triebwerkskomponenten zu vermeiden. Nachteil dieser Legierungen ist oft eine unzureichende Oxidationsbeständigkeit bei sehr hohen Temperaturen. Aus diesem Grund sollen in diesem Projekt die isothermen und zyklischen Oxidationseigenschaften einer neuartigen Legierung im System Cr-Mo-Si bei verschiedenen Temperaturen untersucht werden.

Wasserstoff-Effekte in Metallschichten
Wasserstoff ist ein zentraler Baustein der Energiewende mit vielen materialwissenschaftlichen Aspekten. So kann die aus Sonne und Wind gewonnene erneuerbare Energie durch Wasserstoff in Metallen chemisch gespeichert werden. Bei Bedarf kann der Wasserstoff in Brennstoffzellen oder durch direkte Verbrennung nutzbar gemacht werden. In Kontakt mit Konstruktionsmaterialien kann Wasserstoff zur gefürchteten Wasserstoff-Versprödung führen und die mechanischen Eigenschaften des Materials verändern. In diesem Projekt erarbeiten Sie Grundlagen der Wechselwirkung von Wasserstoff mit Metallen und untersuchen, welche mikrostrukturellen Änderungen Wasserstoff in Metallschichten induzieren kann. Hierbei nutzen Sie eine Methode der Schichtherstellung (Sputterdeposition), optimieren eine Beladezelle konstruktiv und erstellen eine Software zur Datenaufnahme zur Vermessung der Wasserstoff-Effekte.

Realisierung und Programmierung einer Tischsteuerung und Auswertung für ein Scanning-Raman System
Am Institut steht ein Reibungsprüfstand mit Raman-Spektrometer, das die Zusammensetzung einer Probe punktgenau analysiert. Dazu wird sie mit grünem Laser angeregt und die Frequenzverschiebung des gestreuten Lichts gemessen. Für eine chemische Karte wird die Probe zeilenweise abgetastet und die Messpunkte zu einem Bild zusammengesetzt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Tischsteuerung, die die Probe in x- und y-Richtung mit definierter Pixelzahl bewegt. An jedem Punkt erfolgt eine Ramanmessung, deren Ergebnisse anschließend zu einer Karte verarbeitet werden. Erforderlich sind Programmierung, Prüfstandtests und Auswertung.

Auslegung, Optimierung und Fertigung (3D-Druck) einer Leichtbaugetriebebox
Es ist eine Getriebebox für ein einstufiges Getriebe zu konstruieren und mit einem FFF-Drucker in PLA zu fertigen, das mit möglichst wenig Material in einem vorgegebenen Bauraum ein gegebenes Lastkollektiv (Kräfte und Drehmoment) übertragen kann. Die Auslegung soll unter Berücksichtigung der fertigungsbedingten Anisotropie mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) erfolgen. Dazu ist in Phyton ein Programm zu schreiben, dass aus dem vom Slicer erzeugten G-Code lokale Materialorientierungen als Input für die FE-Analysen generiert.

Simulation von Faserverbundbauteilen im Leichtbau mit variierenden Material- und Fertigungseinflüssen
Die Entwicklung robuster Leichtbaustrukturen erfordert belastbare Simulationsmodelle und schnelle Optimierungsmethoden für Faserverbundwerkstoffe. Dafür sollen linear-elastische FEM-Simulationen basierend auf OpenSource-Geometrien (ABC-Datensatz) automatisiert erstellt und mit verschiedenen Kraft- oder Verschiebungsrandbedingungen gestartet werden. Zusätzlich sollen Faser- und Matrixsteifigkeiten sowie Faserorientierungen variiert werden, um unterschiedliche Materialzusammensetzungen abzubilden. Die entstehenden Spannungs- und Deformationsfelder können anschließend sowohl zur Analyse mechanischer Lastfälle als auch zur Generierung von Datensätzen für das Training von KI-Modellen genutzt werden und somit die Prozess- und Bauteilentwicklung im Leichtbau unterstützen.

Numerische Simulation der gekoppelten Temperatur- und Kristallisationsentwicklung bei Thermoplasten
Die Herstellung von Thermoplasten involviert Wärmeübertragung, welche die Kristallisation stark beeinflusst. Da die Kristallisation exotherm ist, muss die erzeugte Wärme in einem Simulationsmodell entsprechend berücksichtigt werden. Ein möglicher Ansatz besteht darin, die Abhängigkeit des Wärmequellterms der Wärmeleitungsgleichung von der Kristallisations- und Abkühlungsgeschwindigkeit zu modellieren. Mithilfe des sogenannten Nakamura-Modells lässt sich die zeitliche Entwicklung des Kristallisationsgrads beschreiben. Im Rahmen dieses Projekts liegt der Fokus darauf einen numerischen Löser in Python zu implementieren, welcher die gekoppelte Entwicklung von Temperatur und Kristallisationsgrad berücksichtigt. Die Umsetzung ist zur Lösung auf einem zweidimensionalen Simulationsgebiet vorgesehen. Auf Basis dieses Lösers sollen Sensitivitätsstudien durchgeführt werden.

Simulation diskontinuierlich faserverstärkter Kunststoffe entlang der virtuellen Prozesskette
Im Kontext der virtuellen Produktentwicklung von Bauteilen aus diskontinuierlich faserverstärkten Kunststoffen im Fließpressverfahren sind Formfüll- und Verzugssimulationen von essenzieller Bedeutung. Dies liegt daran, dass diese Prozessschritte die Faserverteilung im Bauteil vorgeben sowie prozessbedingte Deformationen verursachen und somit Bauteilperformance und Maßhaltigkeit maßgeblich beeinflussen. Im Rahmen des Semesterprojekts sollen mithilfe von Simulationsmethoden zunächst die aus dem Fließprozess resultierenden Faserorientierungs- und Temperaturverteilungen vorhergesagt werden. Diese Feldgrößen dienen anschließend als Eingangsgrößen für die Verzugssimulation. Abschließend sollen in einer Parameterstudie Prozessparameter wie Werkzeugtemperatur oder Einlageposition des Materials im Werkzeug variiert und hinsichtlich ihrer Signifikanz untersucht werden.

Numerische Simulation von Strömung und Wärmetransport in geothermischen Rissen
Wärmetransport und -übertragung während der Strömung von Fluiden durch Rissen in unterirdischen geothermischen Reservoiren ist wichtig für die Effizienzbewertung und Optimierung von geothermischen Energiegewinnungssystemen. Die Rissgeometrie sowie Strömungs- und thermische Bedingungen beeinflussen, wie effektiv Wärme vom Gestein auf das durchströmende Fluid übertragen wird und damit die Effizienz des Gesamtsystems. Numerische Simulationen helfen dabei , diese Transportprozesse zu verstehen und vorherzusagen. Hierzu dienen Simulationsstudien für verschiedene Rissgeometrien und mit variierenden Parametern z.B. verschiedene Volumenströme. Die Aufgabe umfasst die Erzeugung realistischer Rissgeometrien, die Durchführung von Simulationsstudien mit Durchströmung und Wärmeübertragung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Strömungs- und thermischer Bedingungen, sowie deren anschließender Auswertung.

Trainieren von Bildverarbeitungsalgorithmen mittels Deep Learning
Deep Learning ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz und wird oft zum Trainieren von Bildverarbeitungsalgorithmen bzgl. möglicher Bildinhalte eingesetzt. Die verwendeten Modelle und Lernverfahren orientieren sich größtenteils an den seit Jahrzehnten bekannten künstlichen neuronalen Netzen. Hierfür existieren viele im Internet verfügbare Netzstrukturen, deren Aufbauten aber oftmals durch Trial-and-Error entstanden. Anhand verfügbarer (Bild-)Datensätze sollen in dieser Arbeit Netze diskutiert und bewertet werden, Netze unterschiedlicher Struktur implementiert und getestet werden und Aussagen über Recheneffizienz oder Güte von Netzen getroffen werden.

Selbstbalancierender Roboter
In diesem praxisorientierten Projektkurs programmieren die Studierenden einen selbstbalancierenden Roboter auf Basis eines Arduino Nano. Der Roboter verfügt über verschiedene Sensoren (Gyroskop, Beschleunigungssensor), Aktuatoren (Elektromotoren, LEDs) und einen Akku und kann per USB programmiert werden. Die Hauptaufgabe besteht darin, den Roboter so zu programmieren, dass er sein Gleichgewicht hält und definierte Aufgaben ausführt, zum Beispiel ein Pendel in einer aufrechten Position stabilisiert und dabei bestimmte Strecke abfährt. Dabei sollen die Studierenden u. a. einen Kalman-Filter implementieren, um die Sensordaten von Gyroskop und Beschleunigungsmesser zu fusionieren und eine präzise Lagebestimmung zu ermöglichen.

Druckversuche mit Bambusringen: Experiment und Simulation
Im Rahmen dieses Projekts beschäftigen Sie sich mit Bambus als nachwachsendem Naturwerkstoff, der aufgrund seiner hierarchischen Struktur bemerkenswerte mechanische Eigenschaften aufweist. Aufbauend auf Untersuchungen zum anisotropen linear-elastischen Verhalten der Bambushalmwand entwickeln Sie ein numerisches Modell eines Ringausschnitts aus einem Bambushalm. Dieses Modell soll anschließend durch Ringdruckversuche validiert werden. Sie arbeiten sich in die Materialeigenschaften von Bambus ein und wenden die Finite-Elemente-Methode (Abaqus) zur Simulation des Ringdruckversuchs an. Sie führen die Ringdruckversuche selbst durch und vergleichen Ihre Simulationen mit den experimentellen Daten. Ziel ist es, die Grundlagen der Kontinuumsmechanik (im Maschinenbau) und der rechnergestützten Mechanik zu erlernen sowie Fähigkeiten im wissenschaftlichen Arbeiten zu vertiefen.

Dilatometerversuche mit Kupfer und Bambus: Experiment und Simulation
Im Rahmen dieses Projekts beschäftigen Sie sich mit Kupfer als Modellwerkstoff für Metalle und Bambus als nachwachsenden Naturwerkstoff und deren thermomechanischen Eigenschaften. Sie entwickeln ein Finite Elemente Modell in Abaqus zur Optimierung der entsprechenden Laborversuche für die thermomechanische Charakterisierung. Sie arbeiten sich in die Materialeigenschaften der untersuchten Werkstoffe und in die Prozessführung von Dilatometerversuchen zur Bestimmung thermischer Ausdehnungskoeffizienten ein. Anschließend erstellen Sie ein thermo-mechanisches Modell und realisieren dies in Abaqus. Die Modellentwicklung soll dabei kontinuierlich mit Realdaten abgeglichen werden. Ziel ist es, die Grundlagen der Kontinuumsmechanik und der rechnergestützten Mechanik zu erlernen sowie Fähigkeiten im wissenschaftlichen Arbeiten zu vertiefen

Experimentelle Mittelwertbildung anhand Langzeitbelichtungsaufnahmen am Beispiel von Kapitza-Pendel
In diesem Projekt erarbeiten die Studierenden die experimentelle Mittelwertbildung (Averaging) für Systeme mit schneller und langsamer Dynamik sowie die CPD-basierte Messmethode. Ein solches System ist das Kapitza-Pendel, das durch LED-Markierungen entlang des Pendels dauerhaft beleuchtet wird. Die Bewegung der Pendel wird mithilfe von Langzeitbelichtung Aufnahmen von einer Kamera vorgenommen. Der Helligkeitsverlauf entlang der LED-Spur wird extrahiert und zur klassischen Wahrscheinlichkeitsdichte (CPD) normiert. Daraus werden die gemittelten Gleichungen der langsamen Dynamik hergeleitet, Zustände rekonstruiert und Systemparameter sowie Erregerkräfte und Gravitationspotenziale identifiziert.

