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Forschung

Der Lehrstuhl besteht aus zwei Forschungsgruppen Ultraschall und Circularity Engineering:

Forschungsgruppe Ultraschall:
Die vorwiegend experimentell arbeitende Gruppe beschäftigt sich mit dem Einsatz von Ultraschall für neuartige Werkstoffkonzepte und deren Prozesstechnik.
Die Ultraschalltechnologie wird dabei sowohl als Werkzeug zur Herstellung multifunktionalen Werkstoffkonzepten als auch zur effizienten Bewertung von Materialsystemen eingesetzt. Bei der Herstellung liegt der Fokus auf wirkungsvolle Verbindungstechniken zur Herstellung neuartiger Multi-Material-Systeme und deren Prozesstechnik. Zur Bewertung werden moderne Methoden zur Eigenschafts- und Mikrostrukturcharakterisierung genutzt sowie weiter- bzw. neu entwickelt.

Die Gruppe Ultraschall gliedert sich in die Bereiche „Ultra + X“ sowie „Multi + X“. Unser Werkstoffportfolio umfasst neben Leichtmetallen, wie Al- und Ti-Legierungen, auch Fe-Basislegierungen für Automobil- oder Luftfahrtanwendungen und wird von polymeren Faserverbundwerkstoffen wie CFK oder GFK abgerundet und im Forschungsbereich „Hybride Werkstoffsysteme“ zusammengefasst.

Forschungsgruppe Circularity Engineering:
Diese Forschungsgruppe ist auf die Entwicklung von Methoden und Vorgehensweisen fokussiert, welche den Übergang zu einer Circular Economy begleiten und beschleunigen. Ziel ist die Etablierung eines neuen "Normal", bei dem bereits in der Design- und Produktentwicklungsphase mehrere Nutzungszyklen für ein Produkt und die darin verbauten Komponenten bedacht werden.

 

Ultra 300                             

ULTRA + X                                                    
Im Forschungsschwerpunkt „Ultra + X“ werden alle Themen zusammengeführt, die Leistungsultraschall zur Charakterisierung oder Herstellung von zumeist hybriden Werkstoffsystemen nutzen. So wird der Leistungsultraschall zum Verbinden stark unterschiedlicher Werkstoffe, wie insbesondere Leichtmetalle (Al, Ti, Stähle) mit Faserverbundwerkstoffen (CFK, GFK) oder auch Gläsern bzw. Keramiken eingesetzt. Darüber hinaus nutzen wir die Technologie zur beschleunigten Lebensdauerermittlung von Faserverbundwerkstoffen, um anwendungsrelevante Fragestellungen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik grundlagenorientiert zu untersuchen.

 

 

Multi 300                             

MULTI + X                                   
Im Forschungsschwerpunkt „Ultra + X“ werden alle Themen zusammengeführt, die Leistungsultraschall zur Charakterisierung oder Herstellung von zumeist hybriden Werkstoffsystemen nutzen. So wird der Leistungsultraschall zum Verbinden stark unterschiedlicher Werkstoffe, wie insbesondere Leichtmetalle (Al, Ti, Stähle) mit Faserverbundwerkstoffen (CFK, GFK) oder auch Gläsern bzw. Keramiken eingesetzt. Darüber hinaus nutzen wir die Technologie zur beschleunigten Lebensdauerermittlung von Faserverbundwerkstoffen, um anwendungsrelevante Fragestellungen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik grundlagenorientiert zu untersuchen.

 

 

Hybrid 300                             

Hybride Werkstoff-      systeme

Das Ziel leichtere und effizientere Strukturen bei gleichzeitiger Erhöhung von Funktionalität sowie kostenneutraler Fertigung herzustellen, ist kaum noch durch monolithische Werkstoffkonzepte, sondern vielmehr mit hybriden Werkstoffsystemen möglich. Ein hybrides Werkstoffsystem entsteht durch die geschickte Kombination von verschiedenen Werkstoffen oder gar Werkstoffklassen mit Hilfe neuer Herstellungsverfahren zu einem Verbundwerkstoff oder alternativ zu einem Werkstoffverbund durch einen materialspezifischen Fügeprozess.

 

 

CircularIcon                                                                                                           

Circularity
Engineering   

Durch lineares Wirtschaften kommt es neben vermeidbaren Treibhausgasemissionen zu einer massiven Rohstoffextraktion auf der ganzen Welt. Nur mit einer zirkulären Wirtschaftsweise können Materialkreisläufe geschlossen und negative ökonomische, ökologische und soziale Auswirkungen reduziert werden. Am Lehrstuhl arbeiten wir an einem „Neuen Normal“ der Ingenieurwissenschaften, indem wir:

  • Methoden zur zirkulären Produkt- und Prozessentwicklung erarbeiten und gemeinsam mit öffentlichen und privaten Partnern implementieren
  • Whitepaper veröffentlichen, die auf ein einheitliches Verständnis der Konzepte und Begrifflichkeiten zielen
  • Standardisierungsverfahren auf nationaler und transnationaler (EU) Ebene begleiten

 

Unsere aktuellen Forschungsvorhaben:

ULTRA + X

  • Alterungsbeständige Metall/CFK-Verbindungen für Luftfahrtanwendungen (USS-Transfer)
  • Beschleunigte Lebensdauerermittlung von Faserverbundwerkstoffen durch Ultraschallermüdung (VHCFK)
  • Aktivierung und Einbringung lebensdauerbestimmender
    Defekte in hybriden Materialsystemen durch Leistungsultraschall (Scharf)
  • Nachhaltige Sonotrodenkonzepte und Zustandsüberwachung beim Ultraschallschweißen (NaSoKo)

 

MULTI + X

  • Schadenstolerante, elektrisch leitfähige und überwachbare Faserverbundwerkstoffe für Flugzeuganwendungen (MCFK)
  • Ultraschallfügen von Multi-Material-Strukturen für Automobilapplikationen (Multi-Spot)

 

Circularity Engineering

  • Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz (GreEnerTech)
  • Potenzial- und Bedarfsanalyse zum Zirkulären Planen und Bauen im öffentlichen Sektor Baden-Württembergs (PuB2)