Softwareentwicklung, Datenanalyse und Beratung

Mit langjähriger Erfahrung an der Spitze unseres Fachgebiets und als verlässlicher Partner nationaler und internationaler Unternehmen bieten wir fundierte Beratung bei industriellen Herausforderungen in den Bereichen Tribologie, Modellierung und chemisch-mechanische Prozesse. Darüber hinaus stellen wir unser Know-how in Modellierung und Softwareentwicklung für maßgeschneiderte Lösungen bei der Implementierung numerischer Modelle und Datenanalyse bereit.

• Beratung zu Multiskalenmodellierung, datengestütztem Materialdesign, mikroskopischen Prozessen in Werkstoffen und Tribologie
• Entwicklung von Solvern für Kontinuums-Strömungsmechanik
• Training und Testing von interatomaren Machine-Learning Potentialen
• Analyse tribologischer Daten und Entwicklung molekularer Deskriptoren für das Screening von Materialien und Molekülen hinsichtlich Adsorption, Viskosität und Oberflächenfilmbildung
• Entwicklung von Workflows, Datenstrukturen und KI-Tools zur Simulation und zum Screening von Molekülen und Materialien in der Tribologie, insbesondere zur Substitution schädlicher chemischer Verbindungen

Referenzprojekte

CILANTRO

Kohlenstoffnegativer Zement: eine tribologische Lösung für die Dekarbonisierung, Silikation und Kohlenstoffbindung von Kalkstein

CILANTRO verfolgt einen innovativen Ansatz zur Zementproduktion, der die CO₂-Emissionen drastisch reduziert. Dabei werden energieintensive Hochtemperaturprozesse durch mechanochemische Aktivierung mit Wasserstoff ersetzt. So wird eine CO₂-negative Zementproduktion möglich, die zugleich wertvolle Nebenprodukte für die chemische Industrie erzeugt.
Das Fraunhofer IWM wird mit seiner Expertise zur Multiskalen-Materialmodellierung die mechanochemischen Prozesse, die der CILANTRO-Technologie zugrunde liegen, simulieren, aufklären und Ansatzpunkte für die Optimierung liefern.

Projektprofil: Cilantro

nach oben

LubeTwin

Entwicklung des kontinuums-physikalischen Kerns eines digitalen Zwillings für tribologische Kontakte unter Grenz- und Mischschmierungsbedingungen

Das ERC-geförderte LubeTwin-Projekt hat das Ziel, die Schmierung in Maschinen und technischen Systemen, die auf hochbelastete Reibkontakte angewiesen sind, zu optimieren. Im Zentrum des Projekts steht die Entwicklung eines digitalen Zwillings, der alle Schmierregime – von Trockenreibung bis hydrodynamische Schmierung – abbildet. Mithilfe fortschrittlicher Molekulardynamiksimulationen und maschinellem Lernen will LubeTwin die atomaren Prozesse der Reibung mit der makroskopischen Reibung in technischen Bauteilen verknüpfen. So sollen experimentell schwer zugängliche reibungsverursachende Mechanismen berechenbar gemacht werden.

Projektprofil: LubeTwin

nach oben

Fluorbest

Fluorpolymere – Recherche, Bewertung und Evaluierung von Substitutionsoptionen in technischen Anwendungen

Substitution von Fluorpolymeren. Entwicklung einer Bewertungsmethodik, die materialwissenschaftliche, technische und ökotoxikologische Aspekte berücksichtigt. Umfangreiche Recherche zu Substitutionsbedarfen und dem aktuellen Stand der Technik insbesondere im Bereich der Dichtungen. Verwendung von Digitalisierungswerkzeugen wie KI-gestützten Datenanalysen und semantischer Strukturierung der Daten.

Projektprofil: Fluorbest

nach oben

Reichenbach, T.; Sylla, S.; Mayrhofer, L.; Romero, P.; Schwarz, P.; Moseler, M.; Moras, G.; An all-atom force field for dry and water-lubricated carbon tribological interfaces, Journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces, 128/11 (2024) S. 4699-4721 Link

Grigorev, P.; Frérot, L.; Birks, F.; Gola, A.; Golebiowski, J.; Grießer, J.; Hörmann, J. L.; Klemenz, A.; Moras, G.; Nöhring, W. G.; Oldenstaedt, J. A.; Punit, P.; Rocke, T.; Reichenbach, T.; Shenoy, L.; Walter, M.; Wengert, S.; Kermode, J. R.; Zhang, L.; Pastewka, L.; matscipy: materials science at the atomic scale with Python, The journal of open source software: JOSS. Online journal, 9/93 (2024) Art. 5668, 10 S. Link

Codrignani, A. R.; Peeters, S.; Holey, H.; Stief, F.; Savio, D.; Pastewka, L.; Moras, G.; Falk, K.; Moseler, M.; Toward a continuum description of lubrication in highly pressurized nanometer-wide constrictions: The importance of accurate slip laws, Science advances, 9/48 (2023) Art. eadi264, 17 S. Link

nach oben