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Institut für Werkstoffkunde
 
Forschung
Aktuelle Projekte

Aktuelle Forschungsprojekte des Instituts für Werkstoffkunde

SFB/TRR 298 Sicherheitsintegrierte und infektionsreaktive Implantate

  • Sensorische Cochlea-Elektrode: Sensorische Sicherheit durch Erkennung kritischer Prozesse an der Elektroden-Nerven-Schnittstelle
    Cochlea-Implantate (CI) können auch nach Jahren guter Funktion aufgrund von Korrosionsreaktionen der Platinelektroden versagen. Im Teilprojekt A05 sollen die kritischen Vorgänge an der Elektroden-Nerven-Grenzfläche erkannt und analysiert werden, um korrigierende Maßnahmen einleiten zu können und damit ausfallsichere CIs zu erreichen. Der Grundgedanke ist, dass durch die frühzeitige Erkennung von toxischen Prozessen (z.B. Freisetzung von Pt-Ionen) unerwünschte Zellreaktionen vermieden werden können. Die Platinelektroden sollen dazu dienen, die Veränderungen des Phasengrenzflächenzustandes zu erkennen. Um darüber hinaus pathologische Veränderungen in der Perilymphe als Folge von Abbauprozessen festzustellen, sollen zusätzliche Goldelektroden als Sensoren integriert werden, die mit speziellen Beschichtungen versehen werden.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP A05
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025
  • Gewebeschonende Entfernung von Hüft- und Knieendoprothesen
    Die Lockerung von Hüft- und Knieendoprothesen bleibt die Hauptursache für Revisionsoperationen. Das Ziel des Projektes ist es, Strategien für eine induktive Implantaterwärmung und -entfernung zu entwickeln, um das konventionelle knochenzerstörende Ausmeißeln bei Revisionsoperationen zu vermeiden. Dazu muss ein numerisches Modell für den induktiven Erwärmungsprozess entworfen und validiert werden, um die Wechselwirkungen der Implantate mit realen Geweben zu berücksichtigen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP A08
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025
  • Aktive Stimulus-responsive Implantate
    Die Behandlung von Periimplantitis ist eine der größten Herausforderungen in der modernen Zahnmedizin. Ziel des Teilprojekts B04 ist es daher, ein aktives, auf Reize reagierendes Implantatsystem zu entwickeln, das im Falle einer Infektion des periimplantären Gewebes vom behandelnden Arzt ohne direkten Kontakt mit dem Implantat gesteuert werden kann. Bei Aktivierung dieses Implantatsystems sollen die im Implantat gespeicherten antibakteriellen Wirkstoffe über ein Kanalsystem in der Implantatoberfläche mittels einer im Implantatkörper befindlichen Mikropumpe in das umliegende Gewebe freigesetzt werden. Das Hauptziel in der 1. Förderperiode ist die Entwicklung eines geeigneten Werkstoffs für dünnwandige Implantatkörper auf der Basis von biokompatiblen Niob-Zirkonium-Legierungen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG - SFB/TRR 298 TP B04
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2025

