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SFB TR73 - Teilprojekt C6: Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen

Bild zum Projekt SFB TR73 - Teilprojekt C6: Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen
Laufzeit:07/2013 - 12/2020
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Im Rahmen des SFB Transregio 73 werden im Teilprojekt C6 - „Ermüdungsverhalten“ die Mechanismen der Materialermüdung infolge zyklischer Beanspruchung eines blechmassivumgeformten Bauteils untersucht. Dabei wirken Fehlstellen in der Mikrostruktur, die durch die hohen Umformgrade bei diesen Umformprozessen entstehen bzw. wachsen, als mögliche Rissinitiatoren und haben einen bislang noch unerforschten Einfluss auf die Lebensdauer der Werkstücke.
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ENTRIA - Entsorgungsoptionen für radioaktive Reststoffe

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Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2013 bis 12/2017
Förderung durch:BMBF
Kurzbeschreibung:Interdisziplinäre Analysen und Entwicklung von Bewertungsgrundlagen
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SFB TR73 - Teilprojekt C4: Analyse der belastungspfadabhängigen Schädigungs- und Mikrostrukturentwicklung zur numerischen Auslegung von Blech-Massiv-Umformprozessen

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Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2013 - 12/2020
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Der Prozess der Blech‐Massiv‐Umformung soll die Herstellung von Bauteilen mit Funktionselemente aus Feinblech‐Halbzeugen ermöglichen. Aufgrund komplexer Belastungspfade und Umformsequenzen muss in diesem Projekt ein neuer Ansatz zur Vorhersage der Werkstoffschädigung und Restbelastbarkeit entwickelt werden.
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Forschungsvorhaben VP 1249 (AiF-IGF 19602N): Intelligente Werkstoffe II

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Laufzeit:10/2017 – 09/2019
Förderung durch:AiF-FOSTA
Kurzbeschreibung:Zyklisch auftretenden Beanspruchungen an Schmiedewerkzeugen führen zu einer stetigen Schädigung der Werkzeugoberfläche und letztendlich zu einem verschleißbedingtem Ausfall der Werkzeuge. Im Rahmen dieses Forschungsvorhaben soll durch die Verwendung eines intelligenten Stahles in Kombination einer werkstoffspezifischen angepassten Nitrierbehandlung die Verschleißbeständigkeit erhöht werden. Mit einem zusätzlichen Masseanteil von 2% Mangan und 1,5% Nickel wird am Warmarbeitsstahl 1.2365 die Austenitstarttemperatur (Ac1b- Temperatur) gezielt gesenkt, sodass es während des Schmiedeprozesses infolge der thermomechanischen Bedingungen zu einer wiederkehrenden zyklischen Randschichthärtung kommt (siehe Bild 1). An den thermomechanisch geringer belasteten Bereichen, an denen aufgrund unzureichender Belastung keine Neuhärtung eintritt, tritt die Nitrierschicht zum Verschleißschutz des Schmiedewerkzeugs bei.
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SPP 2006 CCA-HEA – Teilprojekt 5: Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Mikrostruktur und funktionaler Ermüdung in Hochentropie-Formgedächtnislegierungen

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Laufzeit:10/2017 – 09/2020
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Hochentropie-Formgedächtnislegierungen stellen eine neue, faszinierende Gruppe von funktionalen Materialien dar, die in den verschiedensten Bereichen genutzt werden können. Sie zeigen beispielsweise eine reversible martensitische Transformation bei Temperaturen von über 100°C. Bisher ist allerdings noch wenig über das Vielkomponenten-Material und insbesondere dessen Verhalten während der martensitischen Transformation bekannt. Aus diesem Grund sollen die funktionalen und mechanischen Eigenschaften sowie die Werkstoffermüdung der neuen Legierungen im Rahmen dieses Projektes untersucht werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf den Zusammenhang zwischen lokalen mikrostrukturellen Eigenschaften und makroskopischem Verhalten gelegt.
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Einfluss der Stromimpulse auf die Eigenschaften und Mikrostruktur von Nickelbasis-Superlegierungen

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Laufzeit:04/2015 – 03/2018
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung des Einflusses starker Stromimpulse auf die Mikrostruktur von einkristallinen Nickelbasis-Superlegierungen. Dies beinhaltet die Analyse der Veränderung von Versetzungsanordnungen, der Orientierung und Morphologie der beiden Phasen γ und γ‘ sowie der Elementverteilung im Material
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SPP 1640 – Teilprojekt A4: Elektrochemisch unterstütztes Fügen blechförmiger Werkstoffe

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Laufzeit:bis 31/12/18
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Kurzbeschreibung: Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll ein innovatives umformtechnisches Fügeverfahren grundlegend untersucht werden, das elektrochemisch unterstützte Fügen (ECUF). Durch den Einsatz eines inkrementellen Wirkprinzips zusammen mit einer speziellen elektrochemischen Inline-Vorbehandlung sollen bestehende Restriktionen von Pressschweißverfahren hinsichtlich der Flexibilität, möglicher Materialkombinationen oder auch Fügestellengeometrien überwunden werden. Die Charakterisierung und Analyse der hergestellten Verbindung ist die Grundlage für eine gezielte Anpassung und Weiterentwicklung des Fügeprozesses und seiner Parameter. Mit diesem neuen Fügeverfahren soll eine Erweiterung des Anwendungsspektrums im Hinblick auf die effiziente Herstellung partiell verbundener Leichtbaustrukturen aus metallischen Werkstoffen erreicht werden.
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Herstellung stoffschlüssiger Metall-Keramik-Verbunde mittels Gießverfahren

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Laufzeit:01.2015 - 08.2017
Förderung durch:LUH
Kurzbeschreibung:Die Erarbeitung vereinfachter Gießtechnologien zur Herstellung von Metall-Keramik-Verbindungen einerseits sowie die Einstellung definierter Übergangsschichten andererseits sind zentrale Ziele dieses Projektes, mit denen eine ökonomische und ökologische, da ressourcenschonende, Aufwertung des Herstellungsprozesses von Keramik-Metall-Verbundwerkstoffen realisiert werden soll. Verbunde aus Aluminium und Si3N4-Keramiken sollen dazu mittels zu entwickelnder titanhaltiger Zwischenschichten gefügt und Grundlagenuntersuchungen zu Aluminium-Si3N4-Verbundgussverfahren an Atmosphäre durchgeführt werden. Die Verbindungsqualität der gegossenen Proben wird mittels zerstörender (Metallographie, Zugversuche, Elektronenstrahlmikroanalyse) und zerstörungsfreier Prüfverfahren (Ultraschall, Computer-Tomographie) analysiert, um eine fundierte Wissensbasis der mikrostrukturellen Mechanismen bei der Herstellung von Keramik-Metall-Verbindungen mittels neuartiger Verbundgusstechniken zu erarbeiten.
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Clinchen für Anwendungen mit zyklisch thermischer und mechanischer Belastung

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Laufzeit:06.2015 - 05.2017
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden Erkenntnisse darüber gewonnen, inwiefern gleichzeitig zyklisch-thermisch und zyklisch-dynamisch belastete Clinchpunkte ihre Tragfähigkeitseigenschaften verändern, welche Mechanismen diesen Entwicklungen zugrunde liegen und welche Maßnahmen zur Verminderung der Entfestigung ergriffen werden können. Dabei sollen sowohl die Auswirkungen des charakteristischen Ermüdungsverhaltens verschiedener Werkstoffe (Fügepartner), als auch die Variation von Prozessparametern des Clinchens auf die Verbindungsfestigkeit und Lebensdauer von Clinchverbindungen quantifiziert werden. Aus den daraus gewonnenen Daten können so für die verschiedenen Fügepartner optimierte Clinchpunkte für eine TME-Belastung erstellt werden. Die Validierung dieser Ergebnisse erfolgt anschließend an einem Demonstratorbauteil unter Prüfstandsbedingungen.
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FOR1766 – Teilprojekt TP4: Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen – Von den Grundlagen zur Anwendung

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Laufzeit:bis 10.2018
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Neue Legierungen werden in der Industrie nur verwendet, wenn deren Verhalten unter Betriebsbedingungen exakt vorhergesagt werden kann. Daher ist die Entwicklung neuer kostengünstiger Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen nicht das einzige Ziel der Forschergruppe. Vielmehr sollen die neuen Legierungen vollständig charakterisiert werden, um eine vollständige Datenbank zu generieren und um Modelle zu entwickeln, die die Lücke zwischen atomarer und makroskopischer Ebene überbrücken. Dafür werden zyklische Experimente zur funktionellen Degradation der Legierungen sowie detaillierte Untersuchungen hinsichtlich der Mikrostruktur durchgeführt.
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SFB 1153 – Teilprojekt A1: Einfluss der lokalen Mikrostruktur auf die Umformbarkeit stranggepresster Werkstoffverbunde

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Laufzeit:07/2015 - 06/2019
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Im Mittelpunkt dieses Teilprojektes steht die Entwicklung eines Verbundstrangpress-Prozesses, der die Herstellung kontinuierlicher Hohlprofile bestehend aus einer Aluminiumlegierung und einem Stahl ermöglicht. Die stranggepressten Verbundprofile dienen als Halbzeuge für die Herstellung von Tailored Forming-Lagerbuchsen im Rahmen eines nachgeschalteten Schmiedeprozesses und stellen deshalb besondere Herausforderungen an die Halbzeugqualität.
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SFB 1153 – Teilprojekt A2: Wärmebehandlung für belastungsangepasste Werkstoffeigenschaften von Tailored Forming-Komponenten

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Laufzeit:07/2015 - 06/2019
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 „Tailored Forming“ werden im Teilprojekt Wärmebehandlungsstrategien für Tailored Forming-Komponenten entwickelt. Ziel ist dabei eine lokale Anpassung der Werkstoffeigenschaften. Neben dieser lokalen Anpassung der mechanischen Eigenschaften sollen zudem die Erwärmung- und Abkühlvorgänge über die gesamte Prozesskette betrachtet und dabei Zielkonflikte zwischen Umform- und Wärmebehandlungsparametern aufgelöst werden. Da die Verbundzone der Fügepartner die entscheidende Herausforderung darstellt, kommt der Analyse ihrer Entwicklung (Schichtdicke, mikrostrukturelle Zusammensetzung) in allen Prozessschritten eine besondere Bedeutung zu. Um die Wärmebehandlung zu realisieren, wird eine auf Induktionserwärmung und Luft-Wasser Spraykühlung basierende Temperierungsanlage Entwickelt (siehe Abb. 1). Im Nachgang an das Härten der Stahl-Funktionsflächen kann dann eine simultane Wärmebehandlung von Stahl-Aluminium-Verbunden über verschiede Routen entwickelt und analysiert werden (Abb.2)
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SFB 653 - Teilprojekt E2 Magnetische Magnesiumlegierungen

