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Fertigung und Bauteilverhalten

Leiter der Abteilung: Dr.-Ing. Stefan Dietrich

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Dipl.-Ing. Alexander Klumpp
M.Sc. James Damon
M.Sc. Fabian Mühl
M.Sc. Steffen Czink
M.Sc. Lukas Englert

Kernkompetenz

Im Rahmen der Arbeiten der Abteilung "Fertigung und Bauteilverhalten" werden die Wechselwirkungen zwischen Fertigungsprozessen, Bauteilzustand und Bauteilverhalten bei mechanischen Beanspruchungen untersucht. Ziel ist es durch die Untersuchungen den Fertigungsprozess so einzustellen, dass ein optimaler Bauteilzustand erreicht wird. Die betrachteten Fertigungsverfahren stehen entweder in den fertigungstechnischen Laboratorien des IAM-WK zur Verfügung, oder werden im Rahmen von Kooperationen mit fertigungstechnischen Instituten bereitgestellt. Es werden dabei im Moment folgende Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach DIN untersucht:

Urformen

  • Mikropulverspritzgießen
  • Mikrogießen
  • Gießen

Trennen

  • Hochgeschwindigkeitszerspanen
  • Mikrozerspanen, Mikroerodieren
  • Laserablation

Stoffeigenschaften Ändern

  • Härten und Anlassen von Stählen
  • Einsatzhärten von Stählen
  • Laserstrahlhärten
  • Kugelstrahlen
  • Festwalzen
  • Laserschockbehandeln

Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeiten der Abteilung „Fertigung und Bauteilverhalten“ ist die Charakterisierung fertigungsbedingter Bauteil- bzw. Randschichtzustände unter Nutzung von metallographischen und röntgenographischen Methoden, die aus den entsprechenden Abteilungen des Instituts bereitgestellt werden (s. Struktur- und Spannungsanalyse).

Daneben werden Einrichtungen des Wärmebehandlungslaboratoriums und der Laboratorien für die mechanische Werkstoffprüfung für die Ermittlung der Stabilität der Randschichtzustände bei thermischen, quasistatischen, zyklischen und kombinierten Beanspruchungen herangezogen. Zudem werden in den Laboratorien für die mechanische Werkstoffprüfung die Auswirkungen fertigungsbedingter Bauteilzustände auf die Festigkeit, insbesondere die Schwingfestigkeit, metallischer und keramischer Werkstoffe untersucht.

Einen weiteren wichtigen Schwerpunkt der Arbeiten in der Abteilung „Fertigung und Bauteilverhalten“ bildet die Simulation der Entstehung fertigungsbedingter Bauteilzustände bei unterschiedlichen Fertigungsschritten. Hierbei werden mit unterschiedlichen Finite-Element-Programmen (s. Numerische Simulation) vor allem thermisch-mechanisch gekoppelte Prozesse, gegebenenfalls unter Einschluss von Phasenumwandlungen, betrachtet und die nötigen Eingabedaten experimentell ermittelt (s. Fertigungstechnische Laboratorien).