Forschungsschwerpunkt Materialien und Prozesse

Aktivitäten in diesem Schwerpunkt konzentrieren sich thematisch auf die Erforschung von Modellierungs- und Simulationstechniken für Hochleistungswerkstoffe sowie auf die Entwicklung neuer Fertigungs- und Produktionsverfahren für Bauteile u. a. in der Medizin-, Luft- und Raumfahrttechnik. Geforscht wird am Institut für Digitale Materialforschung (IDM) und dem Institute of Materials und Processes (IMP).

Leuchtturmprojekte

InSeL – Innovative Schaumstrukturen für effizienten Leichtbau

Kurzbeschreibung

Moderne Leichtbauwerkstoffe bieten ein großes Potenzial in vielen industriellen Anwendungen, verlangen aber aufgrund von meist stark ausgeprägtem anisotropem Lastverhalten und geringer Steifigkeit aufwendige konstruktive Maßnahmen für eine funktionsoptimierte Anwendung. In der Initiative „InSeL“ sollen neuartige zelluläre Leichtbauwerkstoffe mit hoher Eigensteifigkeit entwickelt werden, die diese funktionale Lücke schließen. Im ganzheitlichen Ansatz werden auf der Basis von offenporigen Metallschäumen eigenständige zelluläre Leichtbauwerkstoffe und Komposite mit inhärentem Stützgerüst entwickelt. Parallel dazu soll ein neues Verfahren entwickelt werden, mit dem monodisperse Polymerschäume durch den Einsatz von Tensiden hergestellt werden können. Dieses Verfahren soll zur Substitution des spezifischen Herstellungsprozesses von Gussmodellen für die zellulären Leichtbaustrukturen dienen und in Verbindung mit dem Feingussverfahren auch eine genau definierte und reproduzierbare Schaumstruktur ermöglichen.

weiterführende Links

MicroBiome

Kurzbeschreibung

Auf einem mit LHKW belasteten Industriestandort in Barcelona wird ein Kombinationsverfahren zur mikrobiologischen in situ Grundwassersanierung entwickelt, das aus einem zentralen Grundwasser-Zirkulations-Brunnen (GCW) mit umliegenden Multilevel-Injektionsbrunnen besteht. Anhand von Laborversuchen wird eine Nährstoffmischung entwickelt. Durch den zyklischen Betrieb des Brunnens werden komplexe Strömungszustände erzeugt, die zur Vermischung von Kontanimanten und Nährstoffen im Grundwasser führen. Die Wirksamkeit des Verfahrens wird durch Laboranalytik, molekularbiologische und isotopentechnische Untersuchungen weiterentwickelt. In bestehenden Modellierungswerkzeuge werden die Strömungen und Prozesse in den Porenkanälen überarbeitet, um Sanierungskonfigurationen exakter zu dimensionieren. Hierzu sollen gezielt neuartige Berechnungsmethoden zur Simulation der Stoffströme im Erdreich eingesetzt werden. Dazu bedarf es der Entwicklung einer geeigneten Simulationsumgebung, um diverse Grundwasser führende Schichten modellieren zu können. Dies erfordert die Abbildung an Ausschnitten der Sedimente als aufgelöste Strukturen zur Ermittlung der Strömungskanäle durch diese Schichtung.