Jahresbericht 2020/21

Referierte Publikationen

Kruse, A.; Ott, M.; Risse, L.; Koch, R.: „3D-Druck – Eine Technologie als Schlüssel zur Steigerung der Teilhabe”. 6. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen, 2021

Nicht referierte Publikationen

Schultz, A.; Lamers, C.; Koch, R.; Lüke, R.; Sauerland, T.: „Intelligente Rettung im SmartHome“. vfdb-Zeitschrift Feuerwehr forscht 4/2020

Koch, R.; Gäßler, I.; Zimmer, D.; Tröster, T. (HRSG.): „Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für Additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess, Ergebnisbericht des BMBF Verbundprojektes OptiAMix”. Shaker Verlag, Vol. Band 25, 2021

Aktuelle Forschungsprojekte

Schwerpunkt „Public Safety and Security” (PSS):
„INSPIRE“: Ziel des in der Digitalen Modellregion Ostwestfalen-Lippe geförderten Projekts ist es, existierende und neuartige heterogene Einzellösungen (Smart Home/Building, Personenstrom-Messung, Drohnen und Social Media) im Bereich der Einsatzunterstützung der zivilen Gefahrenabwehr zu integrieren und so innovative Anwendungen für Einsatzkräfte und die Bevölkerung zu ermöglichen. (www.inspireprojekt.de) Förderinstitution: MWIDE NRW

„IRiS“: Das BMBF-geförderte Projekt erforscht die Nutzung von Daten und Funktionen des SmartHome für die taktischen Einsatzaufgaben der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben. (www.twitter.com/irisprojekt) Förderinstitution: BMBF

Schwerpunkt „Additive Manufacturing” (AM):
„BIKINI“: Im vom BMWK geförderten Projekt forschen Wissenschaftler der Universität Paderborn mit Partnern aus Forschung und Praxis an einer Lösung, um Nachhaltigkeit entlang der vollständigen Prozesskette sowie über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu ermöglichen. Am C.I.K. werden Expertisen im Bereich der (CAD-)Plattformauswahl genutzt, um Schnittstellen definieren zu können und die entstehende Entwicklungsplattform schlagfertig am Markt platzieren zu können. Zum anderen werden die am Lehrstuhl vorhandenen Fähigkeiten der konzeptionellen Produktionsplanung, gerade im Bereich der additiven Fertigung, durch die anstehenden Arbeiten in der Produktionsauswahl erweitert.Förderinstitution: BMWK

„proDruck“: Das vom BMBF geförderte Projekt proDruck steht unter dem Titel: „3D-Druck – Technologie der Industrie 4.0 – als Mittel der Inklusion für Menschen mit Behinderungen in die Arbeitswelt“. Ziel des dreijährigen Forschungsprojekts ist die Erarbeitung eines ganzheitlichen Beschäftigungsmodells für Menschen mit Behinderung. Dabei sollen die Entwicklung und der Druck von individuellen Alltags- und Montagehilfen im Fokus stehen und so die Hilfe zur Selbsthilfe ermöglichen. (www.prodruck-projekt.de) Förderinstitution: BMBF

„POLYLINE“: Ziel des vom BMBF geförderten Projektes POLYLINE ist es, die Additive Fertigung mit polymerbasiertem Laser-Sintern zu einem automatisierten und effizienten Produktionsverfahren weiterzuentwickeln. Die AM-Technologie soll dabei befähigt werden, klassischen Verfahren (Zerspanen, Gießen, etc.) in durchsatzstarken Linienproduktionssystemen auf Augenhöhe zu begegnen. Förderinstitution: BMBF

Wissenschaftliche Kooperationen (nur extern)

Direct Manufacturing Research Center, Paderborn, Deutschland

safety innovation center gGmbH, Paderborn, Deutschland

simufact engineering GmbH, Paderborn, Deutschland

Additive Marking GmbH, Paderborn, Deutschland

Im Rahmen der nationalen und internationalen Forschungsprojekte sowie der Organisation von Workshops auf wissenschaftlichen Konferenzen bestehen zahlreiche weitere Kooperationen mit Partnern aus der Industrie, der Forschung sowie Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben.

Funktionen (nur extern)

Prof. Dr.-Ing. Rainer Koch:

Stellv. Obmann des DIN NA 031-05-02 AA „Arbeitsausschuss Organisations- und Steuerungsnormen für den Bevölkerungsschutz“

Mitglied der Arbeitsgruppe 3 „Crisis management/civil protection“ des CEN Technical Committee 391 „Societal and Citizen Security“

Obmann der Arbeitsgruppe 3 „Emergency Management“ des ISO Technical Committee 292 „Security and Resilience“

Mitglied des Messebeirates „Interschutz 2022“

Promotionen

Habdank, Matthias: „Entwicklung eines Konzeptes zum qualitätsorientierten Monitoring von Social Media in der zivilen Gefahrenabwehr“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Rainer Koch)

Referierte Publikationen

Martin, S.; Schütte, J.; Bäumler, C.; Sextro, W.; Tröster, T.: "Identification of joints for a load-adapted shape in a body in white using steady state vehicle simulations”. Forces in Mechanics, 6, Article 100065, 2021

Aimiyekagbon, O. K.; Muth, L.; Wohlleben, M. C.; Bender, A.; Sextro W.: "Rule-based Diagnostics of a Production Line“. In P. Do, S. King, & O. Fink (Eds.), Proceedings of the European Conference of the PHM Society 2021, Vol. 6, Issue 1, pp. 527–536, 2021

Schütte, J.; Sextro, W.: "Tire Wear Reduction Based on an Extended Multibody Rear Axle Model”. Vehicles, 233–256, 2021

Aimiyekagbon, O. K.; Bender, A.; Sextro W.: ‚‚Extraktion und Selektion geeigneter Merkmale für die Restlebensdauerprognose von technischen Systemen trotz aleatorischen Unsicherheiten”. VDI-Berichte 2391, 197–210, 2021

Hagedorn, O. E. C.; Broll, M., Kirsch, O.; Hemsel, T.; Sextro, W.: "Experimental investigation of the influence of different bond tool grooves on the bond quality for ultrasonic thick wire bonding”. International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators, 2021

Bender, A.: "A Multi-Model-Particle Filtering-Based Prognostic Approach to Consider Uncertainties in RUL Predictions”. Machines, 9(10), Article 210, 2021

Bender, A.; Sextro, W.: "Hybrid Prediction Method for Remaining Useful Lifetime Estimation Considering Uncertainties. In P. Do, S. King, & Olga Fink (Eds.), Proceedings of the European Conference of the PHM Society, Vol. 6, 2021

Aimiyekagbon, O. K.; Bender, A.; Sextro, W. (n.d.): "On the applicability of time series features as health indicators for technical systems operating under varying conditions”. In Proceedings of the Seventeenth International Conference on Condition Monitoring and Asset Management (CM 2021)

Schemmel, R.; Krieger, V.; Hemsel, T.; Sextro, W.: "Co-simulation of MATLAB and ANSYS for ultrasonic wire bonding process optimization“. Microelectronics Reliability, 119, 114077, 2021

Schütte, J.; Sextro, W.: "Model-Based Investigation of the Influence of Wheel Suspension Characteristics on Tire Wear“. In Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2020

Aimiyekagbon, O. K.; Bender, A.; Sextro, W.: "Evaluation of time series forecasting approaches for the reliable crack length prediction of riveted aluminium plates given insufficient data“. In PHM Society European Conference, Vol. 5, 2020

Schemmel, R.; Krieger, V.; Hemsel, T.; Sextro, W.: "Co-simulation of MATLAB and ANSYS for ultrasonic wire bonding process optimization“. In 2020 21st International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems (EuroSimE), 2020

Dreiling, D.; Itner, D.; Feldmann, N.; Scheidemann, C.; Gravenkamp, H.; Henning, B.: "Application and modelling of ultrasonic transducers using 1-3 piezoelectric composites with structured electrodes “. Fortschritte Der Akustik - DAGA 2021, Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. (DEGA), Wien, 2021.

Schemmel, R.; Scheidemann, C.; Hemsel, T.; Kirsch, O.; Sextro, W.: "Experimental analysis and modelling of bond formation in ultrasonic heavy wire bonding“. CIPS 2020, 11th International Conference on Integrated Power Electronics Systems, pp. 1–6, 2020

Nicht referierte Publikationen

Magnus, K.; Popp, K.; Sextro, W.: „Schwingungen: Grundlagen – Modelle - Beispiele, 11.Auflage, Springer Vieweg, 2021, ISBN:978-3-658-31115-5; ISBN:978-3-658-31116-2 (eBook)

Bender, A.: „Zustandsüberwachung zur Prognose der Restlebensdauer von Gummi-Metall-Elementen unter Berücksichtigung systembasierter Unsicherheiten“. Band-12, Shaker Verlag, 2021, ISBN:978-3-8440-8020-9

Eichwald, P.: „Prozessgerechte Gestaltung von Werkzeugen auf Basis von Verschleißsimulationen am Beispiel des Ultraschallbondens“. Band-11, Shaker Verlag, 2020, ISBN:978-3-8440-7812-1

Kaul, T.: „Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischen Verhalten mechatronischer Systeme“. Band-10, Shaker Verlag, 2020, ISBN:978-3-8440-7450-5

Aktuelle Forschungsprojekte

„Hybride Modellierung“: Bei der Modellierung dynamischer Systeme wird zwischen physikalischer und datengetriebener Modellierung unterschieden. Ein physikalisches Modell kann auch auf nichtexistierende Systeme angewandt und zu deren Auslegung genutzt werden. Sie ist jedoch potentiell komplex. Ein datenbasiertes Modell lässt sich ohne tieferes Systemverständnis generieren, jedoch nur für bereits existierendem Systeme. Zwischen diesen beiden Arten fügt sich die hybride Modellierung ein. Bei der hybriden Modellierung sollen die Vorteile von physikalischer und datengetriebener Modellierung erhalten werden, während sich die Nachteile aufheben. Dafür wurde ein Verfahren entwickelt, mit welchem sich das Verhalten dissipativer, nichtlinearer Systeme vorhersagen lässt. Die Basis bildet ein konservatives physikalisches Modell. Vervollständigt wird das hybride Modell durch ein datengetriebenes Modell, welches die Diskrepanz zwischen dem konservativen Modell und dem dissipativen System abbildet, sodass sich das dissipative Systemverhalten abbilden lässt. Förderinstitution: UPB

„Nutzbare Restlebensdauer neuer und bereits genutzter technischer Systeme unter instationären Bedingungen“: Das Projekt zielt darauf ab, ein Verfahren zur Prognose der nutzbaren Restlebensdauer von Systemen zu entwickeln, welche unter instationären Bedingungen, wie zum Beispiel variierenden Lasten und Drehzahlen betrieben werden. Daher werden klassische datengetriebene und modellbasierte Verfahren der Ingenieurwissenschaften mit Verfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz kombiniert. Diese hybride Kombination soll genutzt werden, um Betriebsbedingungen zu kategorisieren, Versagensmodi zu identifizieren und um die nutzbare Restlebensdauer von technischen Systemen vorherzusagen. Basierend auf Unsicherheitsanalysen und den erarbeiteten Beziehungen zwischen Betriebsbedingungen, Sensordaten und möglichen Fehlern, wurden geeignete Merkmale für die Prognose der nutzbaren Restlebensdauer evaluiert und neu entwickelt. Förderinstitution: DFG

„Fahrwerkkonzept für einen energieeffizienten, verschleißarmen Reifen-Fahrbahn-Rollkontakt“: Das durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt geförderte wissenschaftliche Forschungsprojekt thematisierte eine modellbasierte Analyse des Einflusses der Radhubkinematik eines Achssystems auf den Reifenverschleiß. Die Modellierung des dynamischen Verhaltens des Gesamtsystems Achse-Reifen-Fahrbahn unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Teilsystemen stellte dabei ein zentrales Thema dar. Durch eine Anpassung der Grundauslegung einer Serienachse sollte der Reifenverschleiß reduziert werden ohne dabei vom heutigen Stand der Technik der kinematischen Grundauslegung abzuweichen. Im Forschungsprojekt konnte gezeigt werden, dass bei Simulation einer Geradeausfahrt bereits kleine Änderungen zu einer deutlichen Reduktion der Reibleistung in der Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn führen. Die Reibleistung diente dabei als Indikator für den Reifenverschleiß. Förderinstitution: DBU

„Recheneffiziente Vorhersage des Reifenverschleißes“: Zur Simulation und computergestützten Analyse des Reifenverschleißes werden derzeit komplexe Reifenmodelle verwendet, die mit einer langen Rechenzeit einhergehen. Soll der Reifenverschleiß optimiert werden, müssten mit solchen Modellen zahlreiche Simulationen durchgeführt werden. Die Gesamtrechenzeit wäre dann nicht mehr tragbar. Deswegen wird eine Methodik entwickelt, durch die der Reifenverschleiß auch mit geringerem Rechenaufwand vorhergesagt werden kann. Dabei soll es weiterhin möglich sein, die Verteilung des Verschleißes über den Reifenquerschnitt zu bestimmen. Dies hebt die neue Vorgehensweise von der Verwendung der üblichen, schnellen Punktkontaktmodelle ab.

