Historie

2021: 50 Jahre Fraunhofer IWM

Das Fraunhofer IWM entwickelte sich aus der Forschungsgruppe »Festkörpermechanik« des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI. Die Geschichte dahinter liest sich recht turbulent: Prof. Dr. Frank Kerkhof, Experte für Bruchvorgänge in Gläsern und aus dem Institut für Theoretische Physik der Universität Freiburg ans Fraunhofer EMI gewechselt, machte keinen Hehl aus seiner Abneigung, an anwendungsorientierten Militäraufgaben zu forschen. Er eröffnete eine kleine Außen-Abteilung in Weil am Rhein mit dem Ziel, neben Glas auch die Versagenseigenschaften von Metallen zu untersuchen: die Forschungsgruppe »Festkörpermechanik«. 1968 stieß Prof. Dr. Erwin Sommer hinzu, inspiriert durch Erfahrungen in den USA und überzeugt vom Anwendungspotenzial der in Deutschland wenig bekannten Methoden der Bruchmechanik. Er begann, dieses für Deutschland neue Fachgebiet aufzubauen.

© Fraunhofer IWM
Mitarbeiterin baut Filterkerzen aus einer Rauchgasanlage in den Prüfstand ein.

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Brillenglasrohlinge

Bruchmechanik-Pioniere in Deutschland

Nach zähen Teilungsverhandlungen war dann zum 1. Januar 1971 die technische Grundausrüstung für das damalige Fraunhofer-Institut für Festkörpermechanik IFKM unter der Leitung von Prof. Dr. Frank Kerkhof gesichert. Viereinhalb Monate später konnten die rund 20 Mitarbeitenden aus dem Mutterhaus aus- und in die Freiburger Innenstadt, Rosastraße, einziehen. Dieses Provisorium sollte mehr als 10 Jahre bestehen, bevor 1983 die ersten Gebäude des jetzigen Standorts in der Wöhlerstraße bezogen werden konnten. Zu dieser Zeit war das Institut bereits in »Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM« umgetauft: Der Begriff »Festkörper« kam in mehreren Institutsnamen der Fraunhofer-Gesellschaft vor und sorgte für Verwirrung.

Die bis zu diesem Zeitpunkt 62 Mitarbeitenden erforschten das Bruchverhalten von Stählen und Gläsern bei dynamischen Belastungen, Sprödbruchvorgängen, plastischen Deformationen und unterschiedlichen Rissformen. Speziell das am Institut entwickelte Verfahren, Flachglas mittels thermisch induzierter, lokal eng begrenzter Spannungsfelder sauber zu trennen, sorgte in der Glasindustrie für kostengünstigere Herstellungsschritte, beispielsweife für Brillenglasrohlinge. Ab 1979 wurden im neuen Schwerpunkt »Oberflächenfestigkeit« Verfahren zur Oberflächenbehandlung optimiert und die entsprechenden Veränderungen mikrostruktureller Eigenschaften und Eigenspannungen erforscht, speziell für Bauteile aus Hochleistungs- und Strukturkeramik. In diesem Zusammenhang entstanden sieben Jahre später größere Forschungsprojekt mit der Automobil-Industrie, beispielsweise für Katalysatoren und Elektroniksubstrate.

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Versuchs- und Simulationsexpertise aus einer Hand

Vor dem Hintergrund der äußerst dynamischen Entwicklung der Computer-Hard- und -Software in den siebziger Jahren gewannen die Numerik und Simulation und damit Großinvestitionen in Rechnersysteme zunehmend an Bedeutung für das Fraunhofer IWM. Bis heute bildet die Kombination von Experiment und Simulation »aus einer Hand« das methodische Rückgrat des Instituts, um nachhaltige, intelligente Lösungen für die optimierte Nutzung von Materialeigenschaften und für neue Materialfunktionen zu entwickeln.

Heute reicht die Expertise des Instituts von Verschleißschutz und Tribologie über Fertigungsprozesse der Pulvertechnologie, Umformung und Glasformgebung, Bauteil- und Crashsicherheit, Leichtbau bis hin zu Werkstoffbewertung, Hochtemperaturverhalten und Lebensdauerkonzepten. Als Querschnittsinstitut agiert das Fraunhofer IWM unabhängig von spezifischen Branchen flexibel auf Marktveränderungen wie Digitalisierung oder Biologisierung, erschließt relevante Zukunftsmärkte wie die Quantenmechanik und erarbeitet gemeinsam mit Industriepartnern Lösungen für wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen wie die neue Mobilität oder die Nutzung regenerativer Energien.

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Zug-/Druck-Prüfung mit Feindehnmessung an Keramik bei 1550°C.

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Die drei Institutsleitergenerationen des Fraunhofer IWM bei der Festveranstaltung zum 90. Geburtstag von Prof. Dr. Frank Kerkhof. Von links: Prof. Dr. Erwin Sommer, Prof. Dr. Frank Kerkhof und Prof. Dr. Peter Gumbsch.

Fraunhofer IWM Forschungsstätten

Prof. Dr. Erwin Sommer leitete von 1977 bis 2001 das Fraunhofer IWM. Nach der deutschen Wiedervereinigung bekam das Fraunhofer IWM 1991 einen Tochter-Standort mit der Außenstelle »Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen« in Halle an der Saale. 2001 berief die Fraunhofer-Gesellschaft den Metallforschungsexperten Prof. Dr. Peter Gumbsch als Institutsleiter. Von 2006 bis 2015 leitete er das Institut gemeinsam mit Prof. Dr. Ralf Wehrspohn, der den Standort in Halle zum 1. Januar 2016 in das eigenständige Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS überführte.

Das Fraunhofer IWM ist seit seiner Gründung vor 50 Jahren kontinuierlich gewachsen und konnte 2011 in der Freiburger Wöhlerstraße ein neues Gebäude mit Büroräumen und einem Beschichtungs- und Simulationszentrum einweihen. In Karlsruhe entstanden für das MikroTribologie Centrum μTC des Fraunhofer IWM gleich zwei Neubauten: Auf dem Campus Süd wurde 2016 das μTC-Gebäude gemeinsam mit dem benachbarten Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme des KIT eingeweiht, 2017 kam das Gebäude auf dem Campus Ost hinzu. 2019 eröffnete das Fraunhofer IWM ein modernes Wasserstofflabor in Freiburg und jetzt, 2021, kann der Erweiterungsbau bezogen werden, der die bestehenden Gebäude der Wöhlerstraße miteinander verbindet und neben Büros den Raum für ein Großprobenlabor und eine neue Werkstatt bietet.

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