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Laufzeit:07/2013-06/2017
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Das Ziel des Teilprojekts E2 ist die Entwicklung und Herstellung von magnetischen Magnesiumlegierungen mit sensorischen Eigenschaften. Diese Werkstoffe können als belastungsempfindliche Sensormaterialien genutzt werden, weil sie die Erfassung relevanter Informationen über die Betriebsbedingungen, insbesondere die anliegenden, dynamischen mechanischen Lasten, werkstoffinhärent über die Änderung ihrer magnetischen Eigenschaften ermöglichen. Diese Änderung, die auf dem Effekt der inversen Magnetostriktion (Villari-Effekt) beruht, kann mit Hilfe moderner Methoden zur zerstörungsfreien Bauteilprüfung und Materialcharakterisierung, etwa der hochauflösenden Wirbelstromtechnik unter Anwendung der Harmonischen-Analyse, im laufenden Betrieb ausgelesen und verarbeitet werden. Mit Hilfe solcher Messdaten der Belastungshistorie kann die zu erwartende Lebensdauer von Bauteilen abgeleitet werden, so dass Wartungsintervalle geplant und nachfolgende Bauteilgenerationen optimiert werden können. Magnesiumlegierungen verfügen aufgrund hoher spezifischer Festigkeiten bei geringer Dichte über großes Leichtbau-Potenzial. Da Magnesium selbst und gebräuchliche Mg-Legierungen nicht über ferromagnetische Eigenschaften verfügen, wurden im TP E2 neue Legierungen auf Basis von Magnesium und Kobalt entwickelt, deren Gefüge Phasen mit deutlich messbaren ferromagnetischen Eigenschaften enthält. Die magnetischen Eigenschaften der Legierungen unter zyklischer Beanspruchung werden in Kooperation mit dem TP S3 mittels der Harmonischen-Analyse von Wirbelstromsignalen bestimmt. Die Messwerte der Harmonischen liefern Aussagen über den momentanen Werkstoffzustand und die Gitterverspannungen infolge der auf die Mg-Proben einwirkenden Kräfte.
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Grenzflächeneffekte und Einwachsverhalten von Magnesiumschwämmen als bioresorierbares Knochenersatzmaterial

Bild zum Projekt Grenzflächeneffekte und Einwachsverhalten von Magnesiumschwämmen als bioresorierbares Knochenersatzmaterial
Laufzeit:09/2015-08/2018
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Im Rahmen dieses Teilprojektes werden schwammartige Strukturen aus diversen Magnesiumlegierungen mittels Feinguss hergestellt. Durch Variation der Legierungselemente und Beschichtungen werden die Grenzflächeneffekte, wie die Degradation und das Anwachsen von Zellen, und die Biokompatibilität eingestellt. Die fertigen Implantate (gegossen und z.T. beschichtet) werden sowohl in einer Körperersatzflüssigkeit, als auch in Zusammenarbeit mit der Chirurgischen und Gynäkologischen Kleintierklinik der Ludwig-Maximilians-Universität München in vivo analysiert. Dabei können sich die Eigenschaften, vor allem die mechanischen Kennwerte, mit der Degradation stark verändern. Diese werden im Laufe der Degradation, wie auch das Korrosionsverhalten und die Biokompatibilität, analysiert. Ziel dieses Projektes ist die Herstellung von Knochenimplantaten auf Magnesiumbasis. Der Vorteil von Magnesium ist, dass es nicht toxisch und bioabsorbierbar ist, das heißt es wird vom Körper ohne eine schädliche Wirkung vom Körper abgebaut, während der Knochen in die poröse Schwammstruktur eindringen kann. In diesem Fall wird eine zweite Operation eingespart und die Gefahr für Komplikationen und mögliche Schäden im Körper reduziert.
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SFB871 Regeneration komplexer Investitionsgüter – Teilprojekt B6: Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Ti Legierungen

Bild zum Projekt SFB871 Regeneration komplexer Investitionsgüter – Teilprojekt B6: Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Ti Legierungen
Kontakt:projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 - 12/2017
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Die Integrität von komplexen Flugtriebwerksteilen kann, sofern es der Werkstoff und die Bauteilgeometrie zulassen, durch Fügeprozesse wiederhergestellt werden. Ziel des Teilprojektes B6 ist es, moderne Lichtbogenschweißverfahren als Reparaturverfahren für die Wiederherstellung beschädigter Triebwerksbauteile aus Titanlegierungen zu etablieren und damit einen Beitrag zu leisten, diese hoch beanspruchten Komponenten nach der Regeneration dem Lebenszyklus des Investitionsgutes wieder zuzuführen. Die Herausforderung besteht dabei darin, bei der Regenration den Wärmeeinfluss durch das Schmelzschweißen durch besonders wärmearme Lichtbogenschweißverfahren, wie z.B. das MIG(ColdArc)-, das Mikroplasma- und das leistungsarme WIG(SHARC)-Schweißen zu minimieren.
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Entwicklung eines 3D-Modells zur Beschreibung der Mikrostrukturentwicklung in Nickelbasis-Superlegierungen bei starker thermo-mechanischer und thermo-chemischer Kopplung

