Index

Ausgangssituation:

Beim induktiven Kompaktieren primärisolierter Hochfrequenzlitzen (HF-Litzen) werden während des Prozesses umfangreiche Maschinen- und Induktionssystemdaten erfasst. Diese Daten enthalten potenziell die Information, mit der die resultierende Verbindungsqualität bereits während des Prozesses prädiziert werden kann, was eine Grundvoraussetzung für eine spätere Inline-Qualitätsüberwachung im industriellen Kontext darstellt.

Aus mehreren bereits abgeschlossenen Versuchsreihen am Lehrstuhl liegt ein umfangreicher Datenpool vor, dessen systematische Konsolidierung und Modellierung jedoch noch aussteht. Ziel der Arbeit ist es, aus diesen Bestandsdaten ein datenbasiertes Prozessmodell abzuleiten, das die Korrelation zwischen Prozesssignalen und Verbindungsqualität herstellt und damit die Basis für eine prozessbegleitende Qualitätsüberwachung schafft.

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:

• Literaturrecherche
  • Methoden der datenbasierten Prozessmodellierung in der Fügetechnik
  • Signalbasierte Qualitätsprädiktion bei Fügeprozessen
• Datenkonsolidierung
  • Sichtung und Vereinheitlichung der bestehenden Maschinen- und Induktionssystemdaten aus mehreren Versuchsreihen
  • Bewertung der Datenqualität, Identifikation von Lücken und Inkonsistenzen
• Feature-Engineering und Modellentwicklung
  • Extraktion prozessrelevanter Merkmale aus Kraft-Weg-Verläufen, Generatorleistungsdaten und Pyrometriesignalen
  • Aufstellung statistischer und maschineller Lernmodelle zur Prädiktion von Kompaktierungsgrad, elektrischem Widerstand und Fehlprobenrate
• Validierung
  • Bewertung der Modellgüte mittels Kreuzvalidierung und Hold-out-Analysen
  • Identifikation der prädiktivsten Prozessmerkmale (Feature Importance)
• Bewertung & Dokumentation
  • Erarbeitung eines Konzepts zur Inline-Anwendbarkeit der entwickelten Modelle
  • Formulierung von Empfehlungen für eine spätere prozessbegleitende Qualitätsüberwachung

Voraussetzungen zur Bewerbung:

• Studiengang: Studium des Maschinenbaus, der Mechatronik, der Elektrotechnik, des Wirtschaftsingenieurwesens, IPEM, oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs
• Fachkenntnisse: Sichere Programmierkenntnisse in Python; Grundlagen in Statistik und Datenanalyse; idealerweise erste Erfahrungen mit maschinellen Lernverfahren
• Arbeitsweise: Strukturierte, analytische und eigenständige Arbeitsweise; Bereitschaft, sich in domänenspezifische Prozessdaten und produktionstechnische Zusammenhänge einzuarbeiten
• Sprachkenntnisse: Gute Deutsch- oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an: miriam.eichinger@faps.fau.de

Ausgangssituation:

Induktive Ladepads für elektrische Fahrzeuge erfordern hochzuverlässige und effiziente Kontaktierungen, insbesondere bei der Verwendung von primärisolierten HF-Litzen aus Aluminium. Aluminium bietet Vorteile wie geringes Gewicht und gute Leitfähigkeit, stellt jedoch besondere Anforderungen an die Kontaktierung aufgrund seiner Oxidationsanfälligkeit und mechanischen Eigenschaften. Ziel ist es, die Machbarkeit und Zuverlässigkeit der Kontaktierung zu demonstrieren.

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:

• Literaturrecherche: Untersuchung bestehender Kontaktierungstechniken für Aluminiumlitzen.

• Konzeptentwicklung: Proof of Concept, der die Kontaktierung von HF-Litzen qualifiziert.

• Versuchsdurchführung: Testen der Kontaktierungen unter realistischen Bedingungen (z. B. Temperaturzyklen, Strombelastung) und Bewertung der elektrischen und mechanischen Stabilität.

• Dokumentation: Auswertung der Ergebnisse und Erstellung einer detaillierten Dokumentation einschließlich Empfehlungen für die weitere Entwicklung.

Voraussetzungen zur Bewerbung:

• Fachkenntnisse: Grundkenntnisse in Elektrotechnik und Materialwissenschaften, sowie Interesse an experimenteller Arbeit.