Experimentelle Charakterisierung eines Modellwindkanals
Die Studierenden übernehmen die Rolle eines Windkanalherstellers, mit dem Ziel einen funktionsfähigen Windkanal zu entwickeln. Dafür wurde bereits ein erstes Modell im Maßstab 1:8 konstruiert und getestet. Erste Messungen zeigen jedoch, dass der statische Druck entlang der Messstrecke an bestimmten Positionen von der erwarteten Konstanz abweicht. Daher soll eine Messkampagne durchgeführt werden, in der der statische Druckgradient vermessen wird. Weiterhin soll der Turbulenzgrad im Freistrahl untersucht werden. Aus den gesammelten Ergebnissen sollen Rückschlüsse auf ein zukünftiges 1:1-Modell zur Optimierung des Windkanals gezogen werden.

In diesem Bereich werden derzeit keine Projekte angeboten.

Kleinskalige Fördertechnik - Exploration von Skalengesetzen
Förderbänder und Roboter kennt man meist im Metermaßstab – doch was passiert, wenn wir die Technik auf wenige Zentimeter verkleinern? In diesem Projekt untersuchst Du experimentell verschiedene Förderbänder im Labor und gehst der Frage nach, ob die bekannten Auslegungsmethoden auch im kleinen Maßstab gelten. Ziel ist es, eigene Skalengesetze zu entwickeln, die den Transfer von groß zu klein beschreiben. So erhältst Du spannende Einblicke in eine Technik, die für Branchen wie Pharma, Chemie und Elektronik immer wichtiger wird.

Digitaler Fingerabdruck: Aufbau und Computer Vision Anwendung zur Bauteileidentifikation
Moderne Bildverarbeitungsmethoden ermöglichen die Identifizierung von Bauteilen anhand von Kamerabildern der Oberflächen, wodurch Barcodes überflüssig werden. Ihr Ziel in diesem Projekt ist es, eine Station zur Bildaufnahme zu entwerfen und eine Computer-Vision-Anwendung zur Registrierung und Erkennung von Bauteilen zu entwickeln. Zu diesem Zweck arbeiten Sie in Ihrem Team an der Konzeption der Station und der Auswahl der Hardwarekomponenten (z. B. Kamera, Beleuchtung) sowie in den Bereichen Datenwissenschaft, maschinelles Lernen und Softwareentwicklung. Das Endergebnis wird ein physischer Demonstrator, ein Trainingsdatensatz, eine Pipeline für maschinelles Lernen und ein Software-Prototyp sein.

GenCAD: Automatische Konstruktion von Sauggreifern für komplexe Bauteile
Die Konstruktion von teilespezifischen Greifern im Bereich der Automatisierung und Robotik erzeugen hohe manuelle Aufwände und sind zeitintensiv und teuer. Ihr Ziel in diesem Projekt ist daher die Entwicklung von Algorithmen zur automatisierten Generierung und Optimierung von Greifkörperdesigns für Sauggreifer für den Umgang mit komplexen Bauteilen. Dazu arbeiten Sie in ihrem Team an einem Softwareprototyp, der die Griffpunkte am Bauteil automatisch bestimmt, den Greifkörper parametrisch definiert sowie in CAD Operationen umsetzt und anschließend in einer Simulation bewertet. Sie lernen dabei den Umgang mit Python Bibliotheken zur code-basierten Generierung von parametrischen CAD Modellen, zur Black-Box-Optimierung der Griffpunkte sowie zur physikalischen Simulation.

Aktorik in einem starken Magnetfeld
Robotik in starken Magnetfeldern ist eine große Herausforderung, da viele herkömmliche Materialien und Mechanismen nicht optimal funktionieren und der Platz begrenzt ist. In diesem Projekt berücksichtigen Sie diese Einschränkungen und entwickeln eine fertigungsfähige Technologie, die kinematische Elemente und präzise Bewegungen ermöglicht, um modulare Roboterbausteine ​​zu realisieren.

Adaptive Robotermontage: Intelligente Systeme für die Produktion
Das Projekt adressiert die steigende Komplexität moderner Montageprozesse. Durch den Einsatz adaptiver Robotik lassen sich Aufgaben bewältigen, die weit über das klassische „Peg-in-Hole“-Paradigma hinausgehen. Der Fokus liegt dabei auf präzisem Einfügen, konformer Montage sowie fortgeschrittenen Planungsstrategien für Interaktionen mit mehreren Bauteilen. Das Ziel besteht darin, flexible und effiziente Lösungen für reale industrielle Szenarien zu entwickeln, die eine hohe Anpassungsfähigkeit und Prozesssicherheit gewährleisten.

Bereit für Industrie 5.0? Einsatz von LLMs zur Automatisierung von Intralogistiksystemen.
Kann ChatGPT mehr als nur chatten? In diesem Projekt findest Du es heraus! Mit einem kleinskaligen Demonstrator aus Förderbändern, mobilen Robotern und Greifarmen entwickelst Du Lösungen, die Logistikaufgaben aus natürlicher Sprache verstehen und umsetzen. Dabei lernst Du die Grundlagen von Industrie 5.0 und LLM-Agenten kennen und setzt Deine Ideen direkt auf der Hardware um – basierend auf einer bestehenden Codebasis. So bringst Du moderne KI-Technologien praktisch in die Fabrik der Zukunft.

