Forschungsprojekte

Das Forschungsvorhaben »3D-Blechmodellierung II« zielte darauf ab, die Simulation von Blechumformprozessen durch innovative 3D-Schalenelemente höherer Ordnung und 3D-Materialmodelle zu optimieren. Durch die Verbesserung der numerischen Effizienz und die Erweiterung der Modellparameteridentifikation für anisotrope Werkstoffe wurde eine höhere Vorhersagequalität erreicht, die für den industriellen Einsatz qualifiziert ist. Die erzielten Ergebnisse eröffnen zudem neue Anwendungsmöglichkeiten in der blechverarbeitenden Industrie, beispielsweise in der Crashsimulation.

Ziel des Projekts AM-MikroMod war eine Modifikation der Mikrostruktur laseradditiv gefertigter Ti6Al4V Bauteile auf Basis der lokal und zeitabhängig eingebrachten Energie. Umgesetzt wurde dies durch eine detaillierte Beschreibung der Temperaturhistorie mittels in-situ Hochgeschwindigkeits-Infrarot-Messung und daraus abgeleiteter thermischer Modellierung eines laseradditiv gefertigten Bauteils.

Die hohen thermischen und korrosiven Belastungen von tribologischen Systemen in modernen Verbrennungsmotoren und Gas- und Wasserstoffturbinen führen zu einem hohen Entwicklungsaufwand der Gleitlagerwerkstoffe. Am Fraunhofer IWM wurde eine neue effiziente Prüfmethodik entwickelt, um diese hochtemperaturbeaufschlagten, ungeschmierten Tribosysteme zu qualifizieren.

Im Rahmen des Verbundprojekts AdHyBau2 sollen am Fraunhofer IWM additive Werkstoffe unter Wasserstoffeinfluss und tiefkalter Temperatur mit Hohlproben untersucht und mechanismenbasierte Lebensdauermodelle entwickelt werden. Ziel des Projekts AdHyBau2 ist die Entwicklung eines wasserstoff-elektrischen Antriebsstrangs für Flugzeuge und die Erprobung eines kryogen-gekühlten Elektromotors.

Die Bauweise von Elektromotoren ist eine bestimmende Größe bei der Leistungsdichte. Mit additiven Fertigungsverfahren und hybriden Werkstofflösungen können hierbei neue Gestaltungsräume erschlossen werden. Ziel sind leistungsstarke, umweltfreundliche und geräuscharme Antriebe für die Mobilität der Zukunft.

In der additiven Fertigung von Metallen finden Pulverherstellung, 3D-Druck, Wärmebehandlung, Nachbearbeitung und Montage typischerweise an verschiedenen Produktionsstädten statt, wobei alle Bearbeitungsschritte zur finalen Festigkeit des Bauteils beitragen bzw. diese beeinflussen. Für eine maximale Ausschöpfung des Leichtbaupotenzials bedarf es einer möglichst genauen Kenntnis des Werkstoffs, des Bauteils und des Fertigungsprozesses. Das Forschungsprojekt AluTrace zielte darauf ab, durch die Analyse von Probekörpern aus AlSi10Mg mittels CT und Metallographie eine umfassende Datenbasis zu schaffen und die Wertschöpfungsketten in der additiven Fertigung durch die digitale Verknüpfung von Daten und Wissen zu optimieren.

Das BISYKA-Projekt hat einen neuartigen Synthesekautschuk entwickelt, der 30 bis 50 Prozent weniger Abrieb verursacht und somit eine vielversprechende Alternative zu Naturkautschuk für LKW-Reifen bietet. Durch die Integration spezifischer Biokomponenten und die Analyse von Löwenzahnkautschuk konnten die mechanischen Eigenschaften optimiert werden.

Das Ziel dieses Vorhabens bestand darin, eine Methode zur wirtschaftlichen Bestimmung von Materialparametern für Kupferwerkstoffe aus den Langzeitversuchen in Anlehnung an die American Society for Testing and Materials (ASTM International [AST13]) zu entwickeln. Die daraus ermittelten Parameter können den Kupferwerkstoff genauer beschreiben und sind als direkter Input für die simulative Bauteilauslegung nutzbar.

Im Rahmen des Projektes CoLifeHy wird eine Simulationsmethode zur Vorhersage der Lebensdauer von Wälzlagern im Kontakt mit Wasserstoff entwickelt.

Das Projekt DiMAT entwickelt fortschrittliche digitale Werkzeuge, um europäischen KMUs und Mid-Caps in der Werkstoffindustrie kostengünstige und benutzerfreundliche Lösungen für die Modellierung, Simulation und Optimierung von Materialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette bereitzustellen.