Student Verfahrenstechnik, Kunststofftechnik, Maschinenbau o.ä. (m/w): Entwicklung von thermisch und mechanisch hochbelasteten Faserverbund-strukturen

Ihre Mission:

Im Hubschrauberbau werden durch die Architektur der Zelle und die Anordnung der Triebwerke Strukturbaugruppen thermal sehr stark belastet. Durch die Erweiterung der Einsatzbedingungen werden die Anforderungen an die Werkstoffe zukünftig stark ansteigen. Hier besteht beispielsweise der Trend durch Einsatz stärkerer Triebwerke mehr Leistung und somit erhöhte Agilität sowie höhere Geschwindigkeiten zu erzielen. Diese Triebwerke emittieren jedoch bei gleichbleibenden Abmaßen eine deutlich stärkere Wärmestrahlung. Dementsprechend steigen die thermischen Anforderungen (Einsatztemperatur, Brandverhalten etc.) an die Triebwerksverkleidungen und die Strukturen. Zudem sollen die neuen Materialien zu einer Gewichtsreduktion des Hubschraubers beitragen, so dass die bisher verwendeten metallischen Werkstoffe für den „Heißbereich“ praktisch ausgeschlossen sind und das Ziel nur durch Faserverbundkunststoffe (FVK) erreicht werden kann.

Heutige Faserverbundkunststoffe für triebwerksnahe Flugzeugkomponenten (Sekundärstrukturen), die Dauergebrauchstemperaturen von weit über 200°C erfordern, werden überwiegend aus Polyimid- und Bismaleinimid-Prepregs gefertigt. Eine Alternative stellen Infusionsharzsysteme z.B. auf Basis von Cyanatestern (CE) dar, die aufgrund ihrer exzellenten Eigenschaften, wie z.B. geringe Wasseraufnahme und Wärmeformbeständigkeit, für Marsfahrzeuge, Weltraumantennen sowie auch in der militärischen Luftfahrt eingesetzt werden. Gegenwärtig wird der Einsatz der CE-Harze aber limitiert durch die recht hohen Harzpreise und die hohen Anforderungen an den Verarbeitungsprozess (hohe Injektionstemperaturen und sehr hohe Härtungstemperaturen, sowie Feuchtigkeitsempfindlichkeit während des Härtungsprozesses).  Auch BMI-Harze behalten ihre exzellenten mechanischen Eigenschaften bis zu einer Temperatur von 250°C bei, sind chemisch sehr beständig und zeigen ein günstiges Brandverhalten. Um die Sprödigkeit zu reduzieren, basieren die meisten formulierten Produkte auf Copolymerisaten. Zwar sind sie preiswerter, zeigen aber eine vergleichbare Verarbeitungsproblematik wie die CE-Harze. Aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften trotz des höheren Preisniveaus werden CE- und BMI-Harze als Matrixwerkstoff für Leichtbaufaserverbunde in der zivilen Luftfahrt immer interessanter und machen einen erhöhten Forschungs- und Entwicklungsbedarf in Hinsicht auf Verarbeitbarkeit und werkstoffliche Charakterisierung erforderlich.


In dem beschriebenen Forschungsgebiet ergeben sich die folgenden Aufgabenstellungen zur Bearbeitung:

  • Literaturrecherche zu Hochleistungshochtemperaturharzsystemen
  • Identifizierung und Charakterisierung geeigneter Harzsysteme
  • Unterstützung bei der Anpassung der Versuchs- und Prüfeinrichtungen auf die erhöhte Temperaturanforderung
  • Herstellung und Charakterisierung von Verbundwerkstoffen und Verbundwerkstoffsystemen mit verbessertem Thermalmanagement

In einem persönlichen Gespräch stellen wir die Aufgabe und das Institut gerne ausführlich vor.

Ihre Qualifikation:

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Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Schwerbehinderte Bewerberinnen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Studien-/ Abschlussarbeit, Praktikum

November 2014

mind. 3 Monate

Vollzeit

DLR-Standort Braunschweig

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DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

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Fachliche/r Ansprechpartnerin :

Alexandra Kühn

Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik Tel.: +49 531 295-3723

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Jens Bachmann

Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik Tel.: +49 531 295-3218

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Praktikum

Einstiegsarten

Raus aus dem Hörsaal, rein in die großen Menschheits- und Zukunftsthemen – am besten noch vor dem Studienabschluss!

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