The Oldenburg Munsterland
Ich möchte verstehen, wie und warum Materialien unter wiederholter Belastung versagen und welche strukturellen Anpassungen dabei helfen können, Schäden zu verzögern, zu stoppen oder im besten Fall ganz zu verhindern. Langfristig geht es darum, technische Materialien langlebiger und nachhaltiger zu gestalten. Ein Blick in die Natur lohnt sich dabei besonders. Viele biologische Materialien müssen Millionen von Belastungszyklen standhalten und haben erstaunliche strukturelle Lösungen dafür entwickelt. Genau hier setzt die Bionik an: von der Natur lernen und diese Prinzipien auf technische Anwendungen übertragen. Um diese Mechanismen besser zu verstehen, promoviere ich in der Arbeitsgruppe „Biological Structures and Biomimetics“ am Bionik-Innovations-Centrum der Hochschule Bremen. Meine Promotion wird von der Studienstiftung des deutschen Volkes gefördert. In meiner Forschung untersuche ich Ermüdungsprozesse und Mikroschäden in hierarchisch aufgebauten biologischen Verbundmaterialien. Dazu plane, entwickle und führe ich statische und zyklische mechanische Experimente durch, analysiere das Ermüdungsverhalten von Strukturen und untersuche Versagensmechanismen. Mechanische Prüfungen kombiniere ich dabei mit hochauflösenden bildgebenden Verfahren und datenbasierter Auswertung. Neben meiner wissenschaftlichen Tätigkeit habe ich auch Erfahrung im industriellen Umfeld im Bereich Testing und Entwicklung gesammelt. Darüber hinaus stehe ich im Rahmen meiner Forschungsprojekte regelmäßig im engen Austausch mit Kooperationspartnern aus der Industrie. Mein Hintergrund verbindet Biomechanik, Materialwissenschaft und experimentelle Mechanik mit einem besonderen Interesse an Materialermüdung, Leichtbau und Strukturmechanik. Neben biologischen Verbundmaterialien habe ich auch mit technischen Werkstoffen wie Stahl- und Titanlegierungen gearbeitet und dadurch ein breites Verständnis für Materialverhalten und strukturelle Leistungsfähigkeit entwickelt.
Doktorand in der AG "Biological Structures and Biomimetics" am Bionik-Innovations-Centrum, Fakultät 5: Natur und Technik der Hochschule Bremen. Experimentelle Analyse von Ermüdungs- und Schädigungsmechanismen in biologischen Faserverbundwerkstoffen Tätigkeiten: • Planung, Entwicklung und Durchführung mechanischer Experimente zur Untersuchung von Ermüdungs- und Schädigungsmechanismen in biologischen Faserverbundmaterialien • Durchführung statischer und zyklischer Experimente (3-Punkt- und 4-Punkt-Biegeversuche, Zugversuche, Ermüdungstests und Risswachstumsanalysen, TA ElectroForce) • Analyse von Wöhlerkurven (S-N-Kurven) zur Bewertung der Ermüdungseigenschaften • Bruchflächenanalyse und Mikrostrukturuntersuchung mittels hochauflösender bildgebender Verfahren (u. a. Micro-Computertomografie, Environmental Scanning Electron Microscopy [ESEM]) • Entwicklung von Datenanalyse-Workflows zur Auswertung mechanischer Versuchsdaten (Python / R / Matlab) • FEM-Simulationen (Marc-Mentat) • CAD-Konstruktion und 3D-Druck von Prüfvorrichtungen und Probenhalterungen • Veröffentlichung der Forschungsergebnisse in wissenschaftlichen Publikationen und Konferenzbeiträgen auf wissenschaftlichen Fachtagungen