• Arbeitsweise: Selbstständige, strukturierte und präzise Arbeitsweise sowie Teamfähigkeit.

• Sprachkenntnisse: Gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift; Englischkenntnisse sind von Vorteil für die Literaturrecherche.

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an:

miriam.eichinger@faps.fau.de

Sollten Sie in die engere Auswahl kommen, werden Sie per Mail kontaktiert. Ein Anruf ist nicht notwendig.

Ausgangssituation:

Das induktive Kompaktieren ist ein vielversprechendes Verfahren zur direkten, kontaktelementfreien Verbindung primärisolierter Hochfrequenzlitzen (HF-Litzen) für Anwendungen wie induktive Ladepads und elektrische Antriebe. Durch das Zusammenspiel aus induktiver Werkzeugerwärmung und mechanischem Verpressen wird die Litze form- und teilweise stoffschlüssig kompaktiert und dabei zugleich die Primärisolation thermisch entfernt.

Während für Prozess für Kupferlitzen bereits ein erster Proof-of-Concept vorliegt, treten bei Aluminiumlitzen werkzeugseitige Herausforderungen auf, insbesondere starke Adhäsionseffekte am Werkzeug, ungleichmäßige Gratbildung und eine erhöhte Fehlprobenrate. Erste Untersuchungen am Lehrstuhl haben gezeigt, dass alternative Werkzeuggeometrien sowie Hartstoffbeschichtungen für Kupferlitzen deutliche Prozessverbesserungen bewirken. Die Übertragung dieser Erkenntnisse auf Aluminium und die Ableitung einer robusten Prozessauslegung für Al-HF-Litzen stehen aus.

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:

• Literaturrecherche
  • Werkzeugbeschichtungen für Umform- und Fügeprozesse mit Aluminium
  • Stand der Forschung zum Kontaktieren von HF-Litzen
• Versuchsplanung
  • Konzeption einer Versuchsmatrix für alternative Werkzeuggeometrien und Hartstoffbeschichtungen
  • Festlegung des Parameterraums und der Bewertungskriterien
• Versuchsdurchführung
  • Systematische Kompaktierversuche an Aluminium-HF-Litze am bestehenden Versuchsstand
  • Metallographische Probenpräparation und Dokumentation des Werkzeugzustands
• Auswertung
  • Quantifizierung von Kompaktierungsgrad, elektrischem Widerstand und Fehlprobenrate mittels Lichtmikroskopie, 3D-Laserscanning-Mikroskopie und Vierleitermessung
  • Statistische Auswertung der Versuchsergebnisse
• Bewertung & Dokumentation
  • Vergleichende Bewertung der untersuchten Werkzeugkombinationen
  • Ableitung einer Best-Practice-Empfehlung für die weiterführende Verfahrensentwicklung

Voraussetzungen zur Bewerbung:

• Studiengang: Studium des Maschinenbaus, der Mechatronik, des Wirtschaftsingenieurwesens, IPEM oder eines vergleichbaren technischen Studiengangs
• Fachkenntnisse: Grundkenntnisse in Werkstoffkunde und Fertigungstechnik; Interesse an experimenteller Laborarbeit und metallographischer Probenpräparation
• Arbeitsweise: Strukturierte, sorgfältige und eigenständige Arbeitsweise; Bereitschaft, sich in metallographische Probenpräparations- und Auswertungsmethoden einzuarbeiten
• Sprachkenntnisse: Gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an: miriam.eichinger@faps.fau.de

Hintergrund
Die Fertigung elektrischer Antriebe, wie etwa Hairpin-, Continuous-Hairpin- oder Axialflussmaschinen, erfordert eine präzise Kontrolle von Material und Prozess. Ein zentraler Schritt ist das Richten von Flachdraht, das bislang auf festen Parametern und Erfahrungswissen basiert. Dabei werden Schwankungen im Material nur unzureichend berücksichtigt. Das Ziel besteht darin, diesen Prozess mithilfe moderner Sensorik, Messtechnik und innovativer Regelungsansätze weiterzuentwickeln, um die Produktionsqualität effizient zu steigern.