Kostengünstige Sub-µm-Bewegungssteuerung
Beim 3D-Druck der nächsten Generation auf Basis von Filamentrohstoffen wird das Filament just-in-time erzeugt und tritt mit hoher Geschwindigkeit aus dem Druckkopf aus. Sein Durchmesser liegt unter 1 µm, sodass die relative Positionierung von Druckkopf und Substrat präzise gesteuert und mit ausreichend hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden muss. In diesem Projekt entwickeln Sie ein geeignetes Antriebsprinzip und die dazugehörige Steuerelektronik, um ein Substrat unter einem Präzisionsdruckkopf zu bewegen und eine Mikro-'Benchy' zu bauen.

Qualitätsregelung in der Fertigung von Mikroverzahnungen für die Dentalindustrie
Das Projekt befasst sich in enger Zusammenarbeit mit unserem Industriepartner mit den Herausforderungen bei der Fertigung und Messung von Mikroverzahnungen für die Dentalindustrie. Ziel ist es, wirksame Strategien zur Qualitätsregelung zu entwickeln, indem modernste Messtechnik, Fertigungssimulationen und algorithmische Ansätze kombiniert werden. Hochpräzise Messsysteme werden eingesetzt, um detaillierte Prozess- und Qualitätsdaten zu erfassen, während Simulationen ein tieferes Verständnis der Fertigungsprozesse ermöglichen. Algorithmen zur Datenanalyse und Regelung sollen die Zusammenhänge zwischen Prozess und Qualität aufzeigen und prädiktive Anpassungen erlauben. Langfristig soll ein robuster, automatisierter Qualitätsregelkreis für die Mikroverzahnungsfertigung etabliert werden.

Aufbau und Erweiterung eines Teleoperation Interfaces für Roboterarm mit haptischem Feedback
Im Rahmen des Projekts sollen Studierende das bestehende Teleoperationssystem GELLO rekonstruieren und für den Einsatz mit unserem UR10-Roboter anpassen. Anschließend erweitern sie das System um haptisches Feedback durch einen selbst entwickelten taktilen Sensor: Ein Barometermodul wird silikonummantelt, sodass Druckänderungen bei Kontakt messbar sind. Diese Signale steuern einen Vibrationsmotor und liefern der Bedienperson direktes taktiles Feedback. Die Aufgaben umfassen den mechanischen Aufbau, Konstruktion und 3D-Druck von Gehäusen und Halterungen, Integration von Elektronik und Sensorik, Kalibrierung, Signalaufbereitung sowie experimentelle Tests. Zusätzlich sollen Schnittstellen zur Robotersteuerung geschaffen und die Systemreaktion auf verschiedene Kontaktarten untersucht werden.

Mikroaktuator-Anwendungen basierend auf intelligenten Materialien
Intelligente Materialien (smart materials) zeichnen sich durch ihre multifunktionalen Eigenschaften aus, insbesondere durch Sensor- und Aktorfunktionen. Dazu zählen Formgedächtnislegierungen, die aufgrund einer Phasenumwandlung große, abrupte Änderungen ihrer physikalischen Eigenschaften zeigen. Im Rahmen des Projekts sollen neuartige Mikroaktuatoren basierend auf intelligenten Materialien hergestellt und thermisch, elektrisch sowie mechanisch charakterisiert werden. Beispiele für Mikroaktuator-Anwendungen sind thermomagnetische Mikroaktuatoren, mit deren Hilfe thermische Energie in Bewegungsenergie gewandelt wird um Strom zu erzeugen, oder selbstfaltende Mikroaktuatoren aus Formgedächtnislegierungen in Anlehnung an die Kunst des Origami. Diese Arbeiten bauen auf dem vorhandenen Know-how zur Mikrofabrikationstechnologie sowie Mess- und Regelungstechnik auf.

Additive Fertigung einer Wechselstation für Vakuum-Sauggreifer
Im Projekt soll eine Wechselstation für Vakuum-Sauggreifer auf Basis eines Schmalz-Endstücks entwickelt und prototypisch aufgebaut werden. Ziel ist die Entwicklung eines zuverlässigen und dichten Wechselmechanismus, der den Einsatz unterschiedlicher Greiferaufsätze ermöglicht. Der Wechsel der Aufsätze kann einerseits durch den Roboter (in eingeschränkter Form) erfolgen, andererseits durch die Integration eines mechatronischen Systems in die Station. Konstruiert und additiv gefertigt werden Halterungen, Schnittstellen, Dichtkonzepte sowie mehrere Greiferaufsätze in verschiedenen abgestuften Größen. Darüber hinaus sind Vakuumkanäle, Verriegelungen und Führungen zu dimensionieren. Die entwickelte Lösung soll hinsichtlich Dichtheit, Wiederholgenauigkeit und Wechselzeit experimentell validiert werden. Arbeitspakete: CAD-Konstruktion, Berechnungen, Prototypenbau, Testprotokolle, Ergebnisdokumentation und Abschlusspräsentation.

Robotik in Aktion: Programmieren, Steuern, Automatisieren
In diesem Modul arbeiten Sie im Team direkt an einem Industrieroboter und lernen den praxisnahen Einsatz moderner Robotik mit Open-Source-Software kennen. Beginnend mit der Einrichtung einer Entwicklungsumgebung (ROS2) und der Steuerung eines Cobot (UR10e) über MoveIt entwickeln Sie Schritt für Schritt eine eigene, intelligente Roboteranwendung. Anpassungen der Roboterzelle übertragen Sie dabei in eine virtuelle Zellenbeschreibung (URDF), um anschließend automatisch kollisionsfreie Bewegungen auszuführen und State Machines für komplexere Abläufe zu implementieren. Im weiteren Verlauf erproben und bewerten Sie Pick-and-Place-Funktionalitäten im Rahmen einer Kommissionieraufgabe, unterstützt durch eine Realsense-Kamera. So erwerben Sie umfassende Kompetenzen von den Grundlagen bis hin zur intelligenten Automatisierung.