SFB 1368 Sauerstofffreie Produktion

  • Stoffschlüssige Grenzflächenübergänge beim thermischen Beschichten mit Lichtbogen- und Plasmaspritzprozessen
    Zur Herstellung besonders hochwertiger Beschichtungen wird in dem Teilprojekt B02 das Lichtbogen- und Plasmaspritzen in XHV-adäquater Argon- oder Stickstoffatmosphäre erforscht. Als notwendige Oberflächenvorbehandlung für den Spritzprozess sind Möglichkeiten zur Desoxidation der Substratoberfläche durch Integration des Korundstrahlens in die XHV-adäquate Atmosphäre der Prozesskammer zu untersuchen und zu entwickeln. Die in die Schichtbaustelle eintreffenden Spritzpartikel sollen eine vollständig stoffschlüssige Benetzung vollziehen, sodass in den Grenzflächenübergängen eine metallurgische Anbindung entsteht, die den Charakter einer Hartlötverbindung aufweist.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP B04
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Prozessintegrierte metallische Sinterbeschichtungen für das Formhärten mit konduktiver Erwärmung
    In Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) entwickelt das Institut für Werkstoffkunde (IW) ein Verfahren zum prozessintegrierten Beschichten von Stahlblechen mit NiCr-basierten Pulverwerkstoffen bei der konduktiven Blecherwärmung für das Presshärten. Ziel des simultanen Beschichtens der Blechplatinen ist es, den hieraus formgehärteten Blechbauteilen eine hohe Korrosionsbeständigkeit zu verleihen.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A04
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Kontrolle des Sauerstoffgehaltes im thermischen Lichtbogen und die Wirkung auf den Werkstoffübergang zur Herstellung von sauerstofffreien Fügeverbindungen
    Im Teilprojekt B05 werden die Vorgänge in der thermischen Prozesszone und an der Werkstückoberfläche durch die Erzeugung einer XHV-adäquaten Atmosphäre im Lichtbogenbereich von Schweiß- oder Lötprozessen erforscht. Die entstehende sauerstofffreie Prozesszone wird dabei als reaktive Prozesszone betrachtet, in der ein Potential zur Oxidschichtreduktion an der Probenoberfläche besteht. Gefüge und Struktur der Fügeverbindungen können damit hinsichtlich der mechanisch technologischen Eigenschaften und der Arbeitssicherheit weitreichend verbessert werden.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP B05
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Eigenschaften und lokale Mikrostruktur oxidschichtfrei erzeugter Verbundgussbauteile
    Oxidschichten erschweren bei Verbundgussprozessen die Benetzung und verhindern eine stoffschlüssige Anbindung des Gusswerkstoffs an die Einlegebauteile oft vollständig. Erfolgt der Gießprozess jedoch in einer sauerstofffreien Prozessgasatmosphäre, sind bisher nicht auftretende Grenzflächenreaktionen zu erwarten, die zur Erzeugung von Werkstoffverbunden aus Aluminium und Kupfer mit gesteigerter Festigkeit und erhöhter thermischer Leitfähigkeit genutzt werden können.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A01
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023
  • Untersuchung des Kaltpressschweißens unter XHV-adäquater Atmosphäre im Prozess des Walzplattierens
    Das Walzplattieren ist ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffverbunden basierend auf einer Adhäsionsverbindung zwischen zwei oder mehreren Blechen. Mögliche Materialkombinationen sind jedoch insbesondere beim Kaltplattieren eingeschränkt. Innerhalb des Projektes wird deshalb die Verbunderzeugung unter vollständiger Sauerstofffreiheit erforscht. So wird die Ausbildung passivierender Oxidschichten zwischen den Verbundpartnern verhindert und die Verbundqualität signifikant verbessert.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG - SFB 1368 TP A05
    Laufzeit: 01/2020 – 12/2023

SFB/TRR 73 Blechmassivumformung

  • Entwicklung einer akustischen Messmethodik zum Nachweis mikrostruktureller Schädigung
    Um Funktionsbauteile mit komplexen Nebenformelementen herzustellen, werden bei Prozessen der Blechmassivumformung (BMU) Massivumformoperationen auf Blechhalbzeuge angewendet. Durch hohe und lokal unterschiedliche Umformgrade wird bei den BMU-Prozessen neben der örtlich unterschiedlich starken Kaltverfestigung auch eine gewisse duktile Schädigung in Form von Poren in die Mikrostruktur eingebracht. Im Fokus dieses Projekts steht deshalb die Entwicklung einer Prüfmethodik zur Quantifizierung duktiler Schädigung basierend auf der Laufzeitdetektion von Ultraschallwellen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.03.2021 - 29.02.2024

School for Additive Manufacturing (SAM)

  • Process-integrated self-regulation of the Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) process to produce graded designed materials
    How can the WAAM printer learn the height offset from its own process data in order to generate fully automatic three-dimensional graded designed components? In the future, a process-dependent variable for working in the third dimension can be extracted from the arc process itself. The self-regulating process becomes intelligent! The traditional approach of slicing can be transferred by the development of a point-to-point control to the robot based WAAM technology in kind of a self-controlled process to vary the possibilities to produce specially designed materials.
    Jahr: 2020
    Förderung: Nds. Ministerium für Wissenschaft u. Kultur
    Laufzeit: Förderung seit 2020
  • Degradation behaviour of additively manufactured components with local functional properties
    Additively manufactured components with integrated functional areas or density gradients lead to the challenge that these may have a negative influence on important technological properties such as mechanical strength or corrosion resistance. Therefore, a comprehensive characterization of the property profile of functional components is required in order to establish the relationship between local microstructural features and degradation behaviour under mechanical load. With these data, additively manufactured functional components can be developed with regard to their intended field of application.
    Jahr: 2020
    Förderung: Nds. Ministerium für Wissenschaft u. Kultur
    Laufzeit: Förderung seit 2020