Mögliche Aufgabenstellungen
Studentische Arbeiten können zu einem der folgenden Themen erarbeitet werden:

• Integration eines Interferometers zur Isolationsschichtdickenmessung
• Modellierung und Simulation des Richtprozesses
• Weiterentwicklung einer flexiblen, mechanischen Abisolierstation für Flachdraht
• SPS-Programmierung einer Schwenkbiege-Anlage zum 2D-Biegen von Flachdraht

Die detaillierten Inhalte und Aufgabenstellungen werden in einem persönlichen Gespräch besprochen.

Anforderungsprofil

• Interesse an der Produktion elektrischer Traktionsantriebe
• Je nach Themengebiet sind Grundkenntnisse in Konstruktion, Messtechnik, Programmierung, Datenanalyse (KI/ML) oder Regelungstechnik erforderlich.
• Freude an praktischer Arbeit (Versuchsreihen, Messtechnik, Anlagenaufbau)
• Analytisches, strukturiertes und selbstständiges Arbeiten
• Teamfähigkeit und Kommunikationsstärke
• Gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Bewerbung
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung mit

• Lebenslauf
• Aktuellem Notenspiegel
• Angabe der bevorzugten Aufgabenstellung

per E-Mail an anja.preitschaft@faps.fau.de

Wichtig: Bewerbungen ohne konkrete Nennung eines Themenbereichs können leider nicht bearbeitet werden.

Ausgangslage:

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.

Mögliche Aufgabenstellung

Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

• Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
• Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
• Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
• Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen

Hinweise und Bewerbung:

• Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
• Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
• Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Maximilian Kneidl
Maximilian Kneidl, M.Sc. info@seamless-energy.com

Ausgangslage:

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.

Mögliche Aufgabenstellung

Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

• Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
• Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
• Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
• Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen

Hinweise und Bewerbung:

• Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
• Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
• Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Maximilian Kneidl
Maximilian Kneidl, M.Sc. info@seamless-energy.com

Ausgangslage:

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.

Mögliche Aufgabenstellung

Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

• Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
• Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
• Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
• Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen

Hinweise und Bewerbung:

• Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
• Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
• Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Michael Weigelt info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Maximilian Kneidl

Aufgabenstellung:

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, eine neuartige Drahtbremse/Drahtzugregelung in Betrieb zu nehmen und in das bestehende System zu integrieren. Zur Verfügung steht hierbei eine Universalwickelmaschine vom Typ NWS/s, des deutschen Herstellers Aumann. Die Regelung des Drahtzugs hat sehr großen Einfluss auf die Wickelqualität.

Nach erfolgter mechanischer und elektrischer Inbetriebnahme soll die Qualitätssteigerung hinsichtlich der Wicklungsqualität am Beispiel einer definierten Einzelzahngeometrie strukturiert untersucht und ermittelt werden. Dabei kommt ein Quadratleiter der Abmessung 0,4mm x 0,4mm zum Einsatz. Relevanten Größen für die Qualität der Wicklung stellen der Füllfaktor und die Anzahl der Zwickelräume dar, welche maßgeblich durch die aufgebrachte Drahtspannung beeinflusst werden können.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte, welche in Kooperation mit einem Industriepartner erarbeitet werden sollen:

• Einarbeitung in wickeltechnische Prozesse
  • Linearwickeln als direktes Verfahren
  • Alternative, indirekte Verfahren
  • Herausforderungen der Profildrahtverarbeitung
• Inbetriebnahme der Drahtbremse
  • Mechanische Integration
  • Elektrische Integration
  • Implementierung in die Programmierumgebung
• Anwendung der neuen Funktionalität am Demonstrator
• Qualitätskontrolle und Ergebnisdokumentation
  • Bildgebung
  • Taktile Vermessung
  • Elektrische Messung

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
• Konstruktives Geschick (CAD)
• Handwerkliches Geschick
• Interesse am Umgang mit Analgen und Maschinen
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