„Intelligentes, kompaktes Ultraschall-Torsionsschweißsystem“: In Zusammenarbeit mit der ATHENA Technologieberatung GmbH wird ein intelligentes, kompaktes Ultraschall-Torsionsschweißsystem in Form eines Teststands entwickelt, mit dem entsprechend industrieller Kundenvorgaben Probeschweißungen durchgeführt werden können. Der Teststand dient als Demonstrator und als Basis-Prototyp für nachfolgende individuelle Kundenaufträge. Ziel ist dabei, ein neuartiges Ultraschall-Schweißsystem zu entwickeln, das gegenüber am Markt verfügbaren Systemen durch seine Kompaktheit in der Lage ist, auch in schwer zugänglichen Bereichen zuverlässige Schweißverbindungen verschiedener Materialien (z. B. Al, Cu) in effizienter Weise zeit-, ressourcen- und kostensparend herzustellen. Förderinstitution: BMWi

„US-Schweißen auf flexiblen Strukturen“: Das Ultraschall-Schweißen ist in der Industrie eine etablierte Technologie zum Fügen von Metallen. Das Schweißen auf flexiblen Strukturen stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar. Lokale Schwingungen des Untergrundes haben Auswirkungen auf den Verbindungsaufbau, verursachen möglicherweise Schäden im Untergrund oder an benachbarten Bauteilen. Das Ziel dieses Vorhabens ist, Handlungs- und Gestaltungsempfehlungen bezüglich des Designs der Schweißstellen sowie der konzeptionellen Auslegung der Aufspannungen zu erarbeiten. Förderinstitution: Industrie

„Condition Monitoring System für Gummi-Metall-Elemente“: In der Industrie gelangt die zustandsbasierte Instandhaltung immer stärker in den Fokus. Diese Instandhaltungsstrategie sieht die Überwachung eines technischen Produkts während seines Lebenszyklus‘ mit Hilfe von Sensoren vor, die den Zustand des Produkts ermitteln. Im Rahmen dieses ZIM-Projekts wird ein modulares Condition Monitoring System für Gummi-Metall-Elemente aufgebaut, das aufbauend auf verschiedenen Sensordaten eine Diagnose des Degradationszustands und eine Prognose der Restnutzungsdauer der Gummi-Metall-Elemente ermöglicht. So kann der Nutzwert der Elemente durch eine zustandsbasierte Instandhaltung gesteigert werden. Förderinstitution: BMWi

„Power2Power-Modellbasierte Ermittlung optimaler Prozessparameter für neuartige Ultraschallbondverbindungen “: Um den weltweit steigenden Energiebedarf abdecken zu können, gewinnt die Nutzung von erneuerbaren Energien zunehmend an Relevanz. Für die Energieumwandlung werden effiziente Leistungshalbleiter benötigt. Das Gesamtziel des EU-Projekts ist die Weiterentwicklung von siliziumbasierten Leistungshalbleitern. Eine wesentliche Aufgabe des LDM ist dabei, die benötigte Entwicklungszeit für die Findung von optimalen Bondparametern für das Ultraschall-Drahtbonden durch den Einsatz von Simulationsmodellen zu reduzieren. Die Drahtbondverbindungen in den Leistungshalbleitern müssen immer höheren Belastungen standhalten. Dafür ist es notwendig, dass Bonddrähte mit großen Durchmessern effizient und zuverlässig verwendet werden können. Für diese Aufgabe wird an einem neuen Konzept der Anregung beim Ultraschall-Drahtbonden geforscht. Förderinstitution: EU-ECSEL, BMBF

„Geometrieoptimierung von Bondwerkzeugen“: Das Ultraschall-Drahtbonden wird in der Leistungshalbleiterindustrie zur Kontaktierung verwendet. Dabei spielen bei der Verbindungsbildung viele Faktoren, wie beispielsweise die Bondparameter oder das Bondwerkzeug, eine entscheidende Rolle. In diesem Projekt wird der Einfluss des Bondwerkzeugs, das die Kräfte während des Bondens auf den Draht überträgt, experimentell untersucht und simulativ abgebildet. Ziel ist es, die Geometrie des Bondwerkzeugs hinsichtlich verschiedener Ziele zu optimieren, um zum Beispiel die Effizienz des Bondprozesses zu steigern. Förderinstitution: Industrie

„Durch Simulation verbesserte Prozessentwicklung beim Ultraschall Dickdrahtbonden“: Das Ultraschall-Dickdrahtbonden mit Aluminiumdraht ist ein Standardverfahren zur elektrischen Kontaktierung von Leistungshalbleitermodulen. Um die steigenden Anforderungen an die Effizienz und Zuverlässigkeit des Prozesses bewältigen zu können wurde basierend auf experimentellen Studien ein Prozessmodell entwickelt, das eine Co-Simulation von MATLAB und ANSYS nutzt, um Parameterstudien durchzuführen, die bislang nur in zeit- und kostenaufwändigen experimentellen Studien realisiert werden konnten. Mit Hilfe des Modells können nun Bondergebnisse in Abhängigkeit der eingestellten Parameter vorhergesagt und somit der experimentelle Aufwand bei der Findung optimierter Prozessparameter reduziert werden.

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Dr. Eyke Hüllermeier, Ludwig-Maximilians-Universität München, Institute of Informatics, Chair of Artificial Intelligence and Machine Learning, Akademiestr. 7, 80799 München

Preise, Auszeichnungen

Preis für ausgezeichnete Dissertationen der Universität Paderborn an Amelie Bender: Amelie Bender erhielt diesen Preis für ihre Promotion, die sie 2021 „mit Auszeichnung“ an der Universität Paderborn abgeschlossen hat. 13. März 2022, Paderborn, Deutschland

Ein Team des LDM erzielte den 3. Platz bei der Data Challenge der 6. European Conference of the Prognostics and Health Management (PHM) Society. Die Arbeit mit dem Titel "Rule-based diagnostics of a production line” wurde in den Proceedings of the 6th European Conference of the PHM Society 2021, Vol. 6, No.1, 2021 veröffentlicht (open-access).

Patente

Reinke, K.; Bender, A.; Meyer, T.; Sextro, W.; Kimotho, J.K.: Verfahren zur Bestimmung des Beginns einer verschleißbedingten Bauteil-Restnutzungsdauer eines elastisch verformbaren Bauteils, als Strukturteil und/oder Lagerteil eines Geräts. Europäische Patentschrift EP 3 358 332 B1, 2020

Promotionen

Bender, Amelie: „Zustandsüberwachung zur Prognose der Restlebensdauer von Gummi-Metall-Elementen unter Berücksichtigung systembasierter Unsicherheiten“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro)

Eichwald, Paul: „Prozessgerechte Gestaltung von Werkzeugen auf Basis von Verschleißsimulationen am Beispiel des Ultraschallbondens“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro)

Kaul, Thorben: „Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten mechatronischer Systeme“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro)

Referierte Publikationen

Bolenz, L.; Ehlert, T.; Dechert, C.; Bertling, R.; Kenig, E. Y.: “Modelling of a continuous distillation process with finite reflux ratio using the hydrodynamic analogy approach”. Chemical Engineering Research and Design, 172, pp. 99–108, 2021

Bolenz, L.; Fischer, F.; Toye, D.; Kenig, E. Y.: “Determination of local fluid dynamic parameters in structured packings through X-ray tomography: overcoming image resolution restrictions”. Chemical Engineering Science, 229, 115997, 2021

Bothe, M.; Fedorov, A.; Frei, H.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Dynamische Simulation von industriellen Kreislaufprozessen zur Vermeidung von Notfallsituationen bei der chemischen Absorption“. Chemie Ingenieur Technik, 92, S. 1192, 2020

Bothe, M.; Fedorov, A.; Frei, H.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Untersuchung des dynamischen Prozessverhaltens bei Betriebsstörungen im Bereich der chemischen Absorption“. Chemie Ingenieur Technik, 92, pp. 299–304, 2020

Bothe, M.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: “Examination of hazardous situations in industrial closed-loop processes using dynamic simulations”. Chemical Engineering Transactions, 88, pp. 703-708, 2021

Braz, C. G.; Lutters, N.; Rocha, J.; Alvim, R.; Kenig, E. Y.; Matos, H. A.: “Modeling and Simulation of an Industrial Formaldehyde Absorption System”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 59, pp. 5996–6006, 2020

Fedorov, A.; Frei, H.; Bothe, M.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Entwicklung von Echtzeitmodellen für Kreislaufprozesse der chemischen Absorption“. Chemie Ingenieur Technik, pp. 1962–1967, 2020

Grabo, M.; Acar, E.; Kenig, E. Y.: “Modeling and improvement of a packed bed latent heat storage filled with non-spherical encapsulated PCM-Elements”. Renewable Energy, 173, pp. 1087–1097, 2021

Grabo, M.; Staggenborg, C.; Philippi, K. A.; Kenig, E. Y.: “Modeling and Optimization of Rectangular Latent Heat Storage Elements in an Air-Guided Heat Storage System”. Frontiers in Energy Research, 8, 571787, 2020

Hampel, U.; Schubert, M.; Döß, A.; Sohr, J.; Vishwakarma, V.; Repke, J.-U.; Gerke, S. J.; Leuner, H.; Rädle, M.; Kapoustina, V.; Schmitt, L.; Grünewald, M.; Brinkmann, J. H.; Plate, D.; Kenig, E. Y.; Lutters, N.; Bolenz, L.; Buckmann, F.; Toye, D.; Arlt, W.; Linder, T.; Hoffmann, R.; Klein, H.; Rehfeldt, S.; Winkler, T.; Bart, H.-J.; Wirz, D.; Schulz, J.; Scholl, S.; Augustin, W.; Jasch, K.; Schlüter, F.; Schwerdtfeger, N.; Jahnke, S.; Jupke, A.; Kabatnik, C.; Braeuer, A. S.; D’Auria, M.; Runowski, T.; Casal, M. F.; Becker, K.; David, A.-L.; Górak, A.; Skiborowski, M.; Groß, K.; Qammar, H.: “Recent Advances in Experimental Techniques for Flow and Mass Transfer Analyses in Thermal Separation Systems”. Chemie Ingenieur Technik, 92, pp. 926–948, 2020

Inguva, V.; Schulz, A.; Kenig, E. Y.: “On methods to reduce spurious currents within VOF solver frameworks. Part 1: a review of the static bubble/droplet”. Chemical Product and Process Modeling, 17, 121–135, 2020

Janzen, A.; Kenig, E. Y.: “Analysis of Crystallization Fouling Durability of Novel Heating Elements for Electric Water Heating”. Heat Transfer Engineering, 43, pp. 1311-1325, 2021

Knoke, T.; Kronberg, A.; Glushenkov, M.; Kenig, E. Y.: “On the design of heat exchanger equipment for novel-type isobaric expansion engines”. Applied Thermal Engineering, 167, 114382, 2020

Kronberg, A.; Glushenkov, M.; Knoke, T.; Kenig, E. Y.: “Theoretical limits on the heat regeneration degree”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 161, 120282, 2020

Olenberg, A.; Kenig, E. Y.: “Numerical investigation of liquid flow morphology in structured packings”. Chemical Engineering Science, 219, 115559, 2020

Patil, M. P.; Vaidya, P. D.; Kenig, E. Y.: “Kinetics of Carbon Dioxide Removal Using N-Acetylglucosamine”. ACS Omega, 5, pp. 27043–27049, 2020

Salten, A. H. J.; Kenig, E. Y.: “Model based random packing optimisation for absorption processes using the hydrodynamic analogy concept”. Chemical Engineering Science, 242, 116670, 2021

Salten, A. H. J.; Maćkowiak, J. F.; Maćkowiak, J. K.; Kenig, E. Y.: “A new hydrodynamic analogy model for the determination of transport phenomena in random packings”. Chemical Engineering Science, 233, 116246, 2021

Wende, M.; Fischer, F.; Kenig, E. Y.: “Numerical and Experimental Investigation of Zero-Gravity Distillation Units”. Chemical Engineering Transactions, 88, pp. 697–702, 2021

Wende, M.; Philippi, K.; Kenig, E. Y.: „Numerische Simulation von Gravidestillationsapparaten zur Trennung eines binären Ethanol/Wasser‐Gemisches“. Chemie Ingenieur Technik, 92, S. 1297–1298, 2020

Wende, M.; Staggenborg, C.; Kenig, E. Y.: „Modelling and simulation of zero-gravity distillation units with metal foams”. Chemical Engineering Science, 247, 117097, 2021

Vocciante, M.; Kenig, E. Y.: “Pillow-Plate Heat Exchangers: an Overview on Advances, Limitations and Prospects”. Chemical Engineering Transactions, 88, 865-870, 2021

Zibart, A.; Kenig, E. Y.: “Numerical investigation of conjugate heat transfer in a pillow-plate heat exchanger”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 165, 120567, 2021