Konzeptionierung eines Greifersystems zur automatischen Vermessung von Zahnrädern
In der modernen Fertigung gewinnt die bildgestützte Messtechnik an Bedeutung, da sie eine schnelle, berührungslose und präzise Erfassung von Werkstücken während des Fertigungsprozesses ermöglicht. Besonders bei Zahnrädern ist eine exakte Vermessung entscheidend für die Ermittlung prozessrelevanter Kennwerte. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Systems, das eine Interaktion zwischen Roboter und Kamera ermöglicht. Dabei soll der Greifer eines Roboters so angepasst werden, dass Zahnräder sicher fixiert und über eine einfache Roboterbahn positioniert werden können. Anschließend sollen diese mittels Bildverarbeitungsalgorithmen vermessen werden. Die Studierende sollen ihr Wissen in mechanischer Konstruktion vertiefen und Kompetenzen in Robotersteuerung, KI-gestützter Bildverarbeitung sowie industrieller Kommunikation erwerben.

Active and Continual Learning für Autonomes Fahren
Erkunde die zukünftige KI für autonomes Fahren! Bist du bereit, die Grenzen des aktiven und kontinuierlichen maschinellen Lernens für KI in der realen Welt zu verschieben? In diesem Projekt entwickelst du modernste Pipelines, in denen Modelle direkt aus Nutzerfeedback lernen und sich dabei an neue Städte, Annotationsstile und Aufgaben anpassen. Nimm Herausforderungen wie das Katastrophale Vergessen in Angriff, entwirf effiziente Trainings- und Annotationsframeworks und integriere deine Arbeit direkt in KI-gestützte Annotationssoftware. Wir stellen GPUs, Datensätze und Mentoring bereit – du bringst Neugier, Programmierkenntnisse und den Drang mit, über das Skript hinaus zu experimentieren. Das ist ein Projekt auf Forschungsniveau: anspruchsvoll, spannend und perfekt für ambitionierte Studierende.

In diesem Bereich werden derzeit keine Projekte angeboten.

Weiterentwicklung einer Blechkonstruktion am Beispiel eines Oberhitzegrills
In dieser Projektarbeit wird die generationsübergreifende Weiterentwicklung einer Blechkonstruktion am Beispiel eines Oberhitzegrills untersucht. Nach Analyse bestehender Konstruktionen der Vorgängergeneration werden Weiterentwicklungspotenziale und typische Fehlerquellen im Entwicklungsprozess identifiziert. Anschließend wird ein Teilsystem des Grills konzeptionell angepasst, in CAD konstruiert und als funktionsfähiger Prototyp gefertigt. Die Arbeit bietet praxisnahe Einblicke in systematische Produktgenerationsentwicklung, Austausch mit einem Forschungsprojekt sowie die Möglichkeit zur Teilnahme an inter-universitären Projekttreffen an der TU Hamburg-Harburg.

Die Zukunft der robotergestützten Augenchirurgie – wie können robotergestützte Systeme Chirurgen dabei helfen, die Entfernung eines transparenten Mediums zu tracken?
Sowohl bei Katarakt- als auch bei Netzhautoperationen besteht das Ziel darin, eine transparente Substanz aus dem Auge zu entfernen. Dieses transparente Medium lässt sich jedoch mit dem Operationsmikroskop nur schwer klar darstellen. Das Fehlen einer deutlichen Färbung oder Trübung erschwert es Chirurgen, das Vorhandensein von verbleibendem Gewebe präzise zu identifizieren, was für einen erfolgreichen Operationserfolg entscheidend ist. Im Projekt sollen Ideen entwickelt werden, wie die Operation unterstützt werden kann. Dafür wird der Stand der der Technik analysiert und konzeptionell Lösungsvorschläge erarbeitet.

GreenPrint: Nachhaltige Pulverkreisläufe in der Additiven Fertigung
In diesem Projekt entwickeln Sie gemeinsam mit Ihrem Team ein benutzerfreundliches Pulverauffangkonzept für das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (HS-DED), einer prozessspezifischen Variante des additiven Fertigungsverfahrens DED. Da der Pulverwirkungsgrad nur etwa 40 % beträgt, bleibt ein erheblicher Überschuss ungenutzt. Ziel ist es, diesen im Sinne der Kreislaufwirtschaft effizient zu erfassen, aufzubereiten und in den Prozess zurückzuführen. Dabei werden die Anforderungen der Multi-Material-Fertigung berücksichtigt, bei der mindestens zwei Pulverfraktionen getrennt erfasst und bereitgestellt werden müssen. Sie analysieren zunächst die Anforderungen an Pulverqualität und Handhabung und entwerfen anschließend ein CAD-basiertes Konzept, das Rückführung und Konditionierung sicherstellt. Abschließend bewerten Sie dessen Funktionalität.

Entwicklung eines interaktiven Prototyps zur Erfassung manueller De- und Montageaktionen.
Das Projekt bietet die Möglichkeit, einen menschenzentrierten Prototypen zu entwickeln, mit dem sich die Vielfalt manueller De- und Montageaktionen erfassen lässt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Konzeption, Konstruktion und Umsetzung eines interaktiven Objekts. Zunächst werden grundlegende De- und Montageaktionen analysiert, die zur Herstellung oder Wiederaufarbeitung von Produkten erforderlich sind. Welche mechanischen Verbindungen gibt es? Wie können diese möglichst zerstörungsfrei gelöst werden? Welche unterschiedlichen Strategien gibt es für die De- und Montage? Auf dieser Grundlage wird anschließend der Prototyp konzipiert und modelliert. Abschließend erfolgt die prototypische Konstruktion (u. a. CAD) und Umsetzung (u. a. 3D-Druck) des Objekts.

