Fraunhofer IWM Jahresbericht 2019 jetzt online

28. Februar 2020

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Als Funktionsträger in technischen Systemen müssen Werkstoffe hohe Anforderungen erfüllen: Sie sollen ressourcenschonend und energieeffizient hergestellt und zu verarbeiten sein. In komplexen Belastungssituationen sollen sie die bestmögliche Leistung zeigen bei angemessener, bekannter Lebensdauer und maximaler Zuverlässigkeit. Darüber hinaus sollen Werkstoffe eine geringe Umweltbelastung im Lebenszyklus eines Produkts bedingen. 

Die Voraussetzungen, um diese Anforderungen zu erfüllen, schaffen wir mit unseren Lösungen zur optimierten Nutzung von Werkstoffeigenschaften und neuen Werkstofffunktionen. Damit ermöglichen wir innovative und zuverlässige technische Bauteile und Fertigungsverfahren bei unseren Auftraggebern.

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Verfahren zur berührungslosen Echtzeit-Dehnungsmessung für Mikroproben entwickelt

In Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS), Automobilen oder Uhrenkomponenten werden kleinste mechanische Teile belastet. Da die kleinen Abmessungen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Komponenten ausüben, ist es sinnvoll, deren Materialeigenschaften an Mikroproben im Mikro- bis Millimeter-Maßstab zu ermitteln. Jetzt ist die Dehnung online per Real-Time-Strain-Measurement-(RTSM-)Technik bei etwa 1,2 kHz zu messen.

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Optimierung der Biegefestigkeit von Solarglasoberflächen

Neuentwickelte, nahezu vollständig aus Glas bestehende Solarmodule wurden auf ihre Festigkeit hin bewertet. Die Moduloberflächen sind durch verschiedene Arbeitsschritte funktionalisiert worden. Mithilfe von Doppelringbiegeversuchen bis zum Bruch wurden die besten Kandidaten identifiziert.

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Diamant-SiC-Komposite qualifiziert für Gleitlager in SubSea-Anwendungen

Zur Förderung von Rohstoffen aus dem Meeresboden sind Schlüsselkomponenten wie Lagerungen und dynamische Dichtungen mit größtmöglicher Verschleißbeständigkeit und Dauerfestigkeit entwickelt worden. Die Werkstoffe und Komponenten solcher Subsea-Systeme sind hinsichtlich Festigkeit und Zuverlässigkeit sowie ihrer tribologischen Eigenschaften – Reibung und Verschleiß – unter Einwirkung von Salzwasser untersucht und modelliert worden.

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Schweißverbindungen bei mehrachsiger Beanspruchung: Lebensdauermodell verfeinert

Für die Lebensdauerbewertung geschweißter Bauteile sind neben den geometrischen Aspekten zusätzlich die Materialinhomogenität und Eigenspannungen in den lokalen Ansätzen berücksichtigt worden. Es wurde gezeigt, dass nur durch die Berücksichtigung der lokalen Festigkeit der Wärmeeinflzusszone WEZ in der Modellierung eine gute Übereinstimmung mit dem Experiment erreicht werden kann.

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Mikrostrukturuntersuchungen magnetimpulsgeschweißter Cu-Al-Mischverbindungen

Insbesondere in der Elektromobilität werden für elektrische Leitungen Kupfer und Aluminium parallel eingesetzt und müssen technisch anspruchsvoll stoffschlüssig und leitfähig gefügt werden. Die mit Magnetimpulsschweißen  gefügte Verbindung wurde mit verschiedenen experimentellen Methoden wie Mikrozugproben und numerischen Verfahren analysiert und bewertet. Auch der dynamische Verformungsvorgang wurde makroskopisch modelliert.

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