Entwurf, 3D-Druck und experimentelle Charakterisierung eines funktionell gradierten Leichtbauträgers
Die Füllung (Muster, Orientierung, Füllgrad) eines 3d-gedruckten Trägers ist an die (analytisch oder mittels der Finite-Elemente-Methode) ermittelte Spannungsverteilung anzupassen, sodass mit minimalem Materialeinsatz maximale Steifigkeiten und Belastbarkeiten erzielt werden. Verschiedene Trägerversionen werden mittels FDM-Druck gefertigt und deren Belastbarkeit und Steifigkeit an Universalprüfmaschinen im 3-Punkt Biegeversuch ermittelt.
Institut: IAM-ZM
Vorkenntnisse: keine

Entwicklung eines flexiblen faltbaren Transportboxsystems für Sportgeräte/Falträder
Der Transport von hochpreisigen Sportgeräten/Falträdern, stellt vor allem bei Flugreisen eine erhebliche logistische Herausforderung dar. Während Hartschalenkoffer einen guten Schutz vor unsachgemäßer Gepäckbehandlung bieten, sind sie bei Nichtgebrauch sperrig und schwer zu verstauen. Transporttaschen hingegen sind leicht und platzsparend, bieten jedoch kaum Schutz vor grobem Umgang. Ziel dieser Projektarbeit ist die Entwicklung eines innovativen, flexiblen und faltbaren Transportboxsystems, das beide Anforderungen vereint: zuverlässiger Schutz für empfindliche Sportgeräte und Falträder sowie kompakte Verstaubarkeit bei Nichtnutzung. Die Box soll modular aufgebaut, leicht und robust sein und sich an verschiedene Gerätegrößen anpassen lassen.
Institut: FAST-LBT
Vorkenntnisse: Interesse an Kunststoffen

Messung von Eigenspannungen in Dünnen Schichten von -50°C bis 100°C mit der Substratkrümmungsmethode (Wafer curvatuure)
Ziel ist es, eine Anlage zur Messung von Schichteigenspannungen zu dimensionieren und ready-to-order auszulegen. Dabei wenden Studierenden grundlegende Kenntnisse der Werkstoffmechanik, Optik, Thermodynamik und Diffusion an, um ein neuartiges Messinstrument zu entwickeln. Die erfolgreiche Kommunikation im Team als auch mit Firmen ist für den Erfolg des Projekts zentral. Aufgaben: •Dimensionierung einer Laser-basierten Wafer-Curvature-Anlage •Probengröße 30x10mm² •Waferdicke 100µm-300µm •Schichtdicke 20µm •Dimensionierung einer Heiz-Kältekammer •Kühlung mit flüssigem Stickstoff •Temperatureinstellung von -50°C bis 100°C •Auslegung des Fensters der Kammer •Vermeidung von Kondensation •Auslegung des Messinstruments mittels zugrundeliegender Physik (Optik, Kondensation, Wärmetransport) •Fertigungszeichnungen •Angebotseinholung (ready to order)
Institut: IAM-MMI
Vorkenntnisse: keine

Entwicklung eines Versuchsstands zur Charakterisierung keramischer Schlicker für die Badbasierte Photopolymerisation
Im Rahmen des Projekts wird ein Versuchsstand zur Charakterisierung keramischer Schlicker für das additive Fertigungsverfahren Badbasierte Photopolymerisation (Vat Photopolymerization, VPP) aufgebaut. Ziel ist es, Zusammenhänge zwischen rheologischen Materialeigenschaften und druckrelevanten Prozesskennwerten wie Aushärtetiefe und Selbstnivellierungsverhalten zu untersuchen. Der Versuchsstand besteht aus einer Rakel-Station zur Analyse von Selbstnivellierung und Schichtqualität sowie einer Belichtungsbox zur Bestimmung der Aushärtetiefe (Jacobs-Arbeitskurve). Der Schwerpunkt liegt auf der Konstruktion und experimentellen Erprobung des Versuchsstands. Eine einfache Arduino-Steuerung wird zur Ansteuerung von Bewegung und Belichtungszeit programmiert. Abschließend werden erste Versuche durchgeführt und die Ergebnisse mit rheologischen Kennwerten korreliert.
Institut: wbk
Vorkenntnisse: keine

