Masterarbeit im Bereich Ultrapräzisionstechnik

Job description

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Seit 50 Jahren steht das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik in Berlin für Exzellenz in der Produktionswissenschaft. Wir widmen uns der Verbindung von Wissenschaft und Praxis im Bereich industrieller Produktion und bieten anwendungsorientierte Systemlösungen für die ganze Bandbreite industrieller Aufgaben – von der Produktentwicklung über den Produktionsprozess, die Instandhaltung von Investitionsgütern und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. In der Abteilung Prozesstechnologien richten wir unsere Aufmerksamkeit auf die Fertigung kleinster Geometrien ebenso wie mikrometergenauer Oberflächenstrukturen. Dabei forschen wir sowohl an Aspekten der Mikrostrukturierung, beispielsweise bei Implantaten zur Unterstützung antibakterieller Strategien, als auch an der Entwicklung neuartiger Komponenten und Technologien zur Verbesserung von Prozessabläufen sowie an Innovationen in der Analyse von Fertigungsprozessen und deren Ergebnissen. Hier sorgen Sie für Veränderung Masterarbeit: Fertigung und Charakterisierung ultrapräzisionsgedrehter Spiegel für einen VLEO-Teleskopdemonstrator Ausgangssituation Very-Low-Earth-Orbit-(VLEO-)Satelliten bewegen sich in besonders niedrigen Erdumlaufbahnen. Die geringe Entfernung zur Erdoberfläche ermöglicht eine hohe räumliche Auflösung bei gleichzeitig vergleichsweise kompakten optischen Systemen. Die Realisierung entsprechender Teleskope stellt jedoch hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit und Oberflächenqualität der Spiegel sowie an deren Positionierung innerhalb des optomechanischen Systems. Das Ultrapräzisionsdrehen ermöglicht die direkte Herstellung hochgenauer optischer Oberflächen, insbesondere auf Aluminiumwerkstoffen. Für den geplanten VLEO-Teleskopdemonstrator wurde eine spezielle Halterung entwickelt, in die die im Rahmen dieser Arbeit zu fertigenden Spiegel integriert werden sollen. Zielsetzung Ziel der Masterarbeit ist die fertigungstechnische Umsetzung und messtechnische Charakterisierung der Spiegel eines VLEO-Teleskopdemonstrators. Ausgehend von einem vorhandenen optischen Design und einer speziell entwickelten Spiegelhalterung soll eine geeignete Fertigungsstrategie für die einzelnen Spiegel erarbeitet und praktisch umgesetzt werden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Herstellung der optischen Funktionsflächen mittels Ultrapräzisionsdrehen. Dabei sind neben der Auswahl geeigneter Bearbeitungsparameter insbesondere die Aufspannung, Referenzierung und Zugänglichkeit der Flächen sowie die Schnittstellen zur vorgesehenen Halterung zu berücksichtigen. Die Fertigung der vollständigen Teleskopstruktur und der Halterung ist nicht Bestandteil der Arbeit. Aufgabenstellung Im Rahmen der Arbeit sind folgende Aufgaben zu bearbeiten: Einarbeitung in die optischen und fertigungstechnischen Anforderungen an die Spiegel des VLEO-Teleskopdemonstrators Entwicklung einer geeigneten Fertigungs-, Aufspann- und Referenzierungsstrategie Konstruktion und Herstellung der für die Spiegelbearbeitung erforderlichen Werkstückaufnahmen und Hilfsvorrichtungen Fertigung der optischen Funktionsflächen mittels Ultrapräzisionsdrehen Messtechnische Charakterisierung der gefertigten Spiegel hinsichtlich Formabweichung und Oberflächenrauheit Überprüfung der geometrischen Schnittstellen und der Integrierbarkeit der Spiegel in die vorgesehene Halterung Bewertung der Fertigungsergebnisse sowie Identifikation von Fehlerquellen und Optimierungspotenzialen Erwartete Ergebnisse Als Ergebnis der Arbeit soll ein gefertigter und messtechnisch charakterisierter Spiegelsatz für den VLEO-Teleskopdemonstrator vorliegen. Die Spiegel sollen für die Integration in die speziell entwickelte Halterung vorbereitet sein. Darüber hinaus sollen eine nachvollziehbar dokumentierte Fertigungsstrategie, eine Bewertung der erreichten Form- und Oberflächenqualität sowie Empfehlungen für die Optimierung zukünftiger Spiegelgenerationen erarbeitet werden. Hiermit bringen Sie sich ein Laufendes Masterstudium in Physik, Maschinenbau, Physikalischer Ingenieurwissenschaft, Produktionstechnik oder einem vergleichbaren Studiengang Interesse an optischen Systemen und deren Fertigung Erste Kenntnisse oder ausgeprägtes Interesse an Fertigungsverfahren wie Fräsen, Drehen und Schleifen Interesse an optischer und geometrischer Messtechnik Grundkenntnisse in CAD/CAM sind von Vorteil Programmierkenntnisse, beispielsweise in Python, MATLAB oder C/C++, sind wünschenswert Selbstständige, strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise Bereitschaft zur praktischen Arbeit an Werkzeugmaschinen und im Labor Freude an interdisziplinärer Arbeit an der Schnittstelle zwischen Optik, Konstruktion, Fertigungs- und Messtechnik sowie gute Kommunikations- und Teamfähigkeit Gute Deutsch- und Englischkenntnisse Was wir für Sie bereithalten Ein tolles Team und ein offenes, kollegiales Miteinander Einblick in moderne Technologien und innovative Fertigungsprozesse Zusammenarbeit mit industriellen Partnern Flexible zeitliche Gestaltung Ihrer Abschlussarbeit Möglichkeit eigene Ideen in die Arbeit einfließen zu lassen Die Arbeit kann an der TU Berlin betreut werden oder in Kooperation mit anderen Hochschulen stattfinden. ​Es wird keine Vergütung gezahlt. Die Dauer der Abschlussarbeit richtet sich nach den Vorgaben Ihrer Hochschule. Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf die berufliche Gleichstellung von Frauen und Männern. Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Wir freuen uns über Bewerbungen von weiblichen Personen aus MINT-Berufen. Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege. Bereit für Veränderung? Dann bewerben Sie sich jetzt, und machen Sie einen Unterschied! Nach Eingang Ihrer Online-Bewerbung erhalten Sie eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Ihnen, wie es weitergeht. Bei Fragen wenden Sie sich gerne an: Herrn Daniel Rolon E-Mail: Bitte bewerben Sie sich ausschließlich über das Recruiting-Portal (Button "Jetzt Bewerben" unten rechts). Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Kennziffer: 85439