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Laufzeit:01.07.2016 - 31.12.2017
Kurzbeschreibung:Forschungsgegenstand des Projektes ist die Untersuchung des Kriechverhaltens von Nickelbasis-Superlegierungen. In Kooperation mit dem Institut für Kontinuumsmechanik (IKM) soll ein Modell entwickelt werden, das das Verhalten der Mikrostruktur bei Kriechbelastung beschreibt. Dazu werden EBSD-Messungen vom Ausgangszustand und weitere Messungen während des Kriechens durchgeführt. Hierbei soll eine Stelle der Probe von zwei Seiten analysiert werden. Basierend auf den somit erhaltenen zweidimensionalen Ergebnissen wird zusammen mit dem IKM ein dreidimensionales Materialmodell entwickelt. Zusätzlich werden nach dem Bruch die Querschnitte der Probe in verschiedenen Abständen zum Bruch metallographisch untersucht. Dies soll die Entwicklung der Mikrostruktur während des Kriechens zeigen und weitere Informationen, z. B. über die Dichte und Verteilung von Poren während der Kriechdehnung, liefern.
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Untersuchung des kombinierten Einflusses des Dressierens und Rollenrichtens von Dünnblechen aus Materialien mit unterschiedlichem Kristallgitter

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Laufzeit:01.10.2016-30.09.2019
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Die resultierenden Eigenschaften von Blechen werden maßgeblich durch die abschließenden Prozesse des Dressierens und Richtens bestimmt. Das Ziel des Dressierens besteht in der Beseitigung von Lüders-Bändern beispielsweise für einen nachfolgenden Tiefziehprozess durch Überschreiten der Streckgrenze sowie in der Einstellung einer definierten Oberflächentopologie. Zur Erzeugung ebener Blechoberflächen erfolgt ein Richten mit Rollenrichtmaschinen. Die vertikalen Achsen der oberen und unteren Rollen sind dabei gegeneinander versetzt, was eine zyklisch alternierende Biegung des Bleches verursacht. Die Kombination dieser Umformverfahren beeinflusst maßgeblich die finalen Blecheigenschaften (Mikrostruktur, Textur, mechanische Eigenschaften, Eigenspannungen, Ermüdungsfestigkeit), die im Rahmen dieses Projektes charakterisiert und für die Weiterverarbeitung von Blechen mit unterschiedlichen Gitterstrukturen (krz - Stahl, kfz - Kupfer, hdp - Titan) optimiert werden sollen.
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Forschungsvorhaben P1125 Steigerung technologischer Eigenschaften durch Kryobehandlung von Werkzeugstählen (Nanocarbide)

Bild zum Projekt Forschungsvorhaben P1125 Steigerung technologischer Eigenschaften durch 
Kryobehandlung von Werkzeugstählen (Nanocarbide)
Laufzeit:01/2017 – 12/2019
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Durch eine gezielte Kryobehandlung von Stählen für die Werkzeug- und Schneidwarenindustrie soll die Zähigkeit und Verschleißbeständigkeit erhöht werden. Dabei wird eine durchgreifende Veränderung der Gefügestruktur durch eine gezielte Ausbildung von Nanocarbiden im gesamten Querschnitt des Werkzeugs bzw. Bauteils angestrebt (siehe Bild 1). Durch die Integration der Kryobehandlung in die Wärmebehandlungskette kann auf aufwändige Beschichtungs- bzw. Randschichtverfahren verzichtet werden. Besonders submikroskopische Vorgänge sollen zum grundlegenden Verständnis der Wirksamkeit der Kryobehandlung fokussiert untersucht werden. Hierzu zählen mikrostrukturelle Untersuchungen mittels Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie sowie mechanische Prüfungen.
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Erweiterung der Prozessgrenzen bei der Weiterverarbeitung von gewalztem Halbzeug durch Analyse der Ursache-Wirkungs-Beziehungen beim Planrichten