Integration eines Wärmekonzepts für die additive Fertigung - Unter Berücksichtigung der Druckbettverkleinerung im Binder Jetting
In diesem Projekt entwerfen Sie gemeinsam mit Ihrem Team eine Anlagenerweiterung für die additive Fertigung von Metallen mittels Binder Jetting. Diese Erweiterung soll durch präzise Erwärmung der obersten Pulverschicht sowie des Druckbetts das langsame Aushärten des Binders verhindern – und so typische Druckfehler zuverlässig vermeiden. Basierend auf den spezifischen Anforderungen des Verfahrens legen Sie die technische Funktionsweise fest und stimmen die Konstruktion auf das elektronische Konzept ab. Die Integration in die Anlage erfordert, dass Sie den Prozess detailliert kennenlernen. Sie setzen ein Fertigungs- und Elektronikkonzept mit fachkundiger Unterstützung um und entwickeln schließlich ein Validierungskonzept, um die Effektivität Ihrer Lösung zu überprüfen.

Methodische Anforderungsanalyse für ein ablenkungsoptimiertes, multimodales Human-Machine Interface (HMI)
Moderne Fahrzeug-HMIs weisen eine zunehmende Funktionsvielfalt auf, wodurch das Risiko der Fahrerablenkung steigt. Bestehende Systeme stehen vor der Herausforderung, hohe Funktionalität mit intuitiver Bedienbarkeit und Sicherheit zu vereinen. In der aktuellen Forschung zeigen sich jedoch Lücken bei der Erfassung und Spezifikation multimodaler Interaktionskonzepte, die sowohl Usability als auch Safety und Barrierefreiheit gleichwertig berücksichtigen. Auch der Transfer von Anforderungen in konsistente, formale Spezifikationen sowie deren frühzeitige Visualisierung sind bislang nur unzureichend untersucht. In dieser Arbeit sollen Anforderungen mittels Requirements-Engineering erhoben und spezifiziert werden. Ergänzend soll ein Low-Fidelity-Konzept die Umsetzung visualisieren und so dazu beitragen, die Forschungslücke bei nutzerzentrierten Fahrzeug-HMIs zu schließen.

Aerosolbelastung durch Kühlschmierstoffe beim CNC-Fräsen – Sicherheit und Effizienz steigern
Beim CNC-Fräsen entstehen durch Kühlschmierstoffe (KSS) gesundheitsbelastende Aerosole, deren tatsächliche Exposition oft unklar ist. Dieses Projekt quantifiziert die KSS-bedingte Gesamtemission pro Bearbeitungszyklus sowie die Belastung in der Atemzone der Bediener. Durch präzise Messungen und eine Bearbeitungsraumverkleinerung werden Filterwechsel und Absaugung datenbasiert optimiert. Die Ergebnisse ermöglichen evidenzbasierte Schutzmaßnahmen, reduzieren Stillstandszeiten und senken Betriebskosten. Damit verbindet das Projekt Arbeitssicherheit, Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit – für eine nachhaltige, gesündere und effizientere Produktion.

Entwicklung, Fertigung und Erprobung von verschiedenen Konzepten eines Fußballroboters/ Kickmechanismus sowie einer geeigneten Testumgebung (Vorarbeit neuer MKL Workshop)
Im Projekt werden verschiedene Kickmechanismen für einen Fußballroboter entwickelt, gefertigt und in einer eigens konstruierten Testumgebung erprobt. Ziel ist die Optimierung einer universellen Prüfstation, die für unterschiedliche Konzepte nutzbar ist. Neben der technischen Umsetzung umfasst das Projekt die Betreuung und Unterstützung jüngerer Studierender im neu gestalteten MKL C Workshop (WS2526). Durch die Weitergabe von Konstruktions-, Methoden- und Fertigungswissen übernehmen die Teilnehmenden zusätzlich eine Coach- und Ratgeberrolle, wodurch technisches Know-how praxisnah gefestigt und nachhaltig weitergegeben wird.

Entwicklung eines digitalen Schattens eines Produktionssystems
Im Rahmen dieses Projekts entwickeln Studierende einen digitalen Schatten eines bestehenden Produktionssystems. Ziel ist es, das Zusammenspiel von Robotern und visuellen Sensoren digital abzubilden, um das Produktionssystem virtuell nachvollziehbar zu machen. Durch die Modellierung der einzelnen Komponenten und deren Interaktionen entsteht ein digitaler Zwilling, der Echtzeitinformationen über den Produktionsablauf liefert. Studierende lernen, Sensordaten zu integrieren, Prozesse zu visualisieren und das Verhalten des Systems virtuell zu analysieren. Es kann auf Vorarbeiten wie CAD-Modellen und ersten Algorithmen aufgebaut werden.

Mechatronische System- und Produktentwicklung im interdisziplinären Team
Im Projekt entwickeln interdisziplinäre Teams zwei kooperierende mechatronische Robotersysteme, die exemplarisch Bauprozesse im Hochhausbau umsetzen. Die Studierenden konstruieren, fertigen und programmieren die Roboter eigenständig – von der mechanischen Struktur über die Regelungstechnik bis zur Softwareintegration. Ein Kamerasystem ermöglicht die Lokalisierung auf dem Spielfeld, wodurch die Roboter ihre Aufgaben koordiniert ausführen können. Ziel ist es, technische Kompetenzen in Konstruktion, Steuerung und Programmierung mit Teamarbeit und Projektmanagement zu verbinden und so praxisnah die Herausforderungen komplexer, vernetzter Systeme erfahrbar zu machen.