Additive Fertigung

  • Maßgeschneiderte Magnesiumlegierung für das selektive Laserschmelzen: Werkstoffentwicklung und Prozessmodellierung
    Die additive Fertigung durch Laser-Pulverbettverfahren (PBF-LB) gewinnt in der Herstellung von Metallbauteilen eine immer größere Bedeutung. Die Oxidations- und Schmelzeigeneigenschaften von Magnesium führen zu einer sehr schlechten Prozessierbarkeit im PBF-LB-Prozess und folglich zu einer geringen Bauteilqualität. Im Rahmen dieses Projektes wird eine spezielle Legierung entwickelt, die optimal an den PBF-LB-Prozess angepasst ist, um das Potential im Leichtbau und der Biomedizintechnik weiter ausschöpfen zu können.
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG - SPP 2122
    Laufzeit: 01/2022-12/2024

Digitalisierung der Werkstofftechnik

  • Elektromagnetische Härteprüfung für die Wärmeeinflusszone von Unterwasser-Schweißnähten
    Das angestrebte Forschungsziel ist ein belastbares Modell zur Abbildung der Härte an der Wärmeeinflusszone mittels Wirbelstromprüftechnik. Hierdurch entsteht erstmalig die Möglichkeit, Aussagen über die Härte direkt an Unterwasserstrukturen, z.B. der besonders relevanten Wärmeeinflusszone von Schweißnähten, zu treffen. Somit können mithilfe der in der AWS D3.6M vorgegebenen zulässigen Härte von 325 HV10 in der Schweißnaht, Reparaturmaßnahmen verifiziert und dokumentiert werden. Zudem wird speziell das Fehlerpotenzial bei der UW-Schweißung von Stählen mit CEV≥ 0,4 % vermindert.
    Jahr: 2020
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 01.12.2020 – 31.05.2023
  • Prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung hochfester und duktiler Stähle mit einem lernfähigen Fertigungssystem
    Ziel ist die Entwicklung einer Methodik für eine prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung von Stählen mit Restaustenit mit einem lernfähigen Fertigungssystem. Der Restaustenit wandelt unter Krafteinwirkung in Martensit um. So sollen ohne Wärmebehandlung im Drehprozess verschleißfeste Oberflächen erzeugt werden. Die eingestellten Randzonen werden dabei im Prozess mittels einer Wirbelstromprüftechnik erfasst.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG / SPP 2086 „Oberflächenkonditionierung in Zerspanprozessen“
    Laufzeit: 01.10.2021 – 30.09.2024