3D-gedruckte Metamaterial Shock Absorber
Aufprallschutzstrukturen finden breitegefächerte Anwendung, von Transportverpackungen bis zu Automotive Crashstrukturen. Konventionelle Schäume mit zufälliger Strukturierung zählen zu den Effizientesten Strukturen, absorbieren Energie jedoch für viele Materialklassen durch bleibende Versagensmechanismen und sind auf einmalige Anwendung limitiert. Strukturen aus rational konstruierten 3D-Bausteinen – sogenannte Metamaterialien - bieten die Möglichkeiten diese Problematik zu umgehen. Sie entwickeln, fertigen und testen Shock Absorber mit Metamaterial Designs als Prototypen für effiziente wiederverwendbare Aufprallstrukturen. Die von Ihrem Team entworfenen Architekturlayouts stellen sie mittels 3D-Druck her und charakterisieren diese experimentell in Druckversuchen. Die Versuchsergebnisse werden durch Gegenüberstellung mit mechanischen Berechnungsmodellen ausgewertet, und die Designauswahl und Fertigungsstrategie entsprechend optimieren.
Institut: IAM-ZM
Vorkenntnisse: keine

Lasergestützte Oberflächenstrukturierung zur orientierungsabhängigen Einstellung der Reibung
Lasergestützte Oberflächenstrukturierung zur orientierungsabhängigen Einstellung der Reibung Laser-assisted surface texturing for orientation-dependent friction adjustment 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. Im ersten Schritt recherchieren Sie zunächst den aktuellen Stand der Technik und darauf aufbauend nutzen Sie eine am Institut vorhandene Laserbearbeitungsanlage, um die Oberfläche von Stahlprobekörpern gezielt zu strukturieren. Die von Ihnen erzeugten Oberflächenstrukturierungen evaluieren Sie mit Hilfe von tribologischen Modellversuchen in einem dafür zur Verfügung stehenden Laborprüfstand.
Institut: IAM-ZM
Vorkenntnisse: keine

Automatisiertes Mapping von Oberflächentopographien über LabVIEW
Zur Analyse von Bauteileigenspannungen nach der Konturmethode müssen durch EDM erzeugte Schnittflächen hochpräzise mit einem vorgegebenen Messraster vermessen werden. Die große Anzahl an Messpunkten muss anschließend geglättet und einer FEM-Routine zur Berechnung der Spannungen übergeben werden. Wir bauen ein neues System hierzu auf, bei dem die Topographie der Schnittfläche mit einem Laserabstandssensor automatisiert vermessen werden soll. Das Abrastern erfolgt über einen x-y-Lineartisch. Für diesen Aufbau soll eine Ansteuerungsroutine auf Basis von LabVIEW entwickelt werden. Die Ansteuerung und die Datenerfassung sollen über eine intuitiv zu bedienende GUI erfolgen. Am Ende wird die Vorrichtung in Betrieb genommen und erste reale Experimente durchgeführt.
Institut: IAM-WK
Vorkenntnisse: keine

Elektrochemische Anwendungen in der Kernfusionsforschung
Im Allgemeinen existiert kein direkter Bezug und somit auch keine technisch breit angewandte Interoperalität zwischen Kernfusion und Elektrochemie. Durch zunehmende Verwendung von Metallschmelzen wie Lithium in der Kernfusionsforschung ergeben sich oft elektrische Spannungen durch chemisch gelöste Stoffe und somit anlagengefährdender Effekte (wie Korrosion),die mittels speziell ausgelegter Flüssigmetall-Sensoren elektrochemisch kontrolliert und unterbunden werden sollen. Es sollen Grundbegriffe der Elektrochemie in einer fusionsrelevanten Versuchsanlage theoretisch und praktisch sowie Arbeitsweisen einer Glovebox (Arbeiten in Inert-Atmosphäre) vermittelt werden. Weiterhin soll gezeigt werden, wie diesbezügliche Kenntnisse durch zielführende Literaturrecherche erworben werden, und wie Ergebnisse der Recherchen wissenschaftlich korrekt darzustellen und zu zitieren sind.
Institut: IAM-AWP
Vorkenntnisse: Chemische bzw. physiklische-chemische Grundkenntnisse, Gewisse Fingerfertigkeiten