Ausgangssituation

Längst sind Computerspiele keine reine Spielerei mehr, so können Simulationen von Arbeitsabläufen auf das industrielle Umfeld übertragen werden, um zukünftige Fehler zu vermeiden. Unter anderem bieten KI und XR-Technologien intuitive Simulationstools und die Gaming Engine – Unity ganz neue Möglichkeiten eine interaktive XR-Prozesssimulation und Robotersteuerung und Programmierung. Vorteil dieser Plattform ist, das dass erstellt Szenario sich auf quasi jede Endgerät (VR, AR-Brillen, iPad, PC) exportieren lässt, auch auf Web Anwendungen. Gerade im Umfeld der LEAN-Prozessoptimierung und Fabrikplanung, siehe AR-Demo Anlagenkonzept oder XR-Robotik-Simulation .  Eine einheitliche B2B-“Amazon”-Plattform für fertige Automatisierungslösungen gibt es bisher nicht. Die Abschlussarbeit findet im Kontext des FAPS-X-Start-Up ROBOTOP GmbH statt. Im Rahmen dieser Tätigkeit soll bei der Entwicklung und Erforschung neuer XR/KI-Softwaretools auf Basis von Unity und Blender umgesetzt werden. Dabei koppeln wir die Intuitivität, die Usability und den Spaß von Computerspielen mit der Nützlichkeit von Industriesoftware. Oder in anderen Worten, wie kann es sein, dass ein 12 jähriger in einem Computerspiel ein Weltreich aufbauen kann aber ich für die meisten Industrietools einen Doktortitel benötige um diese zu verstehen, bzw. viele der Industriesoftwarelösungen immer noch aussehen wie Windows 95.

Themenstellung

Vorkenntnisse

Imagevideo ROBOTOP. Link

Homepage: ROBOTOP

Beginn ab sofort möglich

Der Umfang kann entsprechend der Art der Arbeit angepasst werden

Kontakt – bitte einen Termin per Email vereinbaren, mit angefügten Lebenslauf, Notenübersicht sowie telefonischen Kontakt.

Eike Schäffer

Dr.-Ing. Eike Schäffer (M.Sc., M.Sc.)
Mail: eike.schaeffer@faps.fau.de

PS: Bitte geben Sie in Ihrer Bewerbung bzw. in der Mail das Stichwort NextLevelROBOTOP an, damit ich sehe das Sie den Text bis zum Ende gelesen haben sowie schreiben Sie mir warum Sie an dem Thema besonders großes Interesse haben. Unser Team besteht aus sehr innovativen, leistungsbereiten und stark intrinsisch motivierten Menschen. Daher ist uns ein Fit in Hinsicht der Einstellung sehr wichtig. Sowie bewerben Sie sich bitte in deutscher Sprache und nur mit sehr guten Deutschkenntnissen. Mails ohne diese Kriterien werden ignoriert.

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Traktionsmotorenfertigung für elektrisch angetriebene Automobile haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf offenen Formspulen, sogenannten Hairpins, beruhen. Um die komplexe Schaltung der Elektromotoren im Wickelkopf automatisch abbilden zu können, werden vorgefertigte Schaltungen bzw. Schaltringe verwendet. Die Umsetzung der Schaltringe stellt dabei eine Kerntechnologie der Automobil-OEMs dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, mithilfe von öffentlich zugänglichen Quellen verschiedene Konzepte vorgefertigter Schaltelemente bzw. Schaltringe zu vergleichen. Hierfür soll der Aufbau verschiedener Elektromotoren analysiert und verglichen werden. Die Analyse soll sich dabei auf wissenschaftliche Quellen, öffentlich zugängliche Daten und Patente beziehen und einen möglichst breiten Bereich verschiedener Automobilhersteller abdecken.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

• Einarbeitung in die Elektromotorfertigung
  • Einarbeitung in die Schaltung eines Elektromotors
  • Einarbeitung in die Kontaktierung von Traktionsmotoren
  • Einarbeitung in die Wickelkopfformung und -isolation
• Einarbeitung in den Themenbereich vorgefertigte Schaltungen
  • Überblick über verschiedene Formen und Funktionen von Schaltelementen
  • Überblick über die unterschiedlichen Bauelemente von Schaltelementen
• Erarbeitung eines Benchmarking-Konzepts
  • Definition von Benchmarking-Kriterien
  • Übersicht über das Vorgehen
• Durchführung des Benchmarkings
  • Vorstellen der zu vergleichenden Motoren
  • Vergleich der Schaltelemente in den verschiedenen Traktionsantrieben
• Bewertung der Ergebnisse des Benchmarkings

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich elektrischer Traktionsmotoren
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines Elektromotors für Automobile
• Strukturiertes, lösungsorientiertes und wissenschaftliches Arbeiten
• Erfahrungen im Bereich Schaltung und Kontaktierung von Motoren
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Weitere Informationen und Details sind bei Felix Wirthmann erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Bei Interesse werde wir uns zeitnah rückmelden.