Mechatronische System- und Produktentwicklung im interdisziplinären Team - MSuP 2
Im Projekt entwickeln interdisziplinäre Teams zwei kooperierende mechatronische Robotersysteme, die exemplarisch Bauprozesse im Hochhausbau umsetzen. Die Studierenden konstruieren, fertigen und programmieren die Roboter eigenständig – von der mechanischen Struktur über die Regelungstechnik bis zur Softwareintegration. Ein Kamerasystem ermöglicht die Lokalisierung auf dem Spielfeld, wodurch die Roboter ihre Aufgaben koordiniert ausführen können. Ziel ist es, technische Kompetenzen in Konstruktion, Steuerung und Programmierung mit Teamarbeit und Projektmanagement zu verbinden und so praxisnah die Herausforderungen komplexer, vernetzter Systeme erfahrbar zu machen.

Produktentwicklung für die Kreislaufwirtschaft: Zerlegung eines mechatronischen Systems und Circularity Assessment
Ziel des Projekts ist die generationsübergreifende Analyse mechatronischer Systems zur Identifikation von Zirkularitätspotenzialen. Das Team führt eine strukturierte System-Zerlegung durch, dokumentiert relevante Systemebenen und modelliert mittels Model-based-Systems-Engineering die Produktarchitektur sowie Variationen zwischen den Systemgenerationen. Auf Basis einer Delta-Analyse zwischen den Systemgenerationen werden zirkularitätsrelevante Veränderungen erfasst und hinsichtlich Wiederverwendungs-, Remanufacturing- und weiterer Verwertungsstrategien bewertet. Ergebnisse sind: (1) Systemmodelle inkl. Produktarchitektur (z. B. SysML) mit Variationen zwischen den untersuchen Systemgenerationen, (2) ein nachvollziehbares Circularity Assessment mit Kriterienkatalog und Bewertungslogik, (3) priorisierte Handlungsempfehlungen für nächste Generationen. Der Projektverlauf umfasst Recherche, Zerlegung, Modellierung, Bewertung, Präsentation und schriftliche Dokumentation inklusive Datenablage.

Modellerstellung und Simulation mit einer Hydraulikbibliothek für Modelica
Im Rahmen dieses Projekts soll eine bestehende Modelica-Hydraulikbibliothek erweitert werden. Das Ziel besteht darin, zusätzliche Hydraulikkomponenten als auch Beispielmodelle einfacher hydraulischer Systeme zu modellieren und sie grafisch gemäß DIN ISO 1219 darzustellen. Darüber hinaus können ein Benutzerhandbuch oder anschauliche Tutorial-Videos zur Demonstration der Bibliothek/Beispielmodelle erstellt werden. Das Projekt verbindet Modellierung, Simulation, technische Dokumentation und multimediale Aufbereitung auf spannende Weise und ist somit ideal für Studierende mit Interesse an Simulation und Hydraulik.

Entwicklung eines ROS-Tools um die Fahrzeuggeschwindigkeit mittels LiDAR-Daten zu bestimmen
Der Einsatz von LiDAR-Sensoren im hochautomatisierten Fahren ist besonders relevant: Sie ermöglichen sowohl die Objekterkennung als auch die Bewegungsabschätzung (Odometrie). Letztere umfasst die Bestimmung von Geschwindigkeit und Beschleunigung, wobei in der Praxis häufig LiDAR- und IMU-Daten kombiniert werden. Da IMU-Signale im Wald jedoch unzuverlässig sind, soll in dieser Projektarbeit untersucht werden, wie sich die Geschwindigkeit von Forstmaschinen (Forwarder, Harvester) ausschließlich aus LiDAR-Punktwolken bestimmen lässt. Grundlage bilden aufgezeichnete ROS-Bags, auf deren Basis Methoden aus der Literatur analysiert, visualisiert und verglichen werden. Die konkrete Auswahl und Anzahl der Algorithmen erfolgt in Abstimmung mit dem Betreuer und abhängig von der Gruppengröße.

Konzeption und Auslegung eines Antriebssystems
Eine Vielzahl von Antriebssystemen unterscheidet sich je nach Anwendungsfall. Stadtmobil, Bagger, Segelboot, Skidoo, Erntemaschine etc. zeichnen sich durch unterschiedliche Anforderungen aus. Im Rahmen des Projektes wird ein Anwendungsfall definiert, für den ein geeignetes Energiewandlungskonzept ausgewählt, konzipiert und ausgelegt werden soll.

Entwicklung eines Dashboards mit Python zur Messdaten-Visualisierung
Auch künftig werden Verbrennungsmotoren für Antrieb und Energiewandlung benötigt, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich oder für maritime Anwendungen. Damit diese ohne CO2-Emissionen betrieben werden können, werden regenerativ erzeugte, alternative Kraftstoffe eingesetzt, beispielsweise Wasserstoff oder Ammoniak. Das Institut betreibt mehrere Motorenprüfstände, um geeignete Brennverfahren zu entwickeln. Eine schnelle Analyse der entstehenden Daten ist hierbei von großer Bedeutung. Im Rahmen dieser Projektarbeit soll ein Dashboard entwickelt werden, welches die anfallenden Prüfstands Daten grafisch aufbereitet und eine schnelle und intuitive Analyse ermöglicht.

