Forschungscluster

• Herstellung von Bauteilen aus Multi-Material-Strukturen mit
  • unterschiedlichen metallischen Werkstoffen
  • nichtmetallische Werkstoffe in metallischer Matrix
     
• Erzeugung von Strukturen mit lokaler Eigenschaftsanpassung
  • Angepasste physikalische / chemische / mechanische Eigenschaften
  • Gezielte Einstellung / Nutzung von Kavitäten / Porositäten
  • Verbesserte Oberflächeneigenschaften (z. B. Verschleiß, Reibung, etc.)
     
• Entwicklung geeigneter Ausgangswerkstoffe / Pulver
  • Legierungsentwicklung, Nutzung von Additiven (Flussmittel, etc.)
  • Oberflächeneigenschaften / -morphologie von Zusatzwerkstoffen (form-abhängig z. B. durch Aktivmahlen, Plasmabehandlung, Beschichtung)
     
• Schaffung fertigungstechnischer Freiheiten durch schwerpunktmäßige Nutzung additiver Fertigungsverfahren: Lasersintern, Lasermelting, Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)
   
• In-situ Beeinflussung der Bauteileigenschaften im Fertigungsprozess selbst (Bahnplanung, Energieeintrag, Thermozyklen, etc.)

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Volker Wesling

• Entwicklung neuer Multimaterialsysteme mit anorganischer Deckschicht und verstärktem Polymerkern
  • Akustische Dämpfung (FMLs)
  • Hohe Transparenz bei Splitter- und Einbruchssicherheit (NanoGlas)
  • Anwendungsorientierte Strukturoptimierung
     
• Entwicklung neuartiger Herstellungstechnologien für  Faserverbunde (Fokus: Ressourceneffizienz/Recycling)
   
• Entwicklung und Optimierung der Fertigungsprozesse für MMS
  • Integration von Faser- und/oder Nanopartikelverstärkung
  • Kombination verschiedener Herstellungsverfahren zu einem einstufigen variothermen Umform- und Fügeprozess (FMLs)
  • Einsatz sterisch stabilisierter, monomerspezifisch funktionalisierter Nanopartikel zur Eigenschaftsoptimierung (NanoGlas)
     
• Erforschung der einzigartigen Online-Prepreg-Technologie am CZM (Zielstellung: Zero-Waste Production / umweltorientierte Verbundwerkstoffherstellung bei gleichbleibenden Materialeigenschaften)

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann

• Identifikation und Weiterentwicklung von Ansätzen des stofflichen und konzeptionellen Leichtbaus
• Überwindung von Inkompatibilitäten entlang der gesamten Prozesskette vom Werkstoff bis zum Bauteil
• Erzeugung von energieeffizienten Leichtbaustrukturen unter besonderer Berücksichtigung aller Lastfälle und Werkstoffzustände
• Entwicklung und Herstellung von Faserverbundstrukturen (Spritzguss, Vakuuminfiltration, Resign-Transfer-Moulding, Nasspressen)
• Adaption von Werkstoffsystemen und Zusatzwerkstoffen
• Realisierung metallischer Mischbauweisen und Verbundstrukturen mittels Wärmearmer Fügeverfahren (Lichtbogen- und Plasmaprozesse, Pressschweißen, mechanisches Fügen und hybride Fügeprozesse)
• Eigenschaftsnachweis unter statischer, zyklischer und dynamischer Belastung → Einbeziehung der Werkstoffzustände (z. B. Alterung)

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Henning Wiche

• Alle Materialien und Werkstoffe wechselwirken über ihre Oberflächen mit ihrer Umgebung
• Viele material- und werkstoffspezifische Eigenschaften wie die Haftung, der Verschleiß oder die Korrosionsbeständigkeit werden maßgeblich durch die Oberfläche bestimmt
• Herausforderung: Hoher Bedarf an Kontrolle und Einblick in die physikalisch-chemischen Prozesse an Oberflächen 
• Gezielter Einsatz von verschiedenen Analysemethoden und Techniken aus dem Bereich der Oberflächenphysik und Materialanalytik
• Dielektrisch Behinderte Entladungen (DBE-Plasmen) zur Modifikation und Funktionalisierung von Oberflächen

Ansprechpartner: Prof. Dr. Wolfgang Maus-Friedrichs / Dr. rer. nat. René Gustus

• Modellierung und simulative Auslegung von komplexen Geometrien und Mikrobauteilen für hochpräzise Applikationen
• Herstellung und Optimierung der Prozesskette mittels Additiver Fertigung, Laserlithografie, Mikrospritzguss und Mikrofügetechnologie unter Berücksichtigung spezifischer Randbedingungen
  • Materialtechnisch
  • Biologisch/Medizinischtechnisch
  • Optisch/Sensorisch
     
• Entwicklung von neuartigen Materialkombinationen, wie Polymer-Protein-Komposite, für biologische und medizinische Applikationen unter Reinraumbedingungen
• Entwicklung faltbarer Substrate für optische Anwendungen
• Entwicklung leitfähiger Polymersysteme für die Mikrosensortechnik
• Erforschung und Entwicklung von Koppelmechanismen für Werkstoffkombinationen in unterschiedlichsten Bereichen, wie Medizintechnik, optische Systeme, MID-Technologie, etc.

• Verlässliche Speichermöglichkeiten sind für den großflächigen Einsatz von grünem Wasserstoff als Energieträger notwendig
• Einsatzgebiete sind: Energiewirtschaft, Mobilitätssektor, Produktionssektor
• Problemstellung: hohe Diffusibilität, großes Gefährdungspotential
• Druckspeicher unter Anwendung hybrider Werkstoffsysteme
  • Entwicklung von neuartigen Diffusionsbarrieren
  • Berücksichtigung von Leichtbauaspekten (Metall /FVK-Laminat Mischbauweisen)
     
• Festkörperspeicher auf Metallhydridbasis
  • Nutzung von DBD-Plasmen zur Unterstützung der Ein- und Auslagerung