Nicht referierte Publikationen

Al-Lami, A. J. S.; Kenig, E. Y.: “Heat transfer enhancement within internally channeled tubes”. ACHEMA pulse, Frankfurt a. M. (online), 2021

Bernemann, S. A.; Maćkowiak, J.; Maćkowiak, J. F.; Bertling, R.; Lutter, N.; Kenig, E. Y.: “Development of an innovative separation unit for nitrogen recovery from agricultural waste”. ACHEMA pulse, Frankfurt a. M. (online), 2021

Bertling, R.; Hack, M.; Ausner, I.; Horschitz, B.; Kenig, E. Y.: „CFD-basierte Untersuchung von Zweiphasenströmungen in strukturierten Packungen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Bertling, R.; Hack, M.; Ausner, I.; Kenig, E. Y.: “CFD Simulation of Film and Rivulet Flows on Microstructured Surfaces”. 30th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Mailand, Italien (online), 2020

Bertling, R.; Hack, M.; Ausner, I.; Kenig, E. Y.: „CFD-basierte Untersuchung von Zweiphasenströmungen in strukturierten Packungen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Bertling, R.; Hack, M.; Ausner, I.; Kenig, E. Y.: „CFD-Simulationen von Film- und Rinnsalströmungen auf mikrostrukturierten Oberflächen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Gasreinigung, Bamberg, 2020

Bolenz, L.; Gutperl, S.; Toye, D.; Scholl, S.; Kenig, E. Y.: „Beschreibung der Rektifikation viskoser Systeme mit Hydrodynamischen Analogien“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Bothe, M.; Fedorov, A.; Frei, H.; Kenig, E. Y.: “Modeling and investigations of chemical absorption process for prevention of emergencies”. International Conference on Mathematics in (bio)Chemical Kinetics and Engineering, Shanghai, China (online), 2021

Bothe, M.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: “Dynamic simulation of hazardous situations in industrial closed loop processes considering chemical absorption”. ACHEMA pulse, Frankfurt a. M. (online), 2021

Bothe, M.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Dynamische Simulation von Gefahrensituationen bei industriellen Kreislaufprozessen am Beispiel der chemischen Absorption“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Bothe, M.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: “Examination of hazardous situations in industrial closed-loop processes using dynamic simulations”. 24th Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction, Brünn, Tschechien, 2021

Bothe, M.; Fedorov, A.; Frei, H.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Dynamische Simulation von industriellen Kreislaufprozessen zur Vermeidung von Notfallsituationen bei der chemischen Absorption“. 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, Aachen (online), 2020

Bothe, M.; Fedorov, A.; Frei, H.; Lutters, N.; Kenig, E. Y.: „Entwicklung modellbasierter Werkzeuge zur Vermeidung von Notfallsituationen bei der chemischen Absorption“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Buckmann, F.; Kenig, E. Y.: “Condensation in pillow-plate heat exchangers: Experiments with pure substances”. ACHEMA pulse, Frankfurt a. M. (online), 2021

Buckmann, F.; Kenig, E. Y.: „Experimentelle Untersuchungen zum Kondensationsverhalten von Wasserdampf im Spalt zwischen Kissenplatten“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Buckmann, F.; Kenig, E. Y.: “On the experimental study of condensation in pillow plate heat exchangers”. 4th Sustainable Process Integration Laboratory Scientific Conference, Brünn, Tschechien (online), 2020

Grabo, M.; Kuckuck, L.; Kenig, E. Y.: “Optimization of packed bed latent heat storages filled with PCM-capsules based on super-ellipsoids”. 16th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Dubrovnik (online), 2021

Grabo, M.; Kenig, E. Y.: „Modellierung eines Latentwärmespeichersystems in Form einer ungeordneten Schüttung makro-verkapselter PCM-Elemente“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Grabo, M.; Acar, E.; Kenig, E. Y.: “Modeling of a Latent Heat Storage System Consisting of Encapsulated PCM-Elements”. 15th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Köln (online), 2020

Grabo, M.; Staggenborg, C.; Kenig, E. Y.: „Modellierung und Optimierung makroverkapselter Latentwärmespeicherelemente für ein luftgeführtes Wärmespeichersystem“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik, Frankfurt a. M, 2020

Gutperl, S.; Bolenz, L.; Kriese, F.; Jasch, K.; Kenig, E. Y.; Scholl, S.: „Simulation und Bewertung eines Anlagenkonzepts für Trennleistungsmessungen mit nicht-verdampfenden Komponenten“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Heine, J.; Wecker, C.; Kenig, E. Y.; Bart, H.-J.: „Stofftransportmessung und -visualisierung am ruhenden und bewegten Einzeltropfen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Extraktion und Membrantechnik, Frankfurt a. M. (online), 2021

Heine, J.; Wecker, C.; Kenig, E. Y.; Bart, H.-J.: „Stofftransportmessung am ruhenden und bewegten Einzeltropfen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Inguva, V; Kenig, E. Y.: “An approach to solve the wave equation in moving media for applications in ultrasonic flow metering”. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik, Frankfurt a. M., 2020

Maćkowiak, J. F.; Maćkowiak, J.; Salten, A. H. J.; Kenig, E. Y.: „Entwicklung eines Gitterfüllkörpers ENVIPAC 4 unterstützt durch prädiktive Modellierung“. 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, Aachen (online), 2020

Mügge, N.; Kronberg, A.; Glushenkov, M.; Kenig, E. Y.: „Grenzen des Wärmetransports im isobaren Expansionsmotor“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Mügge, N.; Kronberg, A.; Glushenkov, M.; Kenig, E. Y.: „Modellierung des Wärmetransports in zyklisch durchströmten Wärmeübertragern“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik, Frankfurt a. M, 2020

Salten, A. H. J.; Ehlert, T.; Maćkowiak, J. F.; Maćkowiak, J.; Kenig, E. Y.: „Einfluss der Füllkörpergeometrie und Strömungsformen auf die Trennleistung von Absorptionskolonnen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Schulz, A.; Wecker, C.; Kenig, E. Y.: „Mehrkomponenten-Stofftransport an bewegten Phasengrenzflächen unter Berücksichtigung von Diffusionskreuzeffekten“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Mehrphasenströmung, Paderborn (online), 2021

Schulz, A.; Wecker, C.; Kenig, E. Y.: „Ein PLIC-basierter Ansatz zur Erfassung des Stoffübergangs an bewegten Phasengrenzflächen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Wärme- und Stofftransport, Erfurt, 2020

Vocciante, M.; Kenig, E. Y.: “Pillow-Plate Heat Exchangers: an Overview on Advances, Limitations and Prospects”. 24th Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction, Brünn, Tschechien, 2021

Wecker, C.; Hoppe, A.; Schulz, A.; Heine, J.; Bart, H.-J.; Kenig, E. Y.: „Numerische Untersuchungen zu Fluiddynamik und Stofftransport binärer Tropfeninteraktion unter Berücksichtigung von Marangonikonvektion“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Wärme- und Stofftransport, Leipzig (online), 2021

Wecker, C.; Schulz, A.; Heine, J.; Bart, H.-J.; Kenig, E. Y.: „Numerische Untersuchung der Marangonikonvektion in Flüssig-Flüssig-Systemen: Von der Tropfenbildung bis zur Tropfeninteraktion“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Extraktion und Membrantechnik, Frankfurt a. M. (online), 2021

Wecker, C.; Schulz, A.; Heine, J.; Bart, H.-J.; Kenig, E. Y.: „CFD-basierte Untersuchung stofftransportinduzierter Marangoni-konvektion in Flüssig-Flüssig-Systemen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Wecker, C.; Hoppe, A.; Schulz, A.; Heine, J.; Bart, H.-J.; Kenig, E. Y.: „Numerische Untersuchungen des Stofftransports in Flüssig-Flüssig-Systemen unter Berücksichtigung der Marangonikonvektion“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Wärme- und Stofftransport, Erfurt, 2020

Wende, M.; Kenig, E. Y.: „Konzeption und Inbetriebnahme eines Versuchsstandes zur Gravidestillation“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, Leipzig (online), 2021

Wende, M.; Fischer, F.; Kenig, E. Y.: “Numerical and Experimental Investigation of Zero-Gravity Distillation Units”. 24th Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction, Brünn, Tschechien, 2021

Wende, M.; Kenig, E. Y.: „Numerische Simulation von Gravidestillationsapparaten mit Metallschäumen“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion, Berchtesgaden, 2020

Wende, M.; Philippi, K.; Kenig, E. Y.: „Numerische Simulation von Gravidestillationsapparaten zur Trennung eines binären Ethanol/Wasser-Gemisches“. 10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, Aachen (online), 2020

Zibart, A.; Spang, B.; Kenig, E. Y.: „Numerische Bestimmung des zulässigen Betriebsdrucks von Kissenplatten mittels Finite-Elemente-Methode“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik, Frankfurt a. M. (online), 2021

Zibart, A.; Kenig, E. Y.: „Untersuchung der Filmströmung auf der welligen Oberfläche von Kissenplatten“. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Mehrphasenströmung, Paderborn (online), 2021

Aktuelle Forschungsprojekte

„Experimentelle und theoretische Untersuchung der Fluiddynamik und des Stofftrennverhaltens von Anstaupackungen“: Im Vergleich zu gewöhnlichen Strukturpackungen erlauben Anstaupackungen (engl. sandwich packings) einen intensivierten Stoffaustausch und eine reduzierte Flüssigkeitsfehlverteilung. Dies gelingt durch die Kombination von strukturierten Packungssegmenten unterschiedlicher geometrischer Oberflächen. Die untere Anstaulage weist dabei eine höhere spezifische geometrische Oberfläche und somit eine geringere Kapazitätsgrenze im Vergleich zur oberen Abscheidelage auf. Anstaupackungen werden bevorzugt mit gefluteter Anstaulage betrieben. Dadurch stellt sich in dieser und der darüber entstehenden Sprudelschicht der gewünschte intensivierte Phasenkontakt ein. Im Rahmen der ersten Förderphase wurde ein Rate-based-Stofftransportmodell entwickelt, mit dem die Trennleistung von Anstaupackungen unter Berücksichtigung der komplexen Fluiddynamik über den kompletten Betriebsbereich gut berechnet werden kann und welches im Laufe des aktuellen Projektes um eine verbesserte Bestimmung der Flutpunkte erweitert werden soll. Förderinstitut: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Erforschung von sekundärstrukturierten Kissenplatten-Wärmeübertragern“: Sogenannte Kissenplatten-Wärmeübertrager (KPWÜ), auch als „Thermoblech-Wärmeübertrager“ bezeichnet, sind eine neuartige Bauform und stellen eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Glattrohr-Rohrbündel-Wärmeübertragern (RBWÜ) oder Platten-Wärmeübertragern (PWÜ) dar. KPWÜ sind innovative, vollverschweißte Plattenwärmeübertrager. KPWÜ werden typischerweise aus ebenen Blechhalbzeugen hergestellt, zunächst zu Doppelplatinen gefügt und anschließend innenhochdruckumgeformt. Durch dieses Verfahren wird ihre charakteristische „kissenartige“ Oberfläche erzeugt. Eine Oberflächenstrukturierung bzw. sogenannte „Sekundärstrukturierung“ verbessert den Wärmeübergang bei nur minimalem Druckverlust. Dies resultiert aus einer Vergrößerung der spezifischen Oberfläche sowie einer vorteilhaften Beeinflussung des Strömungsverhaltens, insbesondere im wandnahen Bereich. Die optimale Ausprägung der Oberflächenstrukturierung ist zumeist anwendungs- bzw. bauteilspezifisch und kann derzeit nur durch aufwändige thermofluiddynamische Berechnungen bestimmt werden. Zeil dieses Projekts ist es, mit Hilfe der CFD-basierten Simulationen (Computational Fluid Dynamics) verschiedene Sekundärstrukturen zur Steigerung der Effizienz der KPWÜ zu erforschen. Förderinstitut: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Numerische Untersuchung der Fluiddynamik und des Wärmetransports an rauen, additiv gefertigten Oberflächen“: Die fortschreitende Miniaturisierung von Apparaten hat zur Entwicklung von Mikrokanal-Wärmeübertragern geführt, welche neben kleinen geometrischen Abmessungen gleichzeitig durch intensivierte Transportprozesse gekennzeichnet sind. Diese effizienten Wärmeübertrager im Mikromaßstab werden insbesondere bei innovativen Anwendungen mit begrenztem Bauraum eingesetzt, wie es zum Beispiel in der Mikroelektronik der Fall ist. Eine weitere Steigerung der Wärmeübertragungsleitung dieser Apparate wird durch verschiedene Optimierungsansätze angestrebt. Ein Ansatz zur Reduktion des Wärmeleitwiderstands stellt der Einsatz mikrostrukturierter Kanalwände dar. Aus der Strukturierung der Oberfläche resultiert neben den verbesserten thermischen Eigenschaften jedoch ein erhöhter Druckverlust. Folglich besteht die wesentliche Herausforderung bei der Auslegung strukturierter Mikrokanäle in der Vereinbarung dieser konträren Einflüsse. Im Rahmen des Projekts wird daher der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die Fluiddynamik und den Wärmetransport basierend auf numerischen Methoden untersucht. Dazu werden Geometrien unterschiedlicher Oberflächenrauheit mittels additiver Fertigung hergestellt und in CAD-Modelle überführt. Diese dienen als Grundlage für das Computational Fluid Dynamics (CFD)-Modell, anhand dessen die Transportprozesse an der rauen Oberfläche abgebildet werden. Aus den gewonnenen Ergebnissen sollen abschließend Konzepte zur Auslegung von additiv gefertigten Mikrokanal-Wärmeübertragern mit mikrostrukturierten Oberflächen abgeleitet werden. Finanzierung: Haushaltsmittel