Ressourceneffizienz/Nachhaltigkeit

  • Steuerung der Mikrostruktur von Titan Grad 5 durch Zugabe von Impf- und Flussmittel unter Steuerung der Abkühlrate beim Wire-and-Arc-Additive-Manufacturing
    Additive Fertigungsverfahren bieten das Potential, die Produktionskosten von geometrisch anspruchsvollen Titanbauteilen durch bessere Ressourceneffizienz reduzieren zu können. Wire-and-Arc-Additive-Manufacturing (WAAM) ist aufgrund seiner hohen Abschmelzleistung für die Fertigung von Mittel- bis Großbauteilen geeignet. Die prozessbedingte einseitige hohe Wärmeeinbringung führt jedoch zur Ausbildung einer unerwünschten, säulenförmigen dendritischen Mikrostruktur mit anisotropen mechanischen Eigenschaften. Durch Verwendung von Impf- und Flussmitteln kann die dendritische in eine äquiaxiale Mikrostruktur geändert werden. Kombiniert mit einem Temperaturmanagementsystem soll die Kornfeinung gefördert und der Grad der Ausscheidungen variabel einstellbar werden. Der Ansatz basiert auf Arbeiten, die im Teilprojekt B6 des SFB871 durchgeführt wurden. Im Rahmen des beantragten Transferprojektes sollen zusammen mit den Firmen EWM AG und EWM-EUEN GmbH WAAM-Bauteile mit isotropen mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, wobei das Festigkeitsniveau über dem von Titan-Schmiedeteilen liegen soll.
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.01.2023 - 31.12.2025
  • Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Kalanderwalzen
    Mithilfe dieses Transferprojektes soll eine zustandsbasierte Regeneration von Kalanderwalzen ermöglicht werden. Hierzu erfolgt auf Basis der im SFB 871 Teilprojekt A1 gewonnenen Erkenntnisse eine Weiterentwicklung der eingesetzten zerstörungsfreien Prüftechniken, um eine differenzierte Befundung des Schichtsystems einer Kalanderwalze durchführen zu können. Gemeinsam mit dem Anwendungspartner wird auf Basis des zerstörungsfrei bestimmten Ist-Zustands der Kalanderwalze ein Modell entwickelt, aus dem erforderliche Regenerationsmaßnahmen und –zeitpunkte zustandsbasiert abgeleitet werden können.
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2023 – 12/2025
  • Digitalisierung additiv gefertigter Großbauteile - DigAddit
    Die Digitalisierung von Produkten und Prozessketten bildet eine essentielle Grundlage für Fertigungsprozesse, welche den immer stärker zunehmenden Trend zu Produktindividualisierung, globalisierter Produktion und Nachhaltigkeit bedienen müssen. Um Großstrukturen zu digitalisieren, eignet sich vor allem die Durchstrahlungsprüfung, da sie auch bei individuellen Produkten und unterschiedlichen Abmessungen gezielt einsetzbar ist.
    Jahr: 2021
    Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur
    Laufzeit: 12/2021 – 12/2023
  • Recherche und Beschreibung für das Endlagerbehältersystem in Frage kommende Materialien (ElaBeMa)
    Im fortschreitenden Standortauswahlverfahren stellen sich vermehrt Fragen nach der technischen Barriere zur Beschreibung und Entwicklung des Entsorgungspfades. Viele dieser Fragen sind bisher nicht zu beantworten, da die für die Antworten notwendigen Ausgangsbedingungen, noch nicht definierbar sind. Hier setzt die Projektidee mit dem Ziel an, für das Gesamtsystem Endlagerbehälter wirtsgesteinsübergreifend zu recherchieren, welche Materialien in Bezug auf die an die Behälter zu stellenden Anforderungen in Frage kommen können sowie die Recherche auf die derzeitigen ingenieurtechnischen Werkstoffentwicklungen zu erweitern.
    Jahr: 2023
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
    Laufzeit: 01.01.2023 – 31.12.2023
  • Prüfmittel-Fähigkeitsanalyse zur Detektion und Bewertung von Schleifbrand an Randzonen mittels Wirbelstromprüftechnik
    Innerhalb eines Schleifprozesses kann es durch fehlerhaft eingestellte Parameter zu einer erhöhten thermischen Belastung der Randzone kommen. In Abhängigkeit der thermischen Belastung können Veränderungen des Gefüges und des Eigenspannungszustandes auftreten, durch welche die Lebensdauer herabgesetzt wird. Im Vorgängervorhaben „Schleifbrandprüfung mittels ZFP-Mikromagnetik unter Verwendung eines robusten Sensorsystems“ wurde eine Wirbelstromsensorik auf Basis der Harmonischen Analyse entwickelt, mittels derer Schleifbrandschädigungen eindeutig detektiert und bewertet werden können. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist eine weiterführende Qualifizierung der entwickelten Wirbelstromsensorik. Hierzu werden die Auflösungsgrenzen der Sensorik hinsichtlich der Schädigungsintensität, der Schädigungsgröße sowie der Position und Lage der Schädigung bestimmt und eine weitere Bauteilgeometrie betrachtet.
    Jahr: 2022
    Förderung: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. (FVA)
    Laufzeit: 01.02.2022 – 31.01.2023
  • Entwicklung vielkristalliner zweiphasiger CoNiAl-Formgedächtnislegierungen mit hoher funktioneller Stabilität
    Ziel des Projektes ist das Problem des Korngrenzenversagens in polykristalline Formgedächtnislegierungen zu überwinden. Die Strategie hierzu umfasst ein gezieltes Aufwachsen einer duktilen γ-Phase an den Korngrenzen und die Unterstützung einer reversiblen Umwandlung dieser Phase in ihre Tieftemperaturmodifikation (ε-Phase). Durch anschließende spannungsinduzierte Martensit-(SIM)-Alterung werden feinste folgende Ausscheidungen gebildet, die eine vollständige γ-ε-Umwandlung unterstützen.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 04/2021 – 03/2024
  • Qualifizierung von metallischen Werkstoffen in Wasserstoffatmosphäre unter zyklischen Lasten
    In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK) und der Firma HARTMANN VALVES GmbH entwickelt das Institut für Werkstoffkunde (IW) einen versprödungsresistenten Werkstoffverbund mit dessen Hilfe sich Armaturen und Wellheads in reiner Wasserstoffatmosphäre abdichten lassen. Ein weiterer Aspekt ist der Einfluss zyklischer Lasten, welche auf Armaturen, Wellheads oder Wasserstoffleitungen aufgrund von Druckänderungen wirken können. Die Auswirkungen wasserstoffbedingter Werkstoffdegradation im Zusammenspiel mit zyklischen Lasten auf die jeweilige Bauteillebensdauer ist integraler Bestandteil des Forschungsvorhabens.
    Jahr: 2022
    Förderung: NBank – Wasserstoffrichtlinie
    Laufzeit: 08/2022 – 12/2024
  • Lastsensitive Zahnwelle mit sensorischem Werkstoff
    Zahnwellenverbindungen (ZWV) zählen zu den höchstbelasteten Maschinenelementen im Antriebsstrang und sitzen üblicherweise so zentral im Leistungsfluss, dass die von der ZWV erfahrene Beanspruchung sowie weitere an dieser Stelle aufgezeichnete Messgrößen zur Bewertung der weiteren kritischen Maschinenelemente eingesetzt werden können. Auftretende kritische Bauteilbeanspruchungen sollen mithilfe eines Werkstoffsensors in Kombination mit einer Wirbelstromprüfung detektiert werden
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG - SPP2305
    Laufzeit: 01/2022 – 12/2024
  • Zerstörungsfreie Detektion des Restaustenitgehalts in der Wärmebehandlungsroute beim Härten von Wälzlagerstählen
    Unter ausreichender mechanischer Belastung wandelt Restaustenit spannungs- oder verformungsinduziert in Martensit um. Die Festigkeit und Duktilität eines Bauteils können somit zusätzlich gesteigert werden (TRIP-Effekt). Insbesondere bei Bauteilanwendungen mit Belastungsspitzen kann durch präzise eingestellte Restaustenitgehalte mit ausreichender Restaustenitstabilität eine beachtliche Lebensdauersteigerung erzielt werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die zerstörungsfreie inline Erfassung und Bewertung des Restaustenitgehalts komplexer Wärmebehandlungslinien in verschiedenen Tiefenlagen mittels in-situ Wirbelstromprüftechnik.
    Jahr: 2022
    Förderung: AiF-IGF Vorhaben Nr.: 22623 N / 2
    Laufzeit: 01.09.2022 – 28.02.2025
  • Untersuchung zum Wasserstoffgehalt in der Prozesszone und dem resultierenden Wasserstoffeintrag in das Schweißgut beim nassen Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen (WaPro)
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens besteht in der Untersuchung des Wasserstoffgehaltes in der Prozesszone und dem resultierenden Wasserstoffeintrag in das Schweißgut. Ein wesentlicher Aspekt gilt hierbei dem Verständnis, an welcher Stelle der Prozesszone der Wasserstoff gebildet wird und wie sich die wesentlichen Prozesseinstellgrößen auf die Entstehung und Quantität auswirken. Ziel ist es ferner zu klären, wie sich die Wasserstoffkonzentration in der Prozesszone auf den Wasserstoffeintrag in die Schweißnaht auswirkt.
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.01.2022 - 31.12.2023
  • Auswirkung einer Tiefsttemperaturbehandlung im Wärmebehandlungsprozess von Werkzeugstählen auf Korrosionsbeständigkeit, Maß- und Formhaltigkeit und Bruchzähigkeit
    In vielen Bereichen führt die Korrosion zu erheblichen volkswirtschaftlichen Schäden. In Kombination mit Verschleißvorgängen führt eine Korrosion zu einem erhöhten Materialverlust, bis hin zur Störung der Bauteilfunktion mit den resultierenden Folgekosten durch Ausfall und Ersatz. Durch die Anwendung einer Tiefsttemperaturbehandlung kann wohlmöglich das Korrosionsverhalten, das Verzugspotential sowie die Bruchzähigkeit (Wasserstoffversprödung) von metallischen Werkstoffen verbessert werden.
    Jahr: 2022
    Förderung: AiF-IGF
    Laufzeit: 01.06.2022 - 31.05.2024
  • Implementierung eines Monitoringsystems zur Evaluierung der Korrosionsvorgänge an Behältermaterialien in Bentonit-basierten Endlagerkonzepten
    Übergeordnetes Ziel des IMKORB-Projektes ist die Entwicklung eines Monitoringsystems zur Durchführung von fernbestimmten Langzeit-In-situ-Untersuchungen bei Korrosionsexperimenten an Endlagerbehältermaterialien im Kontakt zu Bentonit in einem Untertagelabor. Die Entwicklung wird dabei unterteilt in die Erstellung einer Korrosionskarte zum einen und der Entwicklung einer geeigneten Messtechnik zum anderen. Im Rahmen der Erstellung der Korrosionskarte erfolgt eine detaillierte Charakterisierung der Korrosionsprozesse und der ermittelbaren Messgrößen.
    Jahr: 2021
    Förderung: BMWi/PTK
    Laufzeit: 01.08.2021 – 31.07.2024
  • Erforschung und Simulation des Strömungsverhaltens einer geregelten Brenngas-Sauerstoffmischung im Bereich des Mischrohres und in der Brenngasdüse zur Verhinderung von Flammenrückschlägen
    Zur Entwicklung eines neuartigen Injektorprinzips von autogenen Brennschneidern sind Zustandskenntnisse der Prozessgase in der Mischkammer und im Düsensystem erforderlich. Hierzu werden im Rahmen des Forschungsprojekts Strömungssimulationen und entsprechende Validierungsversuche durchgeführt. Im Fokus der Untersuchungen stehen die optimale Durchmischung der Gase für eine effektive Verbrennung sowie die Vermeidung von Prozessstörungen wie beispielsweise Flammenrückbrand oder -rückschlag.
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF ZIM
    Laufzeit: 01.04.2021 – 31.03.2023
  • Entwicklung neuer Scheibenelektrodenwerkstoffe für das Kontaktlichtbogentrennschleifen (CAMG)
    Im Rahmen des Projektes soll das Kontaktlichtbogentrennschleifen (CAMG) für den Einsatz in Stilllegungs- und Rückbauprojekten von Atomkraftwerken weiterentwickelt werden. Die größte Herausforderung stellt dabei der Scheibenverschleiß dar, welcher die Prozessstabilität und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigen kann. Durch die Anwendung additiver Fertigungsverfahren auf der Basis von draht- und pulverbasierten Systemen sollen konkret auf den Belastungsfall zugeschnittene, werkstofftechnische Lösungen für das Scheibenmaterial und die Schneidwerkstoffe entwickelt werden. Für die sinnvolle Verwendung im Rückbauprozess muss die Schneidscheibe einfach und möglichst automatisierbar gewechselt werden können. Dafür ist eine Konstruktion zu entwickeln, welche ebenfalls die Energieversorgung sicherstellt. Hier ist das Ziel des Projektes einen auf Gallium basierenden Flüssigkeitsstromübertrager zu realisieren.
    Jahr: 2021
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung
    Laufzeit: 01.06.2021 – 31.05.2024
  • Neue quinäre und senäre Hochentropie-Formgedächtnislegierungen (HE-FGL) – Erforschung und Nutzung der martensitischen Umwandlung und der Formgedächtniseffekte in chemisch komplexen System
    Die Entwicklung von Hochentropie-Formgedächtnislegierungen verfolgt das Ziel der unerwünschten funktionalen Ermüdung von konventionellen Formgedächtnislegierungen entgegenzuwirken. Hochentropielegierungen bestehen aus mindestens fünf Elementen und sind in äquiatomar oder nahe-äquiatomar zusammengesetzt. Innerhalb der Forschung des IW konnten hier bereits unter mehr als 1500 MPa Last erfolgte Verformungen erfolgreich durch den Formgedächtniseffekt zurückgestellt werden. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften der Ruhr-Universität Bochum werden innerhalb der Förderphase neue quinäre und senäre Formgedächtnislegierungen entwickelt und hinsichtlich ihrer mechanischen und funktionalen Eigenschaften verbessert. Dies beinhaltete die Verbesserung des Herstellungsverfahrens, sowie die thermo-mechanische Nachbehandlung für eine homogenere Mikrostruktur und höhere Duktilitäten der Werkstoffe. Zudem soll ein Demonstrator hergestellt werden, der unter technisch relevanten Bedingungen getestet wird. Der Fokus im Projekt liegt auf der funktionellen Ermüdung, da sie die Lebensdauer von Formgedächtniskomponenten am stärksten mitbestimmt.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.01.2021 - 31.12.2023
  • Partikelmodifizierung von Niob-MASC-Legierungen mittels Prozessierung unter Semi-Levitation im Kaltwand-Induktionstiegel
    Niob-MASC Systeme (Metal And Silicide Composites) sind für die Anwendung als Hochtemperaturkomponenten als Alternative zu verbreiteten Nickel‑Basissuperlegierungen interessant. Gemeinsam mit dem ETP (LUH) wird erstmals eine Partikelverstärkung von Nb-MASC-Systemen untersucht. Eine gesteigerte Festigkeit und effizientere Herstellungsroute mittels Kaltwand-Induktionstiegel sollen das Anwendungsfeld von Nb-MASC-Legierungen erweitert sowie die spezifischen Materialeigenschaften verbessern.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01.07.2021 - 30.06.2024
  • Automatisierte Spraykühlung von Schmiedebauteilen
    Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer automatisierten und bauteilunabhängigen Luft-Wasser-Spraykühlung im Anschluss an das Schmieden zur Reduzierung des Gesamtenergiebedarfs und der Gesamtprozessdauer. Hierzu wird eine inverse Prozessauslegung der Spraykühlung auf Basis numerischer Simulationen und experimenteller Validierungen der Gefügeumwandlung vorgenommen. Zusätzlich wird mit den Projektpartnern ein adaptives Handling sowie ein berührungsloses Temperaturmesssystem zur besseren Prozesskontrolle entwickelt.
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF ZIM
    Laufzeit: 01.03.2021 - 31.08.2023
  • Untersuchung zum Korrosionsrisiko beim Einsatz von austenitischem Schweißgut zur Vermeidung wasserstoffinduzierter Rissbildung beim nassen Unterwasserschweißen
    Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die Entwicklung des nassen Unterwasserschweißens mit Stabelektroden weiter zu entwickeln. Wie in früheren Studien gezeigt, hat die Zugabe von austenitischen Schweißzusätzen bei umhüllten Stabelektroden die Menge an diffusiblen Wasserstoff und somit auch das Risiko einer Wasserstoffversprödung verringert. Im aktuellen Projekt wird das Korrosionsverhalten durch unterschiedliche mikrostrukturelle Phasen im Stahl beim Unterwasserschweißen untersucht.
    Jahr: 2021
    Förderung: AiF
    Laufzeit: 01.01.2021 - 31.06.2023
  • Transdisziplinäre Forschung zur Entsorgung hochradioaktiver Abfälle in Deutschland (TRANSENS)
    Radioaktive Abfälle müssen sicher entsorgt werden. Die sichere Entsorgung ist wissenschaftlich anspruchsvoll und wird in der Gesellschaft kontrovers diskutiert. Eine tragfähige Entsorgungslösung kann nur dann gefunden werden, wenn der Brückenschlag zwischen Gesellschaft und Wissenschaft gelingt. Bei TRANSENS wirken Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die interessierte Öffentlichkeit und weitere Akteure zusammen.
    Jahr: 2019
    Förderung: BMWi und Volkswagenstiftung
    Laufzeit: 01.10.2019 - 30.09.2024
  • Entwicklung von Halbzeugen mit optimierten Dämpfungseigenschaften auf Basis von pseudoelastischen eisenbasierten Formgedächtnislegierungen (FGL)
    Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Halbzeugen mit definierten Dämpfungseigenschaften für eine spätere Anwendung in Stützen-Träger-Verbindungen. Für die Untersuchungen soll aufgrund der vielversprechenden Eigenschaften aktueller Forschungsvorhaben die eisenbasierte FGL Fe36Mn8Al8,5Ni verwendet werden. Im Gegensatz zu FGL die auf Ni-Ti-, Cu- oder Co-Ni- basieren, weist Fe36Mn8Al8,5Ni zum Teil deutlich geringere Materialkosten auf und wegen der Analogie zu den bekannten Stahlwerkstoffen kann die bereits etablierte Anlagen und Prozesstechnik verwendet werden. Die bereits an monokristallinem Material erzielten Ergebnisse sollen auf polykristallines Material und praxisnahe Anwendungen überführt werden. Im besonderen Fokus der Untersuchung steht der Schweißprozess und der Einfluss auf die FGL-Eigenschaften mit vor- und nachgelagerter Wärmebehandlung.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG HA 5843/14-1 / und MA 1175/82-1
    Laufzeit: 01.09.2019 – 15.05.2023
  • Charakterisierung des Kriechverhaltens einer Nickelbasis-Superlegierung unter nicht-isothermen Bedingungen und Modifikation der Kriechlebensdauer mittels Stromimpulsbehandlung
    In diesem Projekt wird das Kriechverhalten der einkristallinen Nickelbasis-Superlegierung CMSX-4 untersucht. Dazu werden nicht-isotherme Zeitstandversuche durchgeführt, bei denen die Proben vergleichsweise hochfrequenten Temperaturänderungen unterzogen werden. Darüber hinaus werden die Proben mit Elektroimpulsen zwischenbehandelt. Die Impulse hoher Stromdichte wirken sich auf die Versetzungsanordnung sowie die lokale chemische Zusammensetzung und damit auf das Kriechverhalten aus.
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2021- 12/2023
  • Untersuchung der Mikromechanismen des elektroplastischen Effekts in Magnesiumlegierungen mittels Elektronenmikroskopie
    Für Magnesiumlegierung ist die Nutzung des elektro-plastische Effektes besonders attraktiv, da hier aufgrund des hexagonal dichtest gepackten Gitters, d.h. der eingeschränkten Zahl der Gleitsysteme, eine schlechte Umformbarkeit bei Raumtemperatur vorliegt. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die Mikromechanismen des elektro-plastischen Effektes am Beispiel von Reinmagnesium und Magnesiumlegierungen mittels elektronenmikroskopischer Methoden grundlegend zu verstehen.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 01/2020-12/2022
  • HyFunk - Experimentelle und numerische Untersuchungen zu lokal aufschäumbaren Strangpressprofilen für die additive Fertigung von hybriden Funktionsstrukturen
    Leichtbaukonzepte bieten vielversprechende Lösungsansätze für eine ressourceneffiziente und nachhaltige Entwicklung und Fertigung technischer Funktionsstrukturen. Eine erfolgversprechende Leichtbaustrategie liegt hierbei in der Zusammenführung unterschiedlicher Materialien zu integrierten hybriden Strukturen aus Metall, Kunststoff und ggf. Verstärkungsfasern. Durch die gezielte Kombination der spezifischen Materialeigenschaften können funktionsgerechte, gewichtsoptimierte und individualisierte hybride Funktionsstrukturen hergestellt werden.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 05/2020-04/2023

Medizintechnik

SFB Tailored Forming

  • Lokale Anpassung von Werkstoffeigenschaften an Umformrohlingen durch Auftragschweißen zur Erzeugung hybrider Bauteile
    Im Teilprojekt A4 des SFB 1153 gilt es lokale und belastungsfähige Eigenschaftsprofile an Umformrohlingen zu erzeugen. Dabei wird ein metallischer Zusatzwerkstoff auf Umformrohlingen mittels Auftragsschweißen aufgebracht. Der Zusatzwerkstoff ist entsprechend der vorgesehenen Belastungssituation des Rohlings angepasst. Weiterhin gilt es Zusatzwerkstoffe mit hohem Kohlenstoffäquivalent wie z.B. 100Cr6 zu verschweißen und mehrlagige Schichtsysteme zu erzeugen.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG - SFB 1153 TP A4
    Laufzeit: 07/2019 – 06/2024
  • Wärmebehandlung für belastungsangepasste Werkstoffeigenschaften von Tailored-Forming-Komponenten
    Das Teilprojekt A2 des SFB 1153 (Prozesskette zu Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming) umfasst die Entwicklung von Wärmebehandlungsstrategien, um in den erzeugten Werkstoffverbunden lokale Eigenschaften wie Härte, Festigkeit und Duktilität gezielt einzustellen. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Werkstoffverbunde wird der Einfluss unterschiedlicher Wärmebehandlungen auf das Tailored-Forming-spezifische Ermüdungsverhalten untersucht.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG - SFB 1153 TP A2
    Laufzeit: 07/2019-06/2023
  • Einfluss der lokalen Mikrostruktur auf die Umformbarkeit stranggepresster Werkstoffverbunde
    Das Teilprojekt beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung von Verbundstrangpressverfahren für die Herstellung hybrider Halbzeuge für die Massivumformung. Einerseits sollen verschiedene Werkstoffkombinationen zu hybriden Hohlprofilen für eine Anwendung in der Tailored-Forming-Prozesskette zur Herstellung einer Lagerbuchse gefertigt werden. Andererseits soll ein Prozess entwickelt werden, der die Herstellung eines asymmetrisch verstärkten Halbzeugs für das Demonstrator-Bauteil „Querlenker“ ermöglicht.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG - SFB 1153 TP A1
    Laufzeit: 07/2019-06/2023

Letzte Änderung: 25.08.20 Druckversion

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