Automatisiertes Mapping von Oberflächentopographien über LabVIEW
Zur Analyse von Bauteileigenspannungen nach der Konturmethode müssen durch EDM erzeugte Schnittflächen hochpräzise mit einem vorgegebenen Messraster vermessen werden. Die große Anzahl an Messpunkten muss anschließend geglättet und einer FEM-Routine zur Berechnung der Spannungen übergeben werden. Wir bauen ein neues System hierzu auf, bei dem die Topographie der Schnittfläche mit einem Laserabstandssensor automatisiert vermessen werden soll. Das Abrastern erfolgt über einen x-y-Lineartisch. Für diesen experimentellen Aufbau soll eine Ansteuerungsroutine auf Basis von LabVIEW entwickelt werden. Die Ansteuerung und die Datenerfassung sollen über eine intuitiv zu bedienende GUI erfolgen. Im Rahmen des Projektes soll die Vorrichtung in Betrieb genommen und erste reale Experimente durchgeführt werden.
Institut: IAM-WK
Vorkenntnisse: keine

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.
Institut: IAM-WK
Vorkenntnisse: keine

Simulation der Wärmeübertragung bei Fluidströmung in 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.
Institut: IAM-MMS
Vorkenntnisse: Stoff- Wärmetransport, Strömungsdynamik

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.
Institut: IAM-MMS
Vorkenntnisse: Technische Mechanik, Interesse an Programmieren

Simulation der Dosisverteilung in Resistmaterialien für die Tiefenröntgenlithographie
Im Mittelpunkt des Projekts steht die Modellierung des Tiefenröntgenlithographieprozesses zur Herstellung von 3D-Mikrostrukturen, bei dem die Probe unter einer festen Röntgenmaske bzw. einem festen Röntgenmuster rotiert. Mithilfe von Monte-Carlo-Simulationen (z. B. mit dem Programm PENELOPE oder Python-Bibliotheken) werden Sie die räumliche Dosisverteilung evaluieren, die Resistentwicklung bewerten und untersuchen, wie die Rotationsbelichtung die endgültige Strukturgeometrie beeinflusst. Die gewonnenen Daten werden analysiert, um die Tiefenröntgenlithographie für die 3D-Mikro- und Nanostrukturierung weiterzuentwickeln.
Institut: IMT
Vorkenntnisse: keine

Ein balancierender 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.
Institut: ITM
Vorkenntnisse: Freude am Programmieren, Interesse an Dynamik

Geometrische Approximation von Faserorientierungen zur Prozessoptimierung im Leichtbau
Die Entwicklung robuster Leichtbaustrukturen erfordert belastbare Simulationsmodelle und schnelle Optimierungsmethoden. Ein entscheidender Faktor ist dabei die lokale Faserorientierung, deren detaillierte Berechnung in Fertigungssimulationen oft sehr zeitaufwendig ist. Dieses Projekt nutzt die Eikonal-Gleichung als effizientes geometrisches Ersatzmodell zur schnellen Approximation dieser Prozessinformationen. Ziel ist die Implementierung dieses mathematischen Ansatzes in ein modernes Simulationsframework, um Orientierungsverteilungen unmittelbar für die Strukturanalyse bereitzustellen. Dies ermöglicht eine deutlich beschleunigte Optimierung von Bauteilen unter Berücksichtigung fertigungsrelevanter Daten und unterstützt somit maßgeblich die effiziente Prozess- und Bauteilentwicklung im Leichtbau.
Institut: FAST-LBT
Vorkenntnisse: Spaß und Interesse am Programmieren in Python

In diesem Bereich werden keine Projekte angeboten.