Abteilung Strukturmechanik Forschung zu Ermüdungsverhalten, Risswachstum und struktureller Integrität technischer Werkstoffe in Anwendungen der Windenergie und Medizintechnik. Forschungsprojekte • BALTIC - Bearings Fatigue Life Testing and Calculation. Anwendungsforschung zur Untersuchung von Ermüdungs- und Verschleißmechanismen in Rotorblattlagern von Windenergieanlagen mit dem Ziel, verbesserte Berechnungsmodelle für die Lebensdauer sicherheitsrelevanter Lagerkomponenten zu entwickeln. • KIKI - KI-gestützte Entwicklung von Kieselalgenstrukturen zum Aufbau von additiv gefertigten Endoprothesen aus Ti-6Al-4V. Grundlagenforschung zur Entwicklung und mechanische Untersuchung bioinspirierter Strukturen nach dem Vorbild von Kieselalgen für additiv gefertigte Titanimplantate (Ti-6Al-4V). Ziel ist die KI-gestützte Optimierung offenporiger Implantatstrukturen, um mechanische Belastbarkeit, Beanspruchungsverteilung und Knochenintegration zu verbessern. Tätigkeiten • quasistatische und dynamische Materialtests mit elektromechanischen, elektromagnetischen und servohydraulischen Prüfmaschinen (Schenck, Instron, Rumul) • Einsatz optischer Messmethoden zur Deformationsanalyse (Digital Image Correlation, Zeiss ARAMIS) • Untersuchung von Risswachstum und Ermüdungsverhalten strukturierter Proben aus Titanlegierungen aus der additiven Fertigung (LPBF) • Eigenspannungsmessungen mittels Dehnmessstreifen und Röntgendiffraktometrie an Rotorblattlager-Rückläufern • Schadensanalyse und Rissfortschrittsmessungen an realmaßstäblichen Rotorblattlagern aus Windenergieanlagen • Erstellung wissenschaftlicher Berichte sowie Publikationen
Forschungsprojekt: SUVA – Schutzausrüstung und Unterstützungsstrukturen nach Vorbild der Arthropoden Ziel des Projekts war die Entwicklung faltungsarmer, leichter und hochfunktionaler Materialien für bioinspirierte Orthesen, Prothesen und Protektoren Tätigkeiten: • Analyse biologischer Gelenkstrukturen mittels Micro-Computertomografie (Micro-CT) • Ableitung biomimetischer Strukturkonzepte aus Arthropoden-Exoskeletten • Entwicklung und Untersuchung technischer Prototypen für Protektoren und Orthesen • Durchführung mechanischer Tests zur Bewertung von Strukturverhalten und Faltenbildung
Abteilung Testing/Entwicklung Verantwortlich für die experimentelle Validierung und Prüfung von Kunststoffbauteilen für Anwendungen im Motorraum im Automotive-Bereich. Tätigkeiten: • Eigenständige Betreuung von Validierungsprojekten für Automotive-Komponenten • Planung und Durchführung von Material- und Bauteiltests (Zugversuche, dynamische Schwingprüfung, Druckpulsation, Berstdruck-Prüfung, Kugelfalltest) • Durchführung von Umwelt- und Alterungstests (Konditionierung, Dauertests, Medienlagerung) • Entwicklung und Umsetzung experimenteller Prüfaufbauten • Funktionsprüfung komplexer Bauteile (z. B. Druckregelverhalten, Druckverlustmessung, Ölabscheiderate) • Rückläuferanalysen • Auswertung und Präsentation von Versuchsdaten (Prüfberichte, Kundenpräsentationen, Excel / PowerPoint) • Fertigung und Anpassung von Prototypen und Musterteilen im Handmusterbau • Produkterprobungspläne
Experimentelle Validierung und Prüfung von Kunststoffbauteilen für Anwendungen im Motorraum im Automotive-Bereich. pandemiebedingte Unterbrechung (Dez 2019 - Apr 2021)
Studentische Hilfskraft der Fakultät Natur und Technik (Bionik) • Publikation wissenschaftlicher Forschungsergebnisse im Projekt „Insektenbiomechanik“