„Remotifizierung von Praktikumsversuchen für die Hochschulausbildung im Ingenieurbereich (RemLab)“: Ziel des Projektes ist es, die Digitalisierung, Internationalisierung, Zugänglichkeit und Sichtbarkeit der Ingenieurausbildung in der EU durch den Einsatz von per Computer gesteuerten, realen Praktikumsversuchen in den Partneruniversitäten zu stärken. Der Fokus liegt in der Digitalisierung entweder schon bestehender oder neuer, realer Praktikumsversuche wie zum Beispiel einer Wärmeübertragereinheit, welche von den Studierenden der Partneruniversitäten per Computer bedient werden, um so physikalische Phänomene an realen Versuchsständen zu erforschen. Der Aufbau dieser digitalisierten, praktischen Versuche ermöglicht einen qualitativ hochwertigen Fernunterricht in den technischen Fächern mit einem zusätzlichen Fokus auf der Ausbildung vieler Studierenden. Förderinstitut: ERASMUS+

„Methodenentwicklung zur Simulation des Viscous Fingering in Klebeverbindungen von stahlintensiven Mischbaustrukturen“: Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur Quantifizierung der im Produkt tatsächlich vorliegenden Klebfläche zur Verbesserung von Fertigungsprozessen sowie der Auslegung für den späteren Betriebslastfall. Hierzu sollen sowohl experimentelle Untersuchungen als auch Methoden der Finite-Elemente-Simulation sowie der Computational Fluid Dynamics (CFD) eingesetzt werden. Die Aufgaben des Lehrstuhls FVT bestehen in der Simulation der Klebstoffverteilung innerhalb des sich aufweitenden Spalts und der Ermittlung der resultierenden effektiven Klebefläche mittels CFD. Die Ergebnisse werden mittels der vom Kooperationspartner durchgeführten Experimente validiert und bilden die Grundlage für Korrelationen mit denen sich die Schwächung der Klebverbindung während der Aushärtung, ohne zusätzliche CFD Simulationen abschätzen lässt. Förderinstitut: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

„PV-2 Heat to Mongolia (PV-2-H)”: Das Gesamtziel des Projekts, das gemeinsam von den deutschen sowie mongolischen Partner verfolgt wird, ist die Entwicklung eines für die harschen Bedingungen der Mongolei geeigneten Heizsystems, das regenerativ mittels Photovoltaik (PV) erzeugte Energie in Wärme (H) umwandelt. Zudem sollen die Grundlagen gelegt werden, um der mongolischen Regierung auf Basis des Projekts ein großskaliges Rollout der Systeme und damit eine nachhaltige Versorgung der Bevölkerung mit Strom und Wärme über EE-2- Heat-Anlagen zu ermöglichen, wobei neben den Photovoltaik-Ansätzen auch der Einsatz von Windkraft geprüft werden soll. Der erste Entwicklungspfad betrifft die Auslegung und Konstruktion von einem PV-2-Heat- System, das den harschen klimatischen Bedingungen sowie dem, im Vergleich zu Deutschland, niedrigeren technischen Niveaus in der Mongolei angepasst ist. Die abgeleiteten Systeme werden für verschiedene Nutzungsumgebungen (private Haushalte, öffentliche Einrichtungen, Handel/Gewerbe) als Demonstratoranlagen konzipiert, aufgebaut und getestet. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das nicht nur sicher in der Mongolei betrieben, sondern auch größtenteils dort hergestellt und gewartet werden kann. Das Projekt soll weiterhin über die internationale Zusammenarbeit in einer Forschungsallianz von Universitäten und Unternehmen den Know-how-Transfer zu den Themen der Umwandlung bzw. Speicherung von erneuerbarer Energie in anderen Energieformen sowie der Sektorkopplung gewährleisten und Partnerschaften auf akademischer wie unternehmerischer Ebene aufbauen und vertiefen. Förderinstitut: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen (ReProvAP)“: Das Forschungsprojekt strebt eine signifikante Reduktion der klimarelevanten Prozessemissionen der chemischen Industrie durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen an. Als Ergebnis soll eine neue, innovative Auslegungsmethodik zur Berechnung der notwendigen Packungshöhe von Stoffaustauschkolonnen erarbeitet werden. Der Lösungsansatz adressiert dabei drei unterschiedlich lang in die Zukunft gerichtete Ziele: Die Analyse vorhandener Betriebsdaten soll kurzfristig für die effizientere Betriebsweise vorhandener Bestandsanlagen nutzbar sein. Mittelfristig sollen neu zu entwickelnde Messzellen die experimentelle Informationsbeschaffung für die Auslegung neuer Anlagen schnell und gezielt gewährleisten, ohne dass experimentelle Erfahrungen im Pilotierungsmaßstab notwendig sind. Langfristig ist die Entwicklung neuartiger Modellierungsansätze anzusehen. Die neu zu entwickelnden Methoden sollen im Idealfall experimentelle Untersuchungen mit dem jeweiligen spezifischen Stoffsystem ersetzen und direkt eine Übertragung von bekannten und gut charakterisierten Stoffsystemen auf neue, reale und stark nicht-ideale Stoffsysteme ermöglichen. Förderinstitut: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Entwicklung von multifunktionalen, schlanken, wärmedämmenden Fassadenelementen mit erhöhter Wärmespeicherkapazität und integrierter aktiver Temperierung zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden (MultiFace)“: Ziel des Projektes ist es, ein neuartiges Fassadenelement zu entwickeln. Nahezu 40 % des Endenergieverbrauchs in der Bundesrepublik ist den Wohn- und Nicht-Wohngebäuden zuzuschreiben. Somit bildet die Energieeinsparung im Gebäudebereich einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Im Fokus dieses Projekts steht die Entwicklung von energie- und ressourceneffizienten, innovativen und architektonisch hochwertigen Fassadenelementen mit multifunktionalen Eigenschaften. Die Multifunktionalität zeigt sich in der Kombination und der sich ergebenden synergetischen Wirkung unterschiedlicher Elemente, die die Nutzung von regenerativen Energiequellen an der Gebäudefassade auf neuartige Weise umsetzen und ausbauen. Ein Element des neuartigen Fassadenelements bildet der integrierte PCM-Wärmespeicher.  Dieser soll mittels thermischer Aktivierung zur Raumheizung und/oder -Kühlung dienen. Die Aufgabe des Lehrstuhls ist es die Geometrie der PCM-Speicherkassetten zu designen und für die thermische Aktivierung zu optimieren. Für die Auslegung der Speicherkassettengeometrie soll ein Computational Fluid Dynamics (CFD)-Modell entwickelt werden, mit dem die Strömung der Wärmeträgerflüssigkeit innerhalb der Speicherkassette und die thermische Leistung des Fassadenelements realitätsnah abgebildet werden kann. Das neu entwickelte Fassadenelement soll realisiert und mittels Monitorings energetisch charakterisiert sowie einer Betriebsoptimierung unterzogen werden. Förderinstitut: Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

„Modellbasierte numerische Untersuchung der stofftransportinduzierten Bewegung freier fluider Phasengrenzen“: Transportvorgänge um bewegte Phasengrenzen treten in einer Vielzahl verfahrenstechnischer Trennverfahren auf, z.B. an Tropfen bei der Flüssig-flüssig-Extraktion, an Blasen bei der Absorption und in Destillations- bzw. Rektifikationsprozessen. Für eine genaue und sichere Auslegung dieser Prozesse ist daher das grundlegende Verständnis solcher Transportvorgänge von entscheidender Bedeutung. CFD-basierte Simulationen (Computational Fluid Dynamics), bei denen die Bewegung der Grenzfläche örtlich und zeitlich aufgelöst simuliert wird, erlauben detaillierte Einblicke in Transportvorgänge in Zweiphasenströmungen. Im Falle eines signifikanten Stofftransports über die Grenzfläche oder einer konzentrationsabhängigen Grenzflächenspannung muss ein gekoppeltes Problem für den Impuls- und Stofftransports gelöst werden. Solche Probleme sind besonders kompliziert, da die Verformung der Grenzfläche den Stofftransport beeinflusst und umgekehrt, so dass die häufig getroffene Annahme, dass das Geschwindigkeitsfeld nicht von dem Konzentrationsfeld beeinflusst wird, nicht zutrifft. Die Bewegung der Phasengrenze kann durch zwei Mechanismen verursacht werden: Auf der einen Seite die Bewegung aufgrund der Strömung selbst, die bspw. durch unterschiedliche Dichten der Phasen unter Gravitationskraft entsteht, und auf der anderen Seite die Bewegung der Phasengrenze aufgrund des Stoffübergangs (bspw. Verdampfung oder Kondensation). Insbesondere diese stofftransportinduzierte Grenzflächenbewegung steht im Fokus des beantragten Projektes. Derzeit gibt es nur wenige CFD-basierte Methoden zur Beschreibung von Transportphänomenen an bewegten Phasengrenzen, die den Stofftransport und die Bewegung der Phasengrenze gekoppelt betrachten. Hier setzt das beantragte Forschungsvorhaben an. Es wird ein Modell und eine entsprechende numerische Methode entwickelt, die in der Lage sind den Stoffübergang an bewegten Phasengrenzen exakt zu erfassen und die aus dem Stofftransport resultierende Grenzflächenbewegung wiederzugeben. Finanzierung: Haushaltsmittel

„Theoretische Untersuchung der Fluiddynamik und des Stofftrennverhaltens von sich bewegenden Kolonnen“: Die Offshore-Gewinnung fossiler Brennstoffe gewinnt aufgrund ihres nach wie vor steigenden Bedarfs an Bedeutung. Vermehrt werden sogenannte „Floating Production Storage and Offloading“ (FPSO) Units eingesetzt um entferntere und kleinere Felder auch in Tiefseegebieten zu erschließen. Neben der eigentlichen Förderung findet auf den FPSOs zeitgleich die Vorbehandlung des Förderprodukts sowie die Herstellung petrochemischer Produkte statt. Bedingt durch den Wellengang und permanent anliegender Winde unterliegen die, auf den FPSOs betriebenen Apparate großen technischen Herausforderungen. Die dynamischen Bewegungen bewirken durch Gravitations- und Trägheitseffekte Phasenfehlverteilungen die einen deutlichen Einfluss auf die ablaufenden Trennprozesse haben. Daher sollen in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) charakteristische Strömungsstrukturen dynamisch identifiziert und vermessen werden. Mittels abgeleiteter Korrelationen für die Fluiddynamik der Zweiphasenströmung soll ein dynamischer Modellierungsansatz der hydrodynamischen Analogien zur Beschreibung der Trennleistung des Beispielprozesses zur Lufttrocknung mittels Triethylenglykol entwickelt werden. Sowohl die Entwicklung der Korrelationen als auch die Validierung des Gesamtmodells erfolgen anhand experimenteller Untersuchungen zur Fluiddynamik und zur Trennleistung bei der Lufttrocknung unter Einfluss von Winkel- und Translationsbewegungen. Förderinstitut: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Numerische Untersuchung der Flüssigkeitstopologie in strukturierten Packungen“: Die Simulation der Strömungsmorphologien von freien gas-flüssig Grenzflächen in strukturierten Packungen ist bisher auf die Modellierung eines effektiven Kontaktwinkels angewiesen, da die Mikrostrukturierung der Packungslagen nicht abgebildet werden konnte. Effektive Kontaktwinkel können nur durch experimentelle Untersuchungen ausreichend validiert werden. Ziel dieses Projektes ist es eine Methodik zu entwickeln, wie die Mikrostrukturierung direkt in den CFD-Simulationen von strukturierten Packungen abgebildet werden kann, damit nur der physikalische Kontaktwinkel zur Darstellung der Strömungsformen benötigt wird. Die Überprüfung dieser Methodik erfolgt durch Vergleiche mit experimentellen Ergebnissen für verschiedene Stoffgemische in unterschiedlichen strukturierten Packungen. Die validierte Methodik wird anschließend genutzt, um ein tieferes Verständnis für die Flüssigkeitstopologie innerhalb von strukturierten Packungen zu erhalten. Desweitern werden genauere Parameter bestimmt, die für die Auslegung von Trennapparaten benötigt werden. Förderinstitut: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Steigerung der Energieeffizienz von Produktionsprozessen durch innovative Wärmeübertrager: Verdampfung und Kondensation von Gemischen“: Ziel dieses Verbundprojektes mit drei weiteren Universitäten ist es die Anwendung von Kissenplatten und strukturierten Rohren als Kondensatoren und Verdampfer in der Prozessindustrie zu etablieren. Da jedoch bislang Dimensionierungsgrundlagen für diese Bauformen bei der Wärmeübertragung mit Phasenwechsel fehlen und diese Apparate somit zur Gewährleistung der geforderten Wärmeübertragung in der Regel überdimensioniert werden, müssen diese Dimensionierungsgrundlagen erarbeitet werden. Zur Erarbeitung der Dimensionierungsgrundlagen in Form von Korrelationen werden hierzu an der Universität Paderborn experimentelle Untersuchungen zur Kondensation von Reinstoffen und Gemischen an Kissenplatten durchgeführt. Auf Basis der erarbeiteten Korrelationen werden dann Kondensatoren in Kissenplattenbauform im Vergleich zu Glattrohrapparaten bewertet, um vorteilhafte Einsatz- und Betriebsbereiche von Kissenplattenkondensatoren identifizieren zu können. Die Korrelationen werden während des Projektes und danach publiziert und können beispielsweise somit von kleinen und mittelständischen Unternehmen, welche solche Bauformen in ihrem Portfolio anbieten, zur Auslegung verwendet werden. Förderinstitut: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