Experimentelle Charakterisierung eines Modellwindkanals
Die Studierenden übernehmen die Rolle eines Windkanalherstellers, mit dem Ziel einen funktionsfähigen Windkanal zu entwickeln. Dafür wurde bereits ein erster Modellwindkanal 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.
Institut: ISTM
Vorkenntnisse: Strömungslehre bestanden / passed fluid mechanics

Implementierung und Validierung von faltenden neuronalen Netzen
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.
Institut: IAI
Vorkenntnisse: keine

Abweichungsfortpflanzung beim Fügen: Statistische Simulation der Baugruppenabweichung über verschiedene Fügelagen
Einzelne gefertigte Bauteile weichen innerhalb ihrer Toleranzfelder zufällig von der Idealgestalt ab. Beim Fügen zweier solcher Teile überlagern sich diese Abweichungen. Das Ergebnis ist eine Baugruppenabweichung, die je nach Teilekombination und Fügelage variiert. Dabei können sich die Einzelabweichungen je nach relativer Orientierung der Fügepartner gegenseitig verstärken, aufheben oder dazwischen liegen. Ziel dieses Projekts ist es, zunächst ein Überblick über bestehende Ansätze und Lösungen in diesem Bereich zu verschaffen, und anschließend ein Simulationstool zu entwickeln, das am Beispiel einer Welle-Nabe-Paarung die statistische Verteilung der resultierenden Baugruppenabweichung über viele Teilekombinationen und Fügelagen berechnet und visualisiert.
Institut: wbk
Vorkenntnisse: Vorkenntnisse in Python vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich

In diesem Bereich werden derzeit keine Projekte angeboten.

Design und Umsetzung eines Bildverarbeitungssystems für die automatische Layouterkennung in modularen Intralogistiksystemen
In modularen intralogistischen Systemen ist die automatische Erkennung der aktuellen Anlagenkonfiguration eine zentrale Voraussetzung für flexible Materialflüsse und rekonfigurierbare Produktionsumgebungen. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Implementierung eines kamerabasierten Bildverarbeitungssystems zur automatischen Bestimmung der Modulposen in einem realen, kleinskaligen cyber-physischen Demonstrator (MMH Lab). Das System soll mehrere deckenmontierte RGB-Kameras zur Erfassung des Layouts verwenden. Ergänzend soll ein aktiv schaltbares LED-Segment-System auf den Modulen konzipiert und implementiert werden, um die visuelle Erkennbarkeit gezielt zu verbessern und Mehrdeutigkeiten in der Pose- und Modulidentifikation zu reduzieren. Auf Basis der detektierten Modulposen wird die Topologie des Gesamtsystems rekonstruiert und über MQTT bereitgestellt.
Institut: IFL
Vorkenntnisse: keine

Modulentwicklung zur automatisierten Sanduntersuchung
Die Bodenmechanik beschäftigt sich unter anderem mit dem mechanischen Verhalten von granularen Materialien (z.B. Sand). Letztere werden mittels Laborversuche charakterisiert und mechanisch untersucht, um Kennwerte bezüglich der Steifigkeit und der Festigkeit des Bodens abzuleiten. Diese Untersuchungen erfolgen in der Regel manuell. Um eine hohe Reproduzierbarkeit und Probengenauigkeit zu ermöglichen sollen die Schüttversuche durch ein modular erweiterbares Robotersystem automatisiert werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung weiterer Module zu Versuchen an Schüttgut (bspw. Siebung, lockerste Lagerung, dichteste Lagerung, Schüttkegelversuch) unter Verwendung eines Roboterarms und Einbindung in den Steuerungsablauf und die universelle Schnittstelle eines bestehenden Robotersystems.
Institut: wbk
Vorkenntnisse: keine