Bedeutung des Güterverkehrs für die Entstehung von Emissionen durch Bremsen- sowie Reifen-, und Straßenabrieb
Der Straßenverkehr ist eine zentrale Säule der europäischen Logistikinfrastruktur. Neben den bekannten Emissionen aus Abgasen rücken vermehrt Emissionen aus Abrieb in den Fokus von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Dazu zählen Reifen- und Fahrbahnpartikel, die sowohl zur Feinstaubbelastung als auch zur Verschmutzung von Böden und Gewässern beitragen. Ihre Entstehung ist ein komplexer Prozess, der von fahrzeugspezifischen ebenso wie von betriebs- und umweltbedingten Faktoren beeinflusst wird. Im Rahmen des Projekts soll die Relevanz des Güterverkehrs für nicht-verbrennungsmotorische Emissionen, insbesondere Reifen- und Fahrbahnpartikel, mithilfe einer umfassenden Literaturrecherche untersucht werden. Neben den Fahrleistungen sollen dabei fahrzeugklassenspezifische Emissionsfaktoren und, sofern verfügbar, unterschiedliche Fahrweisen berücksichtigt werden.

InsideTram - Intuitive Interfaces für die Straßenbahn von morgen
Wie erleben Fahrgäste automatisierte Straßenbahnen und was brauchen sie, um sich sicher und informiert zu fühlen? In diesem Projekt gestaltet ihr internale Mensch-Maschine-Schnittstellen (iHMIs) für Passagiere in hochautomatisierten TramTrains. Durch Interviews mit NutzerInnen, kreative Ideenentwicklung und iterative Prototypen-Tests schafft ihr interaktive Informations- und Kommunikationslösungen für die Straßenbahn der Zukunft. Eure Interfaces sollen Vertrauen und Akzeptanz dieser neuen Technologie erhöhen und später in einem Demonstrator umgesetzt werden.

Konzeptionierung einer Wetterkammer zur Simulation verschiedener Umweltfaktoren im Maßstab 1:32
Es soll eine Wetterkammer entwickelt werden, mit der unterschiedliche Umweltbedingungen (Lichtverhältnisse wie Tag, Dämmerung, Nacht sowie Nebel) im Modellmaßstab 1:32 realistisch nachgebildet werden können. Im Fokus steht der Einfluss dieser Bedingungen auf Sensoren (Kamera, Lidar) für ATO-Systeme. Dabei ist auf elektrische Sicherheit beim Betrieb der mit 24 V gespeisten Gleise zu achten. Die Projektarbeit umfasst eine umfassende Literaturrecherche zu ATO-Systemen mit Fokus auf Umfelderkennung, die Konzeption einer Wetterkammer zur Simulation von Licht- und Nebelbedingungen, deren technische Umsetzung inklusive Sensorintegration sowie die anschließende Testphase und Evaluation. Abschließend erfolgt eine detaillierte Dokumentation aller Arbeitsschritte und Ergebnisse.

Entwicklung eines einfachen Rollenprüfstands für ein skaliertes Schienenfahrzeug
Im Rahmen dieses Projekts soll ein Rollenprüfstand für ein skaliertes Schienenfahrzeug entwickelt werden. Ziel ist es, eine Versuchsplattform zu schaffen, mit der sich zentrale Komponenten des Fahrzeugs – insbesondere Antriebsstrang, Bremssystem und Fahrwerk – unter realitätsnahen Bedingungen testen und analysieren lassen. Der Prüfstand soll es ermöglichen, verschiedene Fahrzustände zu simulieren, ohne dabei auf eine umfangreiche Infrastruktur (z. B. Gleisanlagen oder Teststrecken) angewiesen zu sein. So sollen beispielsweise Situationen wie das Befahren einer Steigung, das Durchfahren einer Kurve oder unterschiedliche Witterungsverhältnisse abgebildet werden können. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Nachbildung des Kraftschlusses zwischen Rad und Schiene unter variierenden Bedingungen.

Numerische Auslegung von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen für ein nachhaltiges Einfamilienhaus
Dieses Thema untersucht die numerische Dimensionierung von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen zur Deckung des Strom- und Wärmebedarfs eines Einfamilienhauses. Basierend auf typischen Verbrauchsdaten wird berechnet, wie viele PV- und Solarmodule notwendig sind, um eine größtmögliche Eigenversorgung zu gewährleisten. Da die Solarenergie wetter- und tageszeitabhängig schwankt, erfolgt zudem eine Auslegung geeigneter Speichersysteme für Strom und Wärme, um eine verlässliche Versorgung zu ermöglichen. Neben der technischen Auslegung steht auch die Wirtschaftlichkeit im Fokus, somit sollen die Anschaffungskosten, Betriebskosten und mögliche Einsparungen mit einbezogen werden. Ziel ist die Entwicklung eines nachhaltigen und zugleich wirtschaftlich tragfähigen Gesamtkonzepts, das die Nutzung erneuerbarer Energien im Gebäudebereich optimiert.

Prognose der Energieerzeugung aus Wind- und Solarenergie mittels Machine Learning
Im Rahmen der Projektarbeit soll eine Datenbasis zur Energieerzeugung aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen in einer ausgewählten Region in Deutschland aufgebaut und ausgewertet werden. Auf Grundlage historischer Einspeisedaten sowie meteorologischer Daten (Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit) wird ein Machine-Learning-Ansatz (bspw. neuronales Netzwerk, lineare Regression, etc.) entwickelt. Ziel ist es, die zukünftige Einspeisung erneuerbarer Energien für ausgewählte Tage vorherzusagen und die Prognosen mit realen Daten zu vergleichen. Optional kann untersucht werden, wie sich der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix verändert und welchen Einfluss Energiespeicher oder zukünftiger Zubau erneuerbarer Anlagen auf die Energiebilanz haben.

In diesem Bereich werden derzeit keine Projekte in deutscher Sprache angeboten.