„Untersuchung von Aminozuckern als neue Lösungsmittel zur CO₂-Abscheidung“: Wässrige Lösungen der Aminozucker, d. h. Zuckermoleküle, bei denen eine Hydroxylgruppe durch eine Aminogruppe ersetzt wurde, gelten als potenziell neue Lösungsmittel zur CO₂-Abscheidung. Die Aminozucker sind für diese Anwendung besonders attraktiv, weil sie sicher, nicht korrosiv, biologisch abbaubar und vor allem in großer Menge in der Natur vorhanden sind. Das Hauptziel dieses Forschungsprojekts ist die Untersuchung der CO₂-Abscheidung unter Verwendung wässriger Lösungen des Aminozuckers N-Acetylglucosamin (GlcNAc) und seiner Mischungen mit herkömmlichen Aminen. Dabei wird eine neue Methodik entwickelt, mit der innovative Lösungsmittel zur CO₂-Abscheidung mithilfe einer Kombination von virtuellen und realen Experimenten effizient identifiziert und getestet werden können. Virtuelle Experimente werden mittels validierter Modelle durchgeführt, um CO₂-Absorptionsprozesse in typischen Absorptionsanlagen unter ausgewählten Standardbetriebsbedingungen zu simulieren. Die erforderlichen Eingabedaten (Reaktionskinetik, Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht, physikalisch-chemische Daten usw.) für die Modellierung und Simulation des Prozesses werden durch Experimente am Standort des indischen Partners, der Gruppe um Prof. Vaidya, Institut für Chemische Technologie, ICT, Mumbai, generiert. Förderinstitut: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Entwicklung und Monitoring eines Gesamtsystems zur kombinierten regenerativen Versorgung von Gebäuden mit Wärme, Kälte, Strom und Frischluft (RENBuild)“: Ziel des Projektes ist es, ein innovatives Gesamtkonzept zur kombinierten regenerativen Versorgung von Gebäuden mit Wärme, Kälte, Strom und Frischluft zu entwickeln und im realen Einsatz zu evaluieren. Im Fokus steht dabei eine möglichst umfassende und effiziente Nutzung zur Verfügung stehender regenerativer Umweltenergie und die Verknüpfung mit LowEx-Systemen zur Gebäudekühlung, Heizung und Lüftung. Im Rahmen von RENBuild wird ein Gewerke übergreifendes Gesamtsystem entwickelt, dessen optimierte Komponenten eine möglichst hohe Energieeffizienz bei gleichzeitiger Nutzung regenerativer Energien erlauben. Kernstück des Systems ist ein PVT-Kollektor, der gleichzeitig Strom, Wärme und Kälte rein regenerativ erzeugt. Tagsüber wird Solarenergie in Strom und Wärme umgewandelt, während nachts Umweltkälte – im Wesentlichen durch langwelligen Strahlungsaustausch mit dem kalten Nachthimmel – genutzt wird. Die dabei erreichten Temperaturen liegen auf moderaten Niveaus, können jedoch sehr effizient in Niedertemperaturheiz- und -kühlsystemen wie z.B. Heiz-/Kühldecken oder Fußbodenheizung/-kühlung genutzt werden. Eine Wärmepumpe kann die Temperaturen – sofern notwendig – weiter anheben bzw. absenken. Entsprechend angepasste und optimierte Wärme- und Kältespeicher sorgen für die Überbrückung der Fehlzeiten zwischen Erzeugung und Bedarf. Die Einbindung einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung komplettiert das Gesamtsystem. Eine intelligente Steuerung erlaubt das effiziente Zusammenspiel der Komponenten. Die Steuerung ist dabei auf eine möglichst hohe Eigennutzung ausgelegt. Die Speicher erlauben jedoch auch netzdienliche Funktionen wie z.B. power-to-heat oder power-to-cold. Förderinstitut: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

„Innovativer Trennapparat zur Stickstoffrückgewinnung aus landwirtschaftlichen Abfällen“: Die Verwertung organischer Abfälle aus der Landwirtschaft, insbesondere Gülle und Gärrest, ist eine noch nicht zufriedenstellend gelöste Aufgabe im Bereich des Abfallmanagements. Gülle enthält Stickstoff, daneben Phosphat und weitere Mineralien, welche wichtige Nährstoffe für landwirtschaftliche Nutzpflanzen darstellen. Der direkte Nutzen (z.B. Ausbringung auf Felder) führt bei übermäßigem Einsatz jedoch zu hohen Nitratbelastungen von Böden und Gewässern. In diesem Projekt wird in Kooperation mit dem Projektpartner Envimac Engineering GmbH aus Oberhausen ein innovativen Trennapparat zur Stickstoffrückgewinnung entwickelt Dieser soll erstmals geeignet sein, Stickstoff in Form von Ammonium direkt aus der Gülle bzw. dem Gärrest selektiv zu entfernen und somit hochwertige Düngeprodukte herzustellen. Dabei wird ein hochtechnisierter Apparat mit gleichzeitig landwirtschaftlicher Robustheit entwickelt, mit welchem feststoffhaltige Flüssigkeiten behandelt werden können, ohne dass es zu einem Ausfall der Anlage kommt. Damit wird erstmals auch die wirtschaftliche Verarbeitung kleiner Menge an Gülle dezentral direkt am Bauernhof ermöglicht. Förderinstitut: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachguppen Fluidverfahrenstechnik, Adsorption und Extraktion“, Berchtesgaden, 26.-28. Februar 2020

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik“, Frankfurt a. M., 4.-5. März 2020

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Gasreinigung“, Bamberg, 9.-11. März 2020

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft Wärme- und Stoffübertragung“, Erfurt, 12.-13. März 2020

“30th European Symposium on Computer Aided Process Engineering (ESCAPE-30)”, Mailand, Italien, 24.-27. Mai 2020

“15th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES)”, Köln, 01.-04. September 2020

„10. ProcessNet-Jahrestagung und 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen“, Aachen, 21.-24. September 2020

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik“, Online-Konferenz, 09.-10. November 2020

“4th Sustainable Process Integration Laboratory Scientific Conference (SPIL2020)”, Brünn, Tschechien, 18.-20. November 2020

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Extraktion und Membrantechnik“, Frankfurt a. M., 4.-5. Februar 2021

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung“, Leipzig, 24.-26. Februar 2021

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Mehrphasenströmungen“, Paderborn, 8.-10. März 2021

“ACHEMA pulse“, Frankfurt a. M., 15.-16. Juni 2021

“16th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES)”, Dubrovnik, Kroatien, 10.-15. Oktober 2021

“International Conference on Mathematics in (bio)Chemical Kinetics and Engineering”, Shanghai, China, 25.-27. Oktober 2021

“24th Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction (PRES)”, Brünn, Tschechien, 31. Oktober - 03. November 2021

„Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgemeinschaft Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik“, Online-Konferenz, 22.-23. November 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. aus der Wiesche, FH Münster, Deutschland

Prof. Bart, Technische Universität Kaiserslautern, Deutschland

Prof. Gambaryan-Roisman, Technische Universität Darmstadt, Deutschland

Prof. Grünewald, Ruhr-Universität Bochum, Deutschland

Prof. Hampel, Dr. Schubert, Forschungszentrum Dresden-Rossendorf, Deutschland

Prof. Klein, Technische Universität München, Deutschland

Prof. Kutcherov, Königlich Technische Hochschule Stockholm, Schweden

Prof. Kuzmin, Technische Universität Dortmund, Deutschland

Prof. Lehner, Montanuniversität Leoben, Österreich

Prof. Luke, Universität Kassel, Deutschland

Prof. Pahn, Technische Universität Kaiserslautern, Deutschland

Prof. Scholl, Technische Universität Braunschweig, Deutschland

Prof. Seferlis, Aristotle University of Thessaloniki

Prof. Sundmacher, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Deutschland

Prof. Toye, University of Liège, Belgien

Prof. Vaidya, Institute of Chemical Technology, Mumbai, Indien

BASF SE, Deutschland

Bayer AG, Deutschland

Covestro AG, Deutschland

Encontech B.V., Niederlande

ENVIMAC Engineering GmbH, Deutschland

ESDA Technologie GmbH, Deutschland

Evonik Operations GmbH, Deutschland

GasQuaL AB, Schweden

INEOS Phenol GmbH, Deutschland

Linde GmbH, Deutschland

RVT Process Equipment GmbH, Deutschland

Siemens Aktiengesellschaft, Deutschland

Sokratel Kommunikations- und Datensysteme GmbH, Deutschland

Sulzer Chemtech AG, Schweiz

ZAE Bayern, Deutschland

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. habil. Eugeny Kenig:

Berufenes Mitglied der ProcessNet-Fachgruppe CFD - Computational Fluid Dynamics

Berufenes Mitglied der ProcessNet-Fachgruppe Fluidverfahrenstechnik

Berufenes Mitglied der ProcessNet-Fachgruppe Wärme- und Stoffübertragung

Vorstandsvorsitzender des Kompetenzzentrums für nachhaltige Energietechnik (KET), Universität Paderborn

Vorstandsmitglied des Belgienzentrums (BELZ), Universität Paderborn

Mitglied in der Energy Section der European Federation of Chemical Engineering (EFCE)

Associate Editor der Zeitschrift “Chemical Product and Process Modeling” (De Gruyter)

Mitglied des Editorial Boards der Zeitschrift "Applied Sciences", Section 'Energy'

Associate Editor der Zeitschrift, “Frontiers in Energy Research” (Frontiers Research Foundation)

Promotionen

Olenberg, A.: „Untersuchung und Optimierung von strukturierten Packungen mittels CFD-Simulationen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Eugeny Kenig)

Janzen, A.: „Analyse von elektrischen Wärmeübertragungselementen unter Berücksichtigung des Kristallisationsfoulings in der Warmwasseraufbereitung“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Eugeny Kenig)

Referierte Publikationen

Lammers, S.; Lieneke, T.; Zimmer, D.: “Development of a Method to Derive Design Guidelines for Production-suitable Support Structures in Metal Laser Powder Bed Fusion” In: 32nd Annual International Virtual Solid Freeform Fabrication (SFF) Symposium – An Additive Manufacturing Conference. Texas, Austin, USA, University of Texas, S. 224-239, 2021

Lieneke,T.; Künneke, T.; Eschner, N.; Jacob, A.; Schäfer, M.; Hickmann, T.; Faroun, R.; Hoffmann, M.; Scholl, M.; Baumeister, K.; Zimmer, D.; Lanza, G.: „Kombination und Integration etablierter Technologien mit additiven Fertigungsverfahren“. Abschlussbericht BMBF-Projekt: KitkAdd. 2020

Lieneke, T.; Lammers, S.; Zimmer, D.: “Geometrical Deviations In Additive Manufacturing -- Influences On The Manufacturing Accuracy” In: 32nd Annual International Virtual Solid Freeform Fabrication (SFF) Symposium – An Additive Manufacturing Conference. Texas, Austin, USA, University of Texas, S. 437-457, 2021

Urbanek,S.; Pauline,F.; Magerkohl,S.; Zimmer, D.; Tasche, L.; Schaper, M.; Ponick, B.: "Design and Experimental Investigation of an Additively Manufactured PMSM Rotor" In 2021 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), Hartford, USA, 17.-20.05.2021.