multifaktorielle Teststrategie für gebrauchte elektronische Produkte
Im Zuge der Wiederverwendung gebrauchter Leiterplatten gewinnt die Auswahl geeigneter Inspektions- und Messtechniken zunehmend an Bedeutung. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung verschiedener Verfahren für das Elektronik-Repair sowie deren Automatisierung mittels Machine Vision und KI-basierter Defekterkennung (z. B. Heatmaps). Dazu wird bei Konstruktiv ein neuer, modularer Teststand entwickelt, der eine mehrachsige Positionierung, Achsansteuerung sowie die automatisierte Erfassung von Mess- und Bilddaten ermöglicht. Die Daten sollen zur automatisierten Bewertung und Klassifikation von Defekten genutzt werden. Abschließend erfolgt eine Bewertung der Verfahren hinsichtlich Aussagekraft, Automatisierbarkeit, Aufwand und Integrationsfähigkeit in bestehende Prozesse. Ziel ist es, Ansätze für ein skalierbares, KI-gestütztes Inspektionssystem zu entwickeln.
Institut: wbk
Vorkenntnisse: Elektronik-Interesse, Praktisches Arbeiten, Bereit für die EInarbeitung Machine Leaning, Automatisierung

Erstellung einer Objekterkennung und -verfolgung in einer Mixed-Reality Umgebung
Bei dieser Arbeit wird ein Objekterkennungsalgorithmus erstellt und auf den Einsatzzweck der Kreislauffabrik angepasst. Das Ziel ist dabei einen Winkelschleifer zu erkennen und seine Position und Orientierung zu bestimmen. Dies kann zuerst anhand von statischen Bildern erfolgen und soll dann an einem Videostream angewendet werden. Das Ganze findet in einer Mixed-Reality Umgebung statt, welche mit Hilfe der Varjo VR Brille und Video-Passthrough erzeugt wird. Am Ende der Arbeit soll es möglich sein innerhalb der MR Umgebung eine einfache Grafik dynamisch über dem Winkelschleifer einzublenden.
Institut: ifab
Vorkenntnisse: Computer Vision Kenntnisse von Vorteil, VR/MR Kenntnisse von Vorteil

Entwicklung VR-Umgebung in Unity für Human-Machine-Symbiose Lab
Im Human-Machine-Symbiosis Lab wird die Interaktion zwischen Mensch und Maschine wissenschaftlich untersucht. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer VR-Umgebung in Unity, die einen realen Arbeitsplatz interaktiv erlebbar macht. Die Studierenden konzipieren und implementieren eine VR-Szene, gestalten Interaktionsmöglichkeiten und dokumentieren die Entwicklung systematisch. Das Projekt verbindet 3D-Modellierung, Softwareentwicklung und nutzerzentriertes Interaktionsdesign und ist ideal für Studierende mit Interesse an XR-Technologien und Mensch-Maschine-Interaktion.
Institut: IPEK
Vorkenntnisse: keine

Generationsübergreifende Analyse, Konzeptionierung und Weiterentwicklung einer Blechkonstruktion (Oberhitzegrill).
In der Projektarbeit besteht die Möglichkeit, die generationsübergreifende Weiterentwicklung einer Blechkonstruktion am Beispiel eines Oberhitzegrills zu analysieren, eine neue Anpassung zu konzeptionieren und abschließend ein Teilsystem der Blechkonstruktion selbst zu konstruieren. Dazu werden zunächst vorhandene Planungs- und Konstruktionsergebnisse aus dem Live-Lab GSD analysiert. Der Austausch mit einem parallel laufenden Forschungsprojekt sowie die Teilnahme an interuniversitären Projekttreffen an der TUHH sind möglich. In der Analyse sollen typische Fehler und Herausforderungen der Entwicklung identifiziert werden. Darauf aufbauend wird für ein ausgewähltes Teilsystem der Blechkonstruktion eine Anpassung geplant und konzeptioniert. Abschließend wird diese Anpassung in der letzten Projektphase in einem CAD-Modell konstruktiv umgesetzt.
Institut: IPEK
Vorkenntnisse: CAD (Fusion360) hilfreich - nicht erforderlich, Blechkonstruktion hilfreich - nicht erforderlich