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Laufzeit:04/2017 – 03/2019
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Das Ziel dieses Forschungsprojekts liegt in der Erarbeitung eines prozessstufenübergreifenden Prognosemodells zur Beschreibung relevanter Ursachen-Wirkungs-Beziehungen beim Planrichten von Stahl- und Aluminiumhalbzeugen. Die Weiterverarbeitung von gewalzten Bändern in Umform- oder Trennprozessen erfordert einen planen Einlaufzustand mit kontrolliert eingestellten und möglichst homogenen Eigenschaften. Diese geforderten Eigenschaften sind meist, bedingt durch Imperfektionen, die während der Halbzeugherstellung und dem Transport als Coil entstehen, nicht gegeben. Der Prozess des Richtwalzens ermöglicht es, mit einer wechselnden Biegebeanspruchung, das einlaufende Material plan zu richten und die Blecheigenschaften kontrolliert zu beeinflussen. Da sich prozessbedingte Inhomogenitäten des Einlaufmaterials auf die Werkstoffeigenschaften nach dem Richtprozess auswirken, ist eine gezielte Korrektur des Richtprozesses über die abgewickelte Halbzeuglänge notwendig. Durch die Ermittlung aller relevanten Ursachen-Wirkungs-Beziehungen sollen Richtlinien innerhalb eines Prognosemodells für das Planrichten abgeleitet werden, die eine Maximierung der Prozessgrenzen in der jeweiligen nachstehenden Fertigungsstufe erlauben.
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Werkstofftechnisch basiertes Abschreckmodell für die Simulation des Unterwasserschweißens

Bild zum Projekt Werkstofftechnisch basiertes Abschreckmodell für die Simulation des Unterwasserschweißens
Laufzeit:01.04.2016 – 31.03.2018
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Forschungsziel ist die Prozesssimulation des nassen Unterwasserschweißens unter besonderer Berücksichtigung des Wärmeübergangs zum Wasser.
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Optimierung des Tragverhaltens unter Wasser gefügter Bolzenschweißverbindungen großer Dimensionen für Reparatur-und Instandhaltungsmaßnahmen

Bild zum Projekt Optimierung des Tragverhaltens unter Wasser gefügter Bolzenschweißverbindungen großer Dimensionen für Reparatur-und Instandhaltungsmaßnahmen
Laufzeit:01.10.2016 - 30.09.2018
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Forschungsziel ist die Entwicklung einer Bolzenschweißanlage für den Unterwassereinsatz, sowie die Qualifizierung des Bolzenschweißens für den Unterwassereinsatz durch Taucher und ROVs.
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SFB871: Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse (Teilprojekt B1)

Bild zum Projekt SFB871: Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse (Teilprojekt B1)
Kurzbeschreibung:Ziel des Forschungsvorhabens ist die Kombination des Reparaturlötens mit der Heißgaskorrosionsschutzbeschichtung in einem gemeinsam integrierten Prozess, um die dem Stand der Technik entsprechende Prozesskette zur Turbinenschaufelreparatur zu verkürzen. Sowohl die Lotapplikation als auch die Heißgaskorrosionsschutzbeschichtung erfolgt durch thermisches Spritzen. Der Werkstoffaufbau soll dadurch weitestgehend endkonturnah realisiert werden. Die thermischen Spritzprozesse sollen so geführt werden, dass der Lötprozess im CVD-Diffusionsglühprozess (Chemical Vapor Depostition) als TLP-Bonding-Prozess (Transient Liquid Phase) integriert und somit als eigenständiger Prozess entfallen kann. Somit ist die Arbeitshypothese des Forschungsvorhabens, einen thermischen Beschichtungs- und einen Fügeprozess in einen gemeinsamen integrierten Hybridprozess überführen zu können und dabei sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. Die Bedeutung dieser Verfahrenskombination liegt in der Reduzierung an Schleifaufwand sowie in der Einsparung des bisher eigenständigen Vakuumlötprozesses und somit in verringerten Fertigungskosten.
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Standmengenvorhersage von Gleitschichten auf Umformwerkzeugen