Nicht referierte Publikationen

Koch R.; Gräßler I.; Zimmer D.; Tröster T. (Hrsg.): „Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für Additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess - Ergebnisbericht des BMBF Verbundprojektes OptiAMix“, ISBN:978-3-8440-7932-6, Paderborn, 2021

Zimmer, D.; Magerkohl, S.; Schaper, M.; Tasche, L.; Ponick, B.; Urbanek, S.: „Funktionsoptimierte AM-Gestaltung eines E-Rotors“ In: Antriebstechnik - Zeitschrift für Konstruktion, Entwicklung und Anwendung von Antrieben und Steuerungen, Vereinigte Fachverlage GmbH, S. 36-43, Ausgabe 06/2021

Künneke, T.; Zimmer, D.: „Konstruktionsregeln für additiv gefertigte Partikeldämpfer/Design rules for additive manufactured particle dampers“ in Konstruktion, 73 (11-12), S. 72-78. DOI: 10.37544/0720-5953-2021-11-12-72, 2021

Zimmer, D; Koers, T.; Bührmann, T.: „Zukunftstechnologien und moderne Antriebe kombiniert: AM in modularen Antriebssystemen“ in Newsletter der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung 01/2021. S. 9-10

Aktuelle Forschungsprojekte

„Charakterisierung von Federkraftbremsen“: Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur Prognose von Verdrehspiel und Ausfallsicherheit funktionskritischer Bauteilschnittstellen an Federkraftbremsen in Abhängigkeit der durchgeführten Bremszyklen in einer definierten Anwendung. Förderinstitution: Industrie

„KitkAdd“: Ziel des Projekts ist die Erhöhung der Produktivität von additiven Fertigungsverfahren durch eine interdisziplinäre Betrachtung der Bereiche Konstruktion, Prozesskettenintegration und Qualitätssicherung sowie die Kombination mit etablierten Fertigungsverfahren. Neben den additiven Fertigungsverfahren kommen urformende und spanende Verfahren dort zum Einsatz, wo diese wirtschaftlicher sind. Eine Anpassung der Konstruktionsmethodik ist erforderlich, um die hybriden Bauteile und neuen Prozessketten handhabbar zu machen. Innerhalb der Methodik werden Konstruktionsrichtlinien und geometrische Abweichungen systematisch untersucht, die eine robuste Fertigung und das Einbinden etablierter Fertigungstechniken ermöglichen. Ein Beitrag zur Erhöhung der Prozessfähigkeit wird durch innovative Messtechnik mittels Ultraschalls erfolgen. Förderinstitution: BMBF

„ReAddi - Intelligent-geregelte additive Prozesskette mittels simulativ und experimentell ermittelten Bauteil-, Werkstoff- und Prozessdaten“: Ziel des Projekts ist eine prototypische hybrid additive Serienfertigung für die Automobilbranche. Dazu soll die gesamte Prozesskette von der Bauteilgestaltung über Pulverherstellung und den LBM-Prozess bis hin zur Nachbearbeitung hardware- und softwareseitig integriert, analysiert und optimiert werden, um eine durchgängige und robuste Prozesskette zu ermöglichen. Förderinstitution: BMBF

„Ganzheitliche Modellbildung, Regelungssynthese und Auslegungssystematik für örtlich konzentrierte Mehrmotorenantriebssysteme “: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erweiterung einer intelligenten Betriebsstrategie für Mehrmotorenantriebssysteme, welche unter Berücksichtigung der Verlustleistungen der elektrischen und mechanischen Domänen, sowie der Alterung der Komponenten in der Lage ist, die Ressourcen- und Energieeffizienz sowie die Güte des Betriebsverhaltens und die Lebensdauer dieser Antriebssystemklasse zu steigern. Förderinstitution: DFG

„Energieeffiziente Federkraftbremse“: Ziel des Forschungsvorhaben ist die Entwicklung eines innovativen Betätigungs- und Haltemechanismus für Federkraftbremsen, der den Energiebedarf signifikant reduziert. Darauf aufbauend werden weitere Ziele, wie die Optimierung der Schaltzeiten und Geräuschdämpfung untersucht. Förderinstitution: Universität Paderborn

„OptiAMix - Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess“: Das Kernziel dieses Verbundprojekts liegt in der Mehrzieloptimierung von additiv gefertigten Bauteilen, d.h. die an ein geeignetes, zu ermittelndes Bauteil gestellten Anforderungen und divergierenden Ziele, wie die Belastbarkeit, die Kosten und der Fertigungsaufwand werden im Vorfeld gewichtet und durch ein konstruktionsunterstützendes Softwarewerkzeug automatisch berücksichtigt. Als Basis für dieses Softwaretool sind Konstruktionsrichtlinien systematisch zu entwickeln und für eine algorithmische Verarbeitung aufzubereiten. Förderinstitution: BMBF

„Konstruktions- und Antriebstechnik im AM-optimierten Modularantrieb“: In diesem Lehrstuhlprojekt wird ein modulares Mehrmotorenantriebssystem in Form eines Prüfstandes entwickelt, der die Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung sowie die Vorteile der Funktionsintegration (Schwingungsdämpfung, Wärmeübertragung, …) aufzeigt. Mit der gegebenen Modularität des Systems (Anbau unterschiedlicher Motoren, Bremsen, …) bietet sich die Möglichkeit verschiedenste Antriebskonzepte umzusetzen und zu untersuchen, sodass zum Ergebnis die konstruktiven und antriebstechnischen Innovationen und Forschungsthemen des KAt in einem Demonstrator zusammengeführt werden. Förderinstitution: Universität Paderborn

„Technisch-Interkulturelles China-Kompetenzzentrum - TiCK“: Im Mittelpunkt stehen dabei die technischen und wirtschaftsnahen Disziplinen sowie bestehende Kooperationen mit chinesischen Partneruniversitäten und der Ausbau von Hochschulkooperationen und technisch-interkulturellen Angeboten für Studierende, wissenschaftliche und nichtwissenschaftliche Mitarbeiter an deutschen Hochschulen. Förderinstitution: BMBF

“AddFeRo-SR“: Additive Fertigung im Elektromaschinenbau. Im Rahmen des Projekts wird untersucht, wie die Besonderheiten der Additiven Fertigung (AF) bei der Optimierung des Rotors einer Synchron-Reluktanzmaschine (SR) genutzt werden kann. Dazu wird zunächst ein geeignetes Material identifiziert und untersucht. Für die bessere Verarbeitung soll dazu eine spezielle Bauraumheizung verwendet werden, die durch eine höhere Grundtemperatur eine eigenspannungsreduzierte Bauteilfertigung ermöglicht. Bei der konstruktiven Umsetzung sind elektromagnetische und mechanische Eigenschaften zu berücksichtigen. Ziel ist die Entwicklung einer funktionsoptimierten und mechanisch belastbaren Rotorgestalt unter Ausnutzung der Gestaltungsmöglichkeiten der AF. Förderinstitution: DFG

„FVA936I – AM-Leitfaden Funktionsintegration": Im Rahmen des Projekts sollen die Möglichkeiten der Funktionsintegration untersucht und hervorgehoben werden, die sich aus der Anwendung der Additiven Fertigung speziell im Anwendungsfeld der Antriebstechnik ergeben. Die Ergebnisse werden in einem Selbstlerndokument bereitgestellt, die auch Neulinge im Bereich der Additiven Fertigung unterstützen sollen, erste Konzepte und additiv gefertigte Produkte zu entwickeln. Förderinstitut: FVA.

„Schnelllaufende Bremse”: Simulative und Experimentelle Entwicklung und Untersuchung leistungsdichter schnelllaufender Bremsen. Ziel ist es, eine betriebssichere Bremse zu entwickeln, die durch hohe Drehzahlen und damit verbunden hohe Gleitgeschwindigkeiten sehr kompakt bauen kann und die bei den damit einhergehenden extrem hohen Temperaturen sicher funktioniert. Förderinstitution: Industrie

„ILuKadd3D – Innovative Leichtbau- und Kühlkonzepte für elektrische Maschinen durch additive Fertigung“: Ziel des Forschungsvorhabens ist der Einsatz der additiven Fertigung im Elektromaschinenbau durch die Gestaltung und Herstellung einer optimierten permanentmagnet-erregten Synchronmaschine (PMSM). Durch den Einsatz innovativer Kühl- und Leichtbaukonzepte innerhalb von Motorkomponenten, ermöglicht durch die konstruktive Freiheit der additiven Fertigung, soll ein bereits bestehender Elektromotor optimiert werden. Zusätzlich soll durch die Geometrie und die Mikrostruktur des Rotors und der Welle der Magnetfluss im Motor ideal ausgelegt werden. Förderinstitution: AiF/FVA

„Verschleiß- und verlustleistungsreduziertes Wellendichtsystem für Hochdrehzahlanwendungen“: Bei herkömmlichen Wellendichtsystemen treten infolge von Reibung Verschleiß und Verlustleistungen auf. Insbesondere für Anwendungen im Hochdrehzahlbereich haben die Effekte einen negativen Einfluss auf die Energiebilanz. Ziel des Forschungsprojektes ist es, ein Dichtsystem für Hochdrehzahlanwendungen zu entwickeln, welches nahezu verschleißfrei arbeitet und die Verlustleistung reduziert.
Förderinstitution: Universität Paderborn

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

Grundlagenseminar „Form- und Lagetoleranzen“, Online, China, 12-28. April 2021

Grundlagenseminar „Form- und Lagetoleranzen“, Online 14.-20. Juni 2021

Aufbauseminar „Form- und Lagetoleranzen“, Gütersloh, 11.-12. Oktober 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Dr.-Ing. Gisela Lanza, Institut Produktionssysteme, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Bernd Ponick, Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Leibniz Universität Hannover, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt, Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT), Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg, Deutschland

Prof. Dr. Julia Settinieri, Deutsch als Fremd- und Zweitsprache, Universität Bielefeld, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer, Institut für Produktionssysteme (wbk), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland

Patente

Zimmer, D.; Blumenthal, L.M.;  Schadomsky, M.: DE 10 2020 125 522 A1.2022, Reibscheibe für eine Reibungskupplung, 30.09.2020

Funktionen

Prof. Dr.-Ing Zimmer:

Mitglied der „Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentstehung WiGeP“

Mitglied des Fachbeirats der „Fachmesse und Anwendertagung für generative Fertigung Rapid.Tech“

Herausgeber der Fachzeitschrift „Konstruktion – Zeitschrift für Produktentwicklung und Ingenieur-Werkstoffe“

Promotionen

Tominski, Johannes: „Entwurf eines Simulationsmodells zur Beurteilung und Beeinflussung des dynamischen Betriebsverhalten von Spindelhubantrieben mit Trapezgewindespindel“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Detmar Zimmer)

Hübner, Christoph: „Beitrag zur Bewertung der funktionalen Sicherheit von Federkraftbremsen“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Detmar Zimmer)

Referierte Publikationen

Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner:

Schöppner, V.; Dörner, M.; Marschik, C.; Steinbichler, G.: “ Development of Analytical Model to Describe the Disperse Melting in Wave-Dispersion Screws“. Polymers 12(4), MDPI Verlag, 2020

Schöppner, V.; Dörner, M.; Marschik, C.; Roland, W.; Schaufler, S.; Steinbichler, G.: “Application of Network Analysis to Flow Systems with Alternating Wave Channels: Part B (Superimposed Drag-Pressure Flows in Extrusion)“. Polymers 12(9), MDPI Verlag, 2020

Schöppner, V.; Dörner, M.: “Development of an Analytical Mathematical Modelling Approach for a More Precise Description of Disperse Melting in Solid Bed Breaking Screw Concepts“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Schöppner, V.; Dörner, M.; Marschik, C.; Roland, W.; Steinbichler, G.: “A New Approach to Modeling Leagage Flow in Single-Screw Extrusion“. Polymers, MDPI AG, 2021

Schöppner, V.; Bialaschik, M.; Albrecht, M.; Gehde, M.: “Influence of material degradation on weld seam quality in hot gas butt welding of polyamides“. Welding in the World 65. Jg., Springer Verlag, 2021

Schöppner, V.; Bialaschik, M.; Albrecht, M.; Gehde, M.: „Warmgasstumpfschweißen von Kunststoffen“. Joining Plastics 15. Jg. Heft 3-4, DVS Media, 2021

Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer:

Moritzer, E.; Wortmann, M.; Frese, N.; Mamun, A.; Trabelsi, M.; Keil, W.; Büker, B.; Javed, A.; Tiemann, M.; Ehrmann, A.; Hütten, A.; Schmidt, C.; Gölzhäuser, G.; Hüsgen, B.; Sabantina, L.: “Chemical and morphological transition of poly(acrylonitrile/poly(vinylidene fluoride) blend nanofibers during oxidative stabilization and incipient carbonization“. Nanomaterial 10(6), 2020

Moritzer, E.; Jilg, J.; Schilp, C.; Calderon, C.; Koch, L.; Bandl, C.; Kern, W.; Grundmeier, G.: “Multilayer coatings based on the combination of perfluorinated organosilanes and nickel films for injection molding tools“. Surface & Coatings Technology 399 (07); 2020

Moritzer, E.; Wortmann, M.; Sabantina, L.; Klocker, M.; Mirasol, JR.; Cordero, T.; Finsterbusch, K.; Ehrmann, E.: “Stabilization of polyacrylonitrile nanofiber mats optained by needleless electrospinning using dimethyl sulfoxide as solvent“. Journal of industrial textiles, Vol. 50, 2020

Moritzer, E.; Flachmann, F.; Hüttner, M.; Henning, B.; Webersen, M.: “The Influence of Hydrothermal Aging on the Material Porperties of Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastics and ist Non-Destructive Characterization“. S.189 – 204 Advances in Polymer Processing 2020 – Proceedings of the International Symposium on Plastics Technology, Springer Vieweg, 2020