Additive Fertigung einer Wechselstation für Vakuum-Sauggreifer
Im Rahmen des Projekts soll eine Wechselstation für Vakuum-Sauggreifer auf Basis eines Schmalz-Endstücks entwickelt und prototypisch aufgebaut werden. Ziel ist es, einen zuverlässigen und dichten Wechselmechanismus zu entwickeln, der den Einsatz unterschiedlicher Greiferaufsätze ermöglicht. Der Wechsel der Aufsätze kann zum einen durch den Einsatz eines Roboterarms (UR5) mithilfe einer Python-Programmierung erfolgen. Zum anderen besteht die Möglichkeit, einen mechatronischen Mechanismus in die Station zu integrieren, um den Wechsel zu realisieren. Die Station soll konstruiert und anschließend mithilfe des 3D-Drucks gefertigt werden. Darüber hinaus sind Vakuumkanäle, Verriegelungen und Führungen auszulegen. Abschließend soll das System hinsichtlich des Mechanismus und seiner Dichtigkeit geprüft werden.
Institut: IFL
Vorkenntnisse: CAD, Python von Vorteil

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 Anforderun-gen 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.
Institut: FAST-IFF
Vorkenntnisse: Grundkentnisse im Bereich Signalverarbeitung und Sensorik, Grundkenntnisse im Bereich Softwarearchitektur für Echtzeitsysteme, Interesse an Human-Computer Interaction (HCI)

Adaptiver frei einstellbarer Schraubmontageprüfstand
In der Projektarbeit soll ein Prüfstand zur Schraubmontage konstruktiv entwickelt und experimentell untersucht werden. Dafür sind ein geeigneter Anwendungsfall mit Schraubgröße und Zielmoment festzulegen sowie Antrieb und Übersetzung so auszuwählen, dass die Montage realistisch abbildbar ist. Der mechanische Aufbau soll so gestaltet werden, dass die Prüfteile (Schraubenverbindung) sicher aufgenommen und belastet werden können. Ergänzend ist passende Messsensorik zu integrieren, um Vorspannkraft, Drehmoment und Drehwinkel während der Montage zu erfassen. Abschließend soll die Motorregelung erarbeitet und der gesamte Prüfaufbau sowie die Messkette verifiziert werden.
Institut: IPEK
Vorkenntnisse: keine

Smart Feed Monitoring: Entwicklung eines optischen Retrofit-Kits für Scheibenförderer in der additiven Fertigung
In High-Speed Directed Energy Deposition-Prozessen (HS-DED) ist eine exakt bestimmbare Pulverfördermenge entscheidend für die Bauteilqualität. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Retrofit-Kits für Scheibenförderer zur kontinuierlichen Überwachung des Pulverstroms. Ein kompakter LIDAR-Sensor erfasst berührungslos die Schütthöhe des Pulvers in der Nut der Förderscheibe. Basierend auf dieser Messung berechnet ein Mikrocontroller mittels Python-Skript die geförderte Menge in Echtzeit. Das Projekt umfasst Hardwareauswahl, mechanische Integration sowie Softwareentwicklung zur Sensorauswertung und Kalibrierung. Der Schwerpunkt liegt auf der softwareseitigen Verarbeitung der Sensordaten. Das System soll eine kostengünstige Nachrüstung bestehender Anlagen ermöglichen und die Prozessüberwachung sowie die Stabilität des Fertigungsprozesses deutlich verbessern.
Institut: wbk
Vorkenntnisse: Python, Matlab von Vorteil, aber nicht zwingend benötigt

Safety Analytics für automatisierte Fahrzeuge: Entwicklung eines Controllcenter-Dashboards zur Erkennung sicherheitsrelevanter Szenarien
Ziel ist die Entwicklung eines Dashboards in Foxglove, einer Plattform zur Visualisierung und Analyse von Fahrzeug- und Sensordaten, zur Erkennung und Bewertung sicherheitsrelevanter Fahrszenarien für Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und automatisiertes Fahren (AD). Als Datenbasis dienen aufgezeichnete reale Fahrszenarien des Event Data Recorders (EDR) eines Forschungsfahrzeuges. Das Dashboard soll sensorgestützte Fahrzeug- und Umfelddaten visualisieren und die Analyse sowie Bewertung sicherheitskritischer Szenarien anhand definierter Kennzahlen und Metriken im Zeitverlauf ermöglichen. In einem ersten Schritt werden hierzu aus den zahlreichen auf dem CAN-Bus verfügbaren Signalen relevante Daten identifiziert und experimentell analysiert, um Trigger zur Erkennung sicherheitskritischer Ereignisse zu entwickeln, zu testen und zu vergleichen. Dadurch können relevante Ereignisse systematisch identifiziert und ausgewertet werden. Ziel ist es, das entwickelte Dashboard sowie die definierten Trigger im Rahmen von praktischen Versuchen mit dem Forschungsfahrzeug zu testen und zu validieren.
Institut: IPEK
Vorkenntnisse: keine

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.
Institut: FAST-Mobima
Vorkenntnisse: Grundlagen der Hydraulik, Programmiererfahrung

Gestaltung eines Muschelernte-Robotiksystems für Floating-Photovoltaik-Anlagen
Floating-Photovoltaik-Anlagen (FPV-Anlagen) werden zunehmend in Flüssen und küstennahen Gewässern eingesetzt und sind ein wichtiger Bestandteil der erneuerbaren Energieversorgung. Ein zentrales Problem stellt der Muschelbewuchs auf den Floatern dar, der zu zusätzlicher Belastung führen und im Extremfall Schäden an den Anlagen verursachen kann. Ziel dieses Projekts ist die konzeptionelle Entwicklung eines Robotiksystems zur automatisierten Entfernung und zum Abtransport von Muscheln. Aufbauend auf bestehenden kommerziellen Unterwasserplattformen sollen geeignete Anpassungs- und Integrationskonzepte erarbeitet werden. Die Studierenden führen eine Marktanalyse durch und entwickeln ein Systemkonzept, einschließlich der Systemarchitektur (ein oder mehrere Roboter), der Dimensionierung sowie möglicher Verfahren zur Muschelentfernung und Integration in bestehende Plattformen.
Institut: FAST-Mobima
Vorkenntnisse: Maschinengestaltung

Entstehung, Bedeutung und Folgen von Reifen-Fahrbahn-Emissionen in Deutschland und der Europäischen Union
Neben den bekannten Emissionen durch Abgase rücken in den letzten Jahren nicht-abgasbedingte Emissionen in den Fokus. Dazu zählt Bremsen-, Reifen- und Straßenabrieb, der teilweise zur Mikroplastik-Verschmutzung beiträgt. Ziel der Projektarbeit ist eine detaillierte Analyse der Mechanismen, die zur Entstehung dieser Partikel führen, und der empirischen Datenbasis. Dazu sollen die Entstehungsmechanismen der Reifen-Fahrbahn-Partikel und ihre Relevanz durch eine Literaturrecherche untersucht werden. So soll ein umfassendes Bild zu den Entstehungsmechanismen der Partikelgrößen, deren emittierter Menge und ihren negativen Auswirkungen entstehen. Da die Datenbasis zur Reifenemission gering ist, können alternative Lösungswege wie Hochrechnungen basierend auf Emissionsfaktoren und Fahrleistungen pro Fahrzeugklasse erforderlich sein.
Institut: FAST-IFF
Vorkenntnisse: Englisch fließend

Untersuchung der Verkehrsströme am Campus Nord und Entwicklung eines Betriebskonzepts zur Integration eines hochautomatisierten Systems in den Karlsruher Schienenpersonennahverkehr
Im Rahmen eines aktuellen Forschungsvorhabens soll langfristig eine hochautomatisierte Bahnverbindung zwischen dem Campus Nord und dem derzeitigen Liniennetz des Karlsruher Schienenpersonennahverkehrs geschaffen werden. Die Studierenden führen eigene Verkehrserhebungen verschiedener Verkehrsmittel durch, analysieren reale Verkehrsströme und identifizieren Spitzenzeiten. Auf Basis der gesammelten Daten werden bestehende Linienstrukturen bewertet, betriebliche Randbedingungen abgeleitet und ein mögliches Integrationskonzept erarbeitet. Das Ergebnis ist ein Konzeptvorschlag, der aufzeigt, wie eine automatisierte Bahn sinnvoll in das bestehende Verkehrssystem eingebunden werden kann (z. B. feste Taktung, bedarfsorientiertes Angebot).
Institut: FAST-BST
Vorkenntnisse: keine

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.
Institut: IATF
Vorkenntnisse: Excel, Python oder MATLAB Programmierung

Numerische Untersuchung einer Turbinenschaufel
Thermische Strömungsmaschinen, etwa stationäre Gasturbinen und Flugzeugtriebwerke sind zentrale Systeme der Energie- und Antriebstechnik. In der Turbine erfolgt die Umwandlung von Strömungsenergie in mechanische Leistung durch die Umlenkung der Strömung an den rotierenden Turbinenschaufeln, die großen thermo-mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. In diesem Projekt untersuchen die Studierenden eine Turbinenschaufel hinsichtlich ihrer Umströmung, mechanischen und thermischen Belastung. Hierzu bauen die Studierenden mittels einer Simulationssoftware geeignete numerische Modelle auf, führen Simulationen durch und bereiten die Ergebnisse auf. Anschließend werden die Ergebnisse analysiert und diskutiert mit besonderem Fokus auf die Interaktionen und Randbedingungen, um mögliche Schlussfolgerungen bezüglich des Gesamtsystems zu ziehen.
Institut: IST
Vorkenntnisse: Kenntnisse in Strömungsmechanik vorteilhaft

Modellierung thermischer Energiespeicher für Einfamilienhäuser mit Wärmepumpe
Für die Wärmewende im Gebäudesektor ist die Umstellung von fossilen auf erneuerbare Heizsysteme zentral. Die Wärmepumpe stellt für Einfamilienhäuser eine wichtige Technologie dar. Neben der Wahl der Wärmequelle spielt die Systemintegration – insbesondere die Auslegung thermischer Speicher – eine entscheidende Rolle für Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Komfort. In der Projektarbeit werden thermische Speichertechnologien modelliert sowie deren Dimensionierung und der Einfluss verschiedener Betriebsstrategien auf das Gesamtsystem untersucht. Ein Schwerpunkt liegt auf der Kopplung mit einer hauseigenen Photovoltaikanlage (PV), deren fluktuierende Stromerzeugung spezifische Anforderungen an das Last- und Speichermanagement stellt. Ziel ist die Entwicklung und thermodynamische Bewertung geeigneter Betriebsstrategien zur Steigerung von PV-Eigenverbrauch und Gesamteffizienz.
Institut: ITT
Vorkenntnisse: keine

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Experimentelle Untersuchungen zum elastokalorischen Kühlen mit Polymerfolien

Institut: IMT
Vorkenntnisse: keine

Entwicklung eines Steuerungssystems für eine 3D-gedruckte Drohne
Die Kombination von Mikrocontrollern und 3D-Druck ermöglicht neue Ansätze für die Konstruktion und Steuerung unbemannter Fluggeräte. Elektrisch betriebene Multikopter gelten als nachhaltige Transportmittel, da sie lokal emissionsfrei betrieben werden können. Für einen energieeffizienten Betrieb ist eine präzise Steuerung der Antriebseinheit erforderlich. In diesem Projekt wird eine Drohne mit vier Propellern weiterentwickelt, die mithilfe von Arduino und LabView gesteuert werden soll. Die Teilnehmer sollen die Drohne eigenständig instrumentieren, Regelungsalgorithmen entwickeln und diese praktisch im Flug testen. Dadurch werden theoretische Konzepte der Regelungstechnik direkt an einem realen System untersucht und validiert. Das Ziel ist ein möglichst stabiler Schwebeflug über einen längeren Zeitraum.
Institut: IST
Vorkenntnisse: Erfahrung mit Arduino vorteilhaft, Erfahrung mit LabView vorteilhaft