Bild zum Projekt Standmengenvorhersage von Gleitschichten auf Umformwerkzeugen
Laufzeit:10/2014 – 04/2017
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Der Einsatz von reibungsreduzierenden Gleitbeschichtungen in der Blechumformung wird derzeit vor allem noch aufgrund der mangelnden Kenntnisse zu ihren Standmengen limitiert. In diesem Projekt werden daher umfassende Untersuchungen zum Verschleiß- bzw. Abtragverhalten dieser Beschichtungen durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung eines allgemeinen Modells, welches eine Abschätzung der Standmenge reibungsreduzierender Werkzeugbeschichtungen in der Blechumformung ermöglicht. Des Weiteren soll eine Anleitung zur schnellen Parametrisierung dieses Modells für Beschichtungen, deren Wirkprinzip ebenfalls auf Gleiten von Partikeln auf molekularer Ebene basiert, erarbeitet werden.
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Herstellung und Applikation thermoplastumhüllter Lotpartikel für die löttechnische Fertigung mit pulverförmigen Hartloten AiF-Projekt

Bild zum Projekt Herstellung und Applikation thermoplastumhüllter Lotpartikel für die löttechnische Fertigung mit pulverförmigen Hartloten
AiF-Projekt
Laufzeit:01.02.2017-31.01.2019
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:thermoplastischen Umhüllung überzogen sind. Die Partikelumhüllung soll hierbei zwei Aufgaben erfüllen: Zum einen werden die metallischen Lotpartikel mit dem elektrisch nicht leitendem Kunststoff isoliert, sodass es möglich wird, die Partikel elektrostatisch aufzuladen und damit für den Einsatz elektrostatischer Pulverbeschichtungsprozesse als neuartiges, lösungsmittelfreies Lotapplikationsverfahren nutzbar zu machen. Zum anderen soll die Verwendung eines Thermoplasten als Kunststoffumhüllung dazu dienen, (ggf. elektrostatisch abgeschiedenes) Lotpulver durch eine Wärmebehandlung ähnlich dem Einbrennen von Kunststoffpulverbeschichtungen haftfest mit der zu belotenden Oberfläche zu verbinden, um lager- und chargierfähige Vorbelotungen mit Lotpulvern zu erzeugen. Aus wissenschaftlich-technischer Sicht sind hierzu lötprozessgeeignete Thermoplaste zu identifizieren und ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Umhüllung der Lotpulver zu entwickeln. Benchmark für die Herstellung und Anwendung der thermoplastumhüllten Pulver ist das für derartige Lötaufgaben bislang eingesetzte Beschichten mit lösungsmittelbasierten, binderhaltigen Lotpulversuspensionen. Es wird erwartet, dass mit thermoplastumhüllten Lotpulvern und deren trockener Applikation substanzielle technische, ökonomische sowie ökologische Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik erzielt werden können. Nutzer dieser Technologie sind sowohl Hersteller von Lötprodukten aus Lotpulvern, die hiermit ihr Portfolio erweitern, als auch Anwender von Löttechnologie, denen neue wirtschaftliche Lotapplikationsverfahren mit dem Produkt ermöglicht werden.
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Herstellung mikrostrukturierter funktionaler Magnesiumwerkstücke durch Transplantation thermisch gespritzter Schichten unter Einsatz verlorener Kerne im Druckgussprozess

Bild zum Projekt Herstellung mikrostrukturierter funktionaler Magnesiumwerkstücke durch Transplantation thermisch gespritzter Schichten unter Einsatz verlorener Kerne im Druckgussprozess
Laufzeit:01/2016 – 12/2017
Förderung durch:DFG
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SPP 1959 Teilprojekt: Untersuchung der Mikromechanismen des elektroplastischen Effekts in Magnesiumlegierungen mittels Elektronenmikroskopie

Bild zum Projekt SPP 1959 Teilprojekt: Untersuchung der Mikromechanismen des elektroplastischen Effekts in Magnesiumlegierungen mittels Elektronenmikroskopie
Laufzeit:31.12.2019
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Der elektroplastische Effekt (EPE) umfasst all jene Änderungen mechanischer Eigenschaften von Werkstoffen, die durch Impulse hoher Stromdichten (> 1kA/mm²) hervorgerufen werden und nicht auf der Temperaturerhöhung auf Grund des elektrischen Wiederstands beruhen (Abb. 1 zeigt die durch einen Stromimpuls hervorgerufene Entfestigung in Mg). Im Fokus dieses Projektes stehen die Magnesiumlegierungen AZ31 (96% Mg, 3% Al, 1% Zn), WE43 (92,6% Mg, 4% Y, 3% Seltene Erden, 0,4% Zr) sowie poly- und einkristallines Magnesium als Referenz. Diese Legierungen vereinen eine geringe Dichte (etwa ein Viertel von Stahl) mit hoher Festigkeit, was sie für Anwendungen im Leichtbau interessant macht. Darüber hinaus finden sie aufgrund ihrer Biokompatibilität Einsatz in der Biomedizintechnik. Nachteilig ist die schlechte Umformbarkeit dieser Werkstoffe. Umformung unter Ausnutzung des EPE ist für diese Materialien vielversprechend. Um die zur Untersuchung dieses Effektes notwendigen, hohen Stromdichten zu erreichen, wird am Institut eine eigens konstruierte Hochstromimpulsanlage betrieben (siehe Abb. 2: a) Hochstromimpulsanlage, b) Universalprüfmaschine, c) Probe zwischen Kontaktplatten). Ziel dieses Projektes ist es, den Einfluss elektrischer Impulse auf das Verhalten während der Umformung zu untersuchen. Weiterhin sollen grundlegende Erkenntnisse über die zugrundeliegenden Mechanismen des EPE, die noch nicht vollständig verstanden sind, gewonnen werden.
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IRTG 1627 – Teilprojekt C5: Virtuelle Gestaltung und Herstellung von belastungsangepassten Rohren

Bild zum Projekt IRTG 1627 – Teilprojekt C5: Virtuelle Gestaltung und Herstellung von belastungsangepassten Rohren
Laufzeit:01/10/2016 – 30/09/2019
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Stahlrohre mit den in der Längsrichtung belastungsangepassten Eigenschaften können sowohl als Halbzeuge als auch Fertigprodukte in der Industrie weit eingesetzt werden. Insbesondere sind diese im Anwendungsbereich, in dem eine anschließende Umformung die lokal angepassten Eigenschaften eines Rohrs verlangt, von großem Interesse. Im Rahmen dieses Projektes soll ein geeignetes Modell zur Vorhersage des Gefüges sowie der mechanischen Eigenschaften in einer neu ausgelegten Fertigungslinie bestehend aus dem Rollprofilieren und einer prozessintegrierten Wärmebehandlung unter Anwendung der Wasser-Luft-Spraykühlung (Spraykühlung) entwickelt werden. Lokal angepasste Mikrostrukturen sollen durch die Induktionserwärmung und das selektive Abschrecken mittels Spraykühlung einzelner Segmente eingestellt werden. Das Modell soll auf der Basis von der tatsächlichen chemischen Zusammensetzung, dem Einfluss der Kaltverfestigung und notwendigen mechanischen Eigenschaften eine effiziente Ermittlung von Wärmebehandlungsparametern ermöglichen. Das Modell gilt es am Beispiel der Rohrherstellung aus dem presshärtenden Stahl 22MnB5 an einer Rollprofilieranlage experimentell zu validieren.
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