Nicht referierte Publikationen

Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner:

Schöppner, V.; Malatyali, H.; Behrendt, A.; Hoermann, T.; Sporkmann, F.; Hanselle, F.: “Differences between the recycled carbon fibers especially regarding the product quality“. 78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), Virtual Edition Event, 2020

Schöppner, V.; Wübbeke, A.: „Gut geschweißt – schlecht geschweißt: Ausgewählte Aspekte zur Bewertung des Laserdurchstrahlschweißens“. Joining Plastics, S.30 – 35, 14. Jg. Heft 2, 2020

Schöppner, V.; Wübbeke, A.: “Long- and short-term tensile strength and morphology of joined beta-nucleated polypropylene parts“. 78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), Virtual Edition Event, 2020

Schöppner, V.; Wübbeke, A.: “Investigations of residual stresses of hot plate welding“. 73rd International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly and International Conference, Singapore (Asia), 2020

Schöppner, V.; Bialaschik, M.: “Influence of Material Degradation on Weld Seam Quality in Hot Gas Welding of Polyamides“. 73rd International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly and International Conference, Singapore (Asia), 2020

Schöppner, V.; Bialaschik, M.: „Einfluss der Materialschädigung auf die Schweißnahtqualität beim Warmgasstumpfschweißen von Polyamiden“. Konferenzvortrag DVS Congress, 2020

Schöppner, V.; Dörner, M.; Marschik, C.: “Analysis oft he advantageous process and mixing behaviour of wave-dispersion screws in single screw extrusion“. 78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), Virtual Edition Event, 2020

Schöppner, V.; Altepeter, M.: „Materialabbau im Doppelschneckenextruder“. Kunststoffe 12/2020, Carl Hanser Verlag, 2020

Schöppner, V.; Malatyali, H.; Rabaneck, N.; Hanselle, F.; Austermeier, L.; Karch, D.: “A Model fort he Carbon Fiber Breakage along the Twin-screw Extruder“. SPE Polymers, 2021

Schöppner, V.; Malatyali, H.: “Investigation of shear rates in twin-screw extruders using CFD simulations“. 36th Interanational Conference oft he Polymer Processing Society, Montreal (Cananda), 2021

Schöppner, V.; Altepter, M.; Wanke, S.: “Material Degradation of Polyprpylene on the Co-Rotating Twin Screw Extruder“. 36th Interanational Conference oft he Polymer Processing Society, Montreal (Cananda), 2021

Schöppner, V.; Altepter, M.; Wanke, S.: “Analysis and modelling of the material degradation of polyprpylene on the co-rotating twin screw extruder“. 36th Interanational Conference oft he Polymer Processing Society, Montreal (Cananda), 2021

Schöppner, V.; Malatyali, H.: “Investigations of the influence of process and screw cinfigurations in fiber length distribution for recycled carbon fiber“. 36th Interanational Conference oft he Polymer Processing Society, Montreal (Cananda), 2021

Schöppner, V.; Schall, C.: “Design of a test bench for measuring the degradation behavior of plastics during processing“. 36th Interanational Conference oft he Polymer Processing Society, Montreal (Cananda), 2021

Schöppner, V.; Köllermeier, J.: “Development of a Dynamic Strategy to Determine the Optimal Barrel Temperature of Single Screw Extruders“ 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Schöppner, V.; Bialaschik, M.; Albrecht, M.; Gehde, M.: „Warmgasstumpfschweißen von Kunststoffen“. S. 162 – 169 Joining Plastics 15 (2021 No. 3 – 4, DVS Media, 2021

Schöppner, V.; Schall, C.; Dörner, M.: „Vorteilhaftes Prozessverhalten von Wave-Schnecken in der Einschneckenestrusion“. Technomer 2021, Chemnitz, 2021

Schöppner, V.; Malatyali, H.; Akar, S.; Hanselle, F.; Austermeier, L.: “Reproducibility analysis of fiber length measurements during processing with twin screw extruders“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Schöppner, V.; Malatyali, H.; Lochbaum, E.; Bomm, I.; Hanselle, F.: “The Influence of Process Conditions on the Fiber Length Reduction for Recycled Carbon Fibers“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Schöppner, V.; Gevers, K.: „Lebensdauer vorhersagen?“. K-Zeitung 52. Jg. Ausgabe 1-2, Giesel Verlag, 2021

Schöppner, V.; Gevers, K.; Hüllermeier, E.: “Heated tool butt welding of two different materials – Established methods versus artificial intelligence“. 74th Annual Assembly and International Conference of the International Institute of Welding (IIW), 2021

Schöppner, V.; Frank, M.; Hollenhorst, V.: “Investigations of the pressure-throughput behavior of different faceted mixer geometries on an analytical and simulative basis“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Schöppner, V.; Frank, M.: “Development of a new method to evaluate the distributive mixing quality based on the particle tracking method and the delaunay triangulation“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Schöppner, V.; Martens, J.H.: „Eine runde Sache“. S. 91 – 93, Kunststoffe 09/2021, Carl Hanser Verlag, 2021

Schöppner, V.; Brüning, F.: “Calibration of a Contact Model for DEM Simulations of Grooved Feed Sections of Single Screw Extruders“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Schöppner, V.; Vogtschmidt, S.: „Analyse des Erwärm- und Umstellverhaltens beim Schweißen von hochtemperaturbeständigen Kunststoffen“. DVS Congress 2021, DVS Media, 2021

Schöppner, V.; Vogtschmidt, S.: „Anwendungsorientiertes Schweißen von hochtemperaturbeständigen Kunststoffen“. Technomer, 2021

Schöppner, V.; Kleinschmidt, D.: „Viskoelastische Materialmodellierung in Strömungssimulationen“. 27. Techomer – Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 2021

Schöppner, V.; Stüker, D.: “Simplified Numerical Calculation oft he Isothermal, Three Dimensional, Non-Newtonian Flow Charateristics of Single-Screw Melt Extruders“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Schöppner, V.; Stüker, D.: “An Appoach fort he Numerical Calculation oft he Non-Isothermal Pressure-Throughput-Characteristics of Single Screw Melt-Extruder“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer:

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.: “Material Specific Predicting oft he Optimal Joining Parameters fort he Screw Blind Rivet Joining Process“. 73rd International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly and International Conference, Singapore (Asia), 2020

Moritzer, E.; Krassmann, D.: „Entwicklung einer neuartigen Fügetechnik für Organoblech-Hybridverbindungen“. Joining Plastics, S.96 – 103, 14. Jg. Heft 2, 2020

Moritzer, E.; Krassmann, D.: “Development of a New Joining Technology for Hybrid Joints of Sheet Metal and Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastics“. 73rd International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly and International Conference, Singapore (Asia), 2020

Moritzer, E.; Kartelmeyer, S.; Hüttemann, M.; Jaroschek, C.: “Injection Mold cooled with Additive Manufactured Heat Pipe Core-Element“. 73rd International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly and International Conference, Singapore (Asia), 2020

Moritzer, E.; Elsner, C.; Wächter, J.: “Investigation of specific FDM process parameterst o optimize the polymer discharge of carbon fiber reinforced PEEK“. Progress an Polymers and Composites Products and Manufacturing Technologies (POLCOM Conference), 2020

Moritzer, E.; Schumacher, C.: “Stainless steel parts produced by Fused Deposition Modeling and a sintering process compared to components manufactured in Selective Laser Melting“. Progress an Polymers and Composites Products and Manufacturing Technologies (POLCOM Conference), 2020

Moritzer, E.; Jilg, J.; Schilp, C.; Krempl, N.; Friesenbichler, W.: „Die Kunst der Entformung“. Kunststoffe 2/2020, Carl Hanser Verlag, 2020

Moritzer, E.; Wittke, M.: “Context of fiber length distrubiton, homogeneity and mechanical properties in direct compounding injection molding of fiber reinforced thermoplastics“. 78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), Virtual Edition Event, 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.: „Mehr Materialkombinationen, weniger Kosten“. S. 39 – 43 Kunststoffe 1/2020, Carl Hanser Verlag, 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.: “More Material Combinations, lower costs“. S. 22 – 25 Kunststoffe international 1/2020, Carl Hanser Verlag, 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.: “Inline Surface Activation in the multi Injection Molding Process“. 78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), Virtual Edition Event, 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.: „2K-Haftverbunde aus originär inkompatiblen Kunststoffen“. S.20 – 23, Plastverarbeiter 07/20, Hüthig Verlag, 2020

Moritzer, E.; Hopp, M.; Wittke, M.: „Einsatz von maschinellem Lernen für die Rezyklat-Verarbeitung“. WAK Jahreszeitschrift, Hanser Verlag, 2020

Moritzer, E.; Wittke, M.: „Neue Maßstäbe in puncto Festigkeit und Faserlänge“. S. 18 – 21, Plastverarbeiter 08/2020, Hüthig Verlag, 2020

Moritzer, E.; Wittke, M.: „Metallsubstitution durch Spritzgießtechnik gerät allmählich in Reichweite“. S. 26 – 27, MNWP Magazin 02/20, Cluster MNWP, 2020

Moritzer, E.; Flachmann, F.; Hüttner, M.; Henning, B.; Webersen, M.: “The Influence of Hydrothermal Aging on the Material Porperties of Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastics and ist Non-Destructive Characterization“. S.189 – 204 Advances in Polymer Processing 2020 – Proceedings of the International Symposium on Plastics Technology, Springer Vieweg, 2020

Moritzer, E.; Hirsch, A.; Dalmer, C.: “Investigation of Plastic Freformed, Open-Pored Structures with Regard to Producibility, Reproducibility and Liquid Permeability“. Additive Manufacturing in Products and Applications (AMPA), Zurich (Switzerland), 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.; Krampe, E.: „Kostensenkung beim Mehrkomponenten-Spritzgießen“. S. 92 – 93 Kunststoff + Verarbeitung 5, Kuhn Fachverlag GmbH & Co. KG, 2020

Moritzer, E.; Mühlhoff, F.; Lochbaum, E.; Krampe, E.: “InMould-Plasma Technologie – Dauerhaft beständige 2K-Verbunde aus originär inkompatiblen Kunststoffen“. S. 22 – 26 KGK – Rubberpoint 2020/10, Hüthig Verlag, 2020

Moritzer, E.; Kröker, M.: “Simulative analysis of the filling process in the 2K GITBlow process on organo sheets.“ 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Moritzer, E.; Kröker, M.: „Weiterentwicklung von GITBlow für dünnwandige Hohlstrukturen auf Organoblechen“. S. 46 – 47 CU reports 01/2021, 2021

Moritzer, E.; Scheiermann, D.; Bellusova, D.; Klie, B.; Giese, U.:“ Einfluss der Prozessführung auf die Verbundhaftung beim Mehrkomponentenspritzgießen von rieselfähigen Duromeren und Elastomeren“. 11. Internationale Duroplasttagung, Iserlohn, 2021

Moritzer, E.; Kartelmeyer, S.: „Kühlen mit dem Wärmerohr“. S. 64 – 67 Kunststofffe 3/2021, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Elsner, C.; Knoop, F.; Wächter, J.: “Investigation and Realization of Watertight FDM Structures Made of Ultem 9085 in Pressurized Systems“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Moritzer, E.; Elsner, C.; Schumacher, C.: “Investigations of Metal-Polymer Composites Manufactured by FDM with Reagrd to Process Parameters“. Polymer Composites, Wiley Verlag, 2021

Moritzer, E.; Richters, M.: “Characterization of wood-filled thermoplastic polyurethanes fort he injection molding process“. Journal of Applied Polymer Science Vol. 138, Iss. 38; John Wiley & Sons Inc., 2021

Moritzer, E.; Krassmann, D.; Brikmann, J.: “Joining of Sheet Metal and Thermoplastic Composites Using Injection Riveting“. 74th Annual Assembly oft he International Institute of Welding (IIW), 2021

Moritzer, E.; Krassmann, D.; Brikmann, J.: “Injection riveting fort he joining of thermoplastic composites with metal parts“.  Joining Plastics 15, DVS Media, 2021

Moritzer, E.; Krassmann, D.: “Development of a new joining technology for hybrid joints of sheet metal and continuous fiber-reinforced thermoplastics“. Welding in the World, 2021

Moritzer, E.; Flachmann, F.: “Process-reliable Injcetion Molding of Highly Filled Wood-Plastic-Composites (WPC)“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Moritzer, E.; Flachmann, F.: „Die Fließfront darf nicht brechen“. S. 42 – 43, Kunststoffe 12, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Elsner, C.; Hecker, F.; Hirsch, A.: “Influences of Temperature-Dependent Boundary Conditions on Component Properties in Arburg Plastic Freeforming“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Moritzer, E.; Hecker, F.; Hirsch, A.: „Aus der Forschung in die Anwendung – Materialqualifizierung im Kunststoff Freiformen“. S. 42 – 43 Kunststoffland NRW report, Ausgabe 2, 2021

Moritzer, E.; Hecker, F.; Hirsch, A.: „Kleine Tropfen, große Wirkung“. S. 88 – 90, Kunststoffe 9/2021, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Driediger, C.; Hecker, F.; Hirsch, A.: “Comparison of Component Properties and Economic Efficiency oft he Arburg Plastic Freeforming and Fused Deposition Modeling“. Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF), Austin (USA), 2021

Moritzer, E.; Elsner, C.; Hecker, F.; Hirsch, A.: “Investigations fort he Optimization of Visual and Geometrical Properties of Arburg Plastic Freeforming Components“. Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF), Austin (USA), 2021

Moritzer, E.; Hecker, F.; Hirsch, A.: “Investigations and Modeling oft he Residance Time Dependent Material Degradation in the Arburg Plastic Freeforming“. Proceedings: 2021 Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF), Austin (USA), 2021

Moritzer, E.; Bürenhaus, F.: “Influence of Processing Parameters on Fiber Length Degradation during Injection Molding“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Moritzer, E.; Bürenhaus, F.: “Investigation of Fiber Orientation and ist Influence onf Fiber Length Degradation in Simple Shear Flow for Glass Fiber Reinforced Polypropylene“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Moritzer, E.; Bürenhaus, F.: „Untersuchung der Faserlängenabnahme von kur- und langfaserverstärkten Thermoplasten im Spritzgießprozess“. 27. Technomer – Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, Chemnitz, 2021

Moritzer, E.; Jilg, J.; Rücker, T.: „Es kommt auf die Korngröße an, Mikrogranulat verbessert die Verteilung feindisperser Füllstoffe in der Direktcompoundierung“. S. 24 – 27, Kunststoffe 2/2021, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Wortmann, M.; Krieger, P.; Hüsgen, B.; Frese, N.: “Effect of Isocyanate Absoprtion on the Mechanical Properties of Silicone Elastomers in Polyurethane Vacuum Casting“. ACS Omega, ACS Publications, 2021

Moritzer, E.; Wortmann, M.; Frese, N.; Brinkmann, J.; Ehrmann, A.; Hüsgen, B.: “Silicone Mold Accuracy in Polyurethane Vacuum Casting“. Macromolecular Symposia, Wiley-VCH GmbH, 2021

Moritzer, E.; Wächter, J.; Furhmann, C.: “Investigation oft he processability of different high-performance materials in the FDM process with regard tot he shrinkage behavior“. 23rd International Conference Materials, Methods & Technolgies, Burgas (Bulgarien), 2021

Moritzer, E.; Hecker, F.: „Untersuchung der mechanischen Eigenschaften, Hintergründe und weitere Entwicklungen im Kunststoff Freiformen“. Jahresmagazin WAK Kunststofftechnik, Institut für wissenschaftliche Veröffentlichungen, 2021

Moritzer, E.; Richters, M.: “Injection Molding of Wood-Filled Thermoplastic Polyurethane“. Journal of Composites Science 5. Jg. Heft 12, MDPI, 2021

Moritzer, E.; Elsner, C.; Wächter, J.: “Investigation of Specific FDM Process Parameters to Optimize the Polymer Discharge of Carbon Fiber Reinforced PEEK“. Macromolecular Symposia Vol. 395, 2021

Moritzer, E.; Schumacher, C.: “Stainless Steel Parts Produced by FDM and a Sintering Process Compared to Components Manufactured in Selective Laser Melting“. Macromolecular Symposia Vol. 395, 2021

Moritzer, E.; Wächter, J.: „Einfluss eines beheizten Bauraums auf die Schweißnahtqualität“. Plastverarbeiter 04/21, Hüthig Verlag, 2021

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.; Lotzin, R.: „Fügeelement angespritzt – Einfluss auf die Verbundfestigkeit zwischen Organoblech und Schraubblindniet untersucht“. Kunststoffe 15. Jg. 5/21, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.; Lotzin, R.: “Molding on a Joining Element – Study oft he Factors Inlfuencing the Strength oft he Bond between a Thermoplastic Composite and a Screw-in Bling Rivet“. Kunststoffe international 4/21, Carl Hanser Verlag, 2021

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.; Krassmann, D.; Richters, M.: “Using screw blind clinch rivetin fort he joining of metal parts with composites in the case of accessibility from one side“. Joining Plastics 14. Jg. 1/21, DVS Media, 2021

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.; Kramer, M.; Hopmann, C.: „Direktverschraubung von Durplasten eine wirtschaftliche Lösung“. Plastverarbeiter 71. Jg. 05/2021, Hüthig Verlag, 2021

Moritzer, E.; Hillemeyer, J.; Kramer, M.; Hopmann, C.: “Designing of thermosetting plastic components for direct screwing“. Joining Plastics 14. Jg. 1/21, DVS Media, 2021

Moritzer, E.; Flachmann, F.: “Influence of chemical blowing agents on the filling behavior of wood-plastic-composite melts“. 79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC), USA, 2021

Moritzer, E.; Bürenhaus, F.: “Influence of Fiber Geometry and Sizing on Glass Fiber Breakage“. 36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS), Montreal (Canada), 2021

Habilitationen

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Aktuelle Forschungsprojekte

2020

„Neue Wave-Schneckenkonzepte in High-Speed-Extrudern“. Untersuchung und Modellierung von Double-Wave- sowie Energy-Transfer-Zonen insbesondere im Aufschmelzbereich, um hohe aufschmelzleistungen zu erzielen und eine geringerer und homogenerer Massetemperatur durch disperses Aufschmelzen zu gewährleisten.Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

 „Entwicklung einer Fügetechnologie für 3D-Geometrien“. Weiterentwicklung des Vibrationsschweißen für dreidimensionale Fügegeometrien zur Energieeinbringung über makroskopische Scher- und Dehnungsdissipation für komplexere Geometrien. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Untersuchung des Compoundierprozesses von Carbonfaserrezyklaten“. Entwicklung eines Modells, dass die Abnahme der mittleren Faserlänge und die Änderung der Faserlängenverteilung für Carbonfasern beschreibt. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Spritznieten als neue Organoblech-Metall-Hybridfügetechnik“. Entwicklung eines kosteneffizienten Fügeprozesses zur Herstellung formschlüssiger Organoblech-Metall-verbunde mittels Integration des Spritznietens in den Spritzgießprozess. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Entwicklung eines engstmaschigen und höchst beständigen Kunststoffsiebs für die Rohstoffindustrie durch neue Geometrie, Verfahrenstechnik und Materialien“. Entwicklung eines Kunststoffsiebes für die Rostoffindustrie sowie der Modifikation der Grundmaterialrezepturen, um die hohen Anforderungen an das Produkt im Kieswerk zu erfüllen. Forschungsinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)/ Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

2021

„Partikelsimulation zum Förderverhalten von Granulat in Nutbuchsenextruder“. Entwicklung eines fördersteifen Druck-Durchsatz-Modells unter Vermeidung üblicher Vereinfachungen und Annahmen konventioneller Modelle zur Beschreibung der Feststoffförderung in der Einzugszone von Nutbuchsenextrudern. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Konzeptionierung einer Messmethodik zum Abbauverhalten von Polypropylen und Polystyrol im Extrusionsprozess“. Entwicklung eines Prüfstandes zur Charakterisierung des Abbauverhaltens von Kunststoffen unter dem Einfluss der Schergeschwindigkeit, Temperatur und Verweilzeit. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Faserschädigungsmodellierung im Spritzgießprozess“. Modellierung des Faserlängenabbaus im Plastifizieraggregat einer Spritzgießmaschine sowie die Erarbeitung von Verfahrens- und Auslegungsvorschriften. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Simulation und Modellierung des Prozessverhaltens von teilkristalinen Materialien im Spritzgießsonderverfahren GITBlow“. Experimentelle Untersuchungen mit Materialien und Analyse der Parametereinflüsse sowie Optimierung und Validierung des Modells zur analytischen Berechnung der Verstreckung. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

 „Entwicklung von Scale Up-Regeln für das quasisimultane Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten“. Entwicklung von scale-Up Regeln für das quasisimultane Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten, die es ermöglichen durch einfache Labortest optimale Prozessparameter auf komplexe Realbauteile zu übertragen. Förderungsinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)/ Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Verfahrensentwicklung zur Direktcompoundierung von Flammschutzmitteln in Polayamid“. Entwicklung eines Sonderspritzgießverfahrens zur Inline Compoundierung von Flammschutzmittel in PA, um Materialabbau und thermische Oxidation der Matrix zu vermeiden. Förderungsinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)/ Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Werkstoffgerechte Auslegung von Direktverschraubungen zu wirtschaftlichem Fügen spritzgegossener duroplastischer Formteile“. Bestimmen von relevanten Einschraubparametern, Material- und Versagensverhalten sowie der darauf aufbauenden Gestaltungsrichtlinien. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Entwicklung hochtemperatur- und medienbeständiger 2-KomponentenVerbundwerkstoffe aus Duroplasten und Elastomeren zum Einsatz im Motorraum alternativer Antriebskonzepte“. Untersuchung der Haftfestigkeit und der Haftmechanismen von verschiedenen Duromerformmassen mit verschiedenen Kautschukgrundwerkstoffen. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Grundlegende Untersuchungen zur Zerkleinerung von faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen im Hinblick auf die verfahrenstechnische Prozessauslegung unter Berücksichtigung von entstehenden gesundheitsgefährdenden Staubbelastungen“. Parametervariation des Zerkleinerungsprozesses, Staubprobenahme und Charakterisierung hinsichtlich möglicher gesundheitsgefährdender Auswirkungen. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Verbesserung des Füllverhaltens von naturfasergefüllten Schmelzen durch Beigabe von Schaumbildern im Spritzgießprozess“. Evaluierung des Schäumverhaltens von WPC, Untersuchung des Formfüllverhaltens mit Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, sowie die Ableitung der Ergebnisse. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

„Analyse und Vorhersage von Degradationsprozessen an Werkzeug / Kunststoffgrenzflächen in Kunststoffverarbeitungsprozessen“. Erarbeitung theoretischer Zusammenhänge der Degradationsreaktionen zur Erhöhung der Werkzeugstandzeiten sowie einer Reduzierung der produzierten Ausschussteilen. Förderinstitution: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

Messen/ Tagungen/ Seminare/ Vorträge

2020

„REX/PSI Schulung Krauss Maffei“, digital, 04. November 2020

„REX/PSI Schulung Yizumi Germany“, digital, 09. November 2020

„Mitgliederversammlung des Vereins zur Förderung der Kunststofftechnologie e.V.“, Paderborn, 22. Oktober 2020

„VDI Seminar Optimierter Betrieb und Scale-Up von Doppelschneckenextrudern“, Mannheim, 23. September 2020

„DVS CONGRESS“, digital, 18. September 2020

„DVS Sitzung FA 11 Kunststofffügen“, digital, 23. April 2020

„78th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC)“, digital, 2020

„37th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS)“, 2020

„22rd International Conference Materials, Methods & Technolgies“,), 2020

„73th Annual Assembly oft he International Institute of Welding (IIW)“, digital, 2020

2021

„Fachausschusses 11 Kunststofffügen“, digital, 20. April 2021

„VDI-Wissenforum“, Hannover, 31. August 2021

„DVS Plenarsitzung AG W4 Fügen von Kunststoffen“, digital, 27. September 2021

„Technical Committee Meeting FDM – APF – DLP“, digital, 30. November, 2021

„Technical Committee Meeting FDM – APF – DLP“, digital, 28. Januar, 2021

„DMRC Technical Meeting“, digital, 24. Februar 2021

„DVS Plenarsitzung AG W4 Fügen von Kunststoffen“, digital, 27. September 2021

„3D- Druck-Initiative aus OWL“, digital, 08. September 2021

„11. Internationale Duroplasttagung“, Iserlohn, 24. November bis 25. November 2021

„79th Annual Technical Conference oft he Society of Plastics Engineers (ANTEC)“, digital, 2021

„36th International Conference oft he Polymer Processing Society (PPS)“, Montreal (Canada), 26. September bis 29. September 2021

„23rd International Conference Materials, Methods & Technolgies“, Burgas (Bulgarien), 19. August bis 22. August 2021

„74th Annual Assembly oft he International Institute of Welding (IIW)“, digital, 12. Juli bis 14. Juli 2021

„KUTENO 2021“, Rheda-Wiedenbrück, 07. September bis 09. September 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner:

Prof. Dr.-Ing. M. Schmidt, Bayerisches Laserzentrum GmbH, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. M. Bastian, Süddeutsches Kunststoffzentrum, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. W. Tillmann, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Technische Universität Dortmund, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. S. Turek, Lehrstuhl für Angewandte Mathematik und Numerik, Technische Universität Dortmund, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. M. Gehde, Professur Kunststoffe, Technische Universität Chemnitz, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. G. Steinbichler, Institut für Extrusion und Compounding, Johannes Kepler Universität Linz, Österreich

Prof. Dr.-Ing. C. Hopmann, Institut für Kunststoffverarbeitung, RWTH Aachen, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. U. Giese, Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e.V., Hannover, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. V. Altstädt, Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe, Universität Bayreuth, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. T. Melz, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit, Darmstadt

Prof. Dr. