Integration eines Mikrothermoelements in ein Werkzeug

Beschreibung und Inhalt der anstehenden Arbeiten

Die Erfassung von Oberflächentemperaturen an Werkzeugen und Werkstücken während des Zerspanungsprozesses liefert wichtige Informationen über die thermischen Belastungen und die zugrunde liegenden Prozessmechanismen. Im Rahmen dieser Arbeit soll an der Entwicklung eines Mikrothermoelements mitgewirkt werden, das zukünftig in Werkzeugkavitäten integriert werden soll. 

In einer interdisziplinären Kooperation zwischen dem Institut für Spanende Fertigung (Fakultät Maschinenbau) und dem Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik (Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik) werden zunächst einfache Mikrothermoelemente entwickelt. Darüber hinaus werden Verfahren zur konformen Beschichtung von Werkzeugkavitäten mit hohen Aspektverhältnissen untersucht und weiterentwickelt.

Hierfür kommen fortschrittliche Fertigungsverfahren und Technologien wie Sputter- und Atomlagenabscheidung (ALD), UV-Lithographie sowie Plasmaätzen zum Einsatz. Die experimentellen Arbeiten finden in den Reinräumen des Lehrstuhls für Mikro- und Nanoelektronik statt. In enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Spanende Fertigung wird die iterative Entwicklung der Mikrothermoelemente konzeptionell begleitet und hinsichtlich der Anforderungen während des Spanprozesses bewertet und optimiert.

Im Rahmen der Ausschreibung können mehrere experimentelle Bachelor- und/oder Masterarbeiten mit unterschiedlichen fachlichen Schwerpunkten betreut werden.

Mögliche Aufgabenbereiche umfassen:

• Deposition thermoelektrisch wirksamer Heterostrukturen auf Mikronadeln
• Entwicklung und Optimierung von Depositionsprozessen zur konformen Beschichtung von Werkzeugkavitäten mit hohen Aspektverhältnissen
• Mikrostrukturanalyse abgeschiedener Dünnschichten mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Atomkraftmikroskopie (AFM), energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und/oder Raman-Mikroskopie
• Analyse und Charak­teri­sierung einfacher Mikrothermoelemente mithilfe gepulster Laser
• Auswertung, Aufbereitung und Interpretation experimenteller Daten

Voraussetzungen

Gesucht werden motivierte Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau oder Elektrotechnik mit Interesse an:

• Fertigungstechnik, insbesondere Dünnschichttechnik
• Messtechnik
• experimenteller Forschung

Kenntnisse in der Dünnschichttechnik sowie grundlegende Kenntnisse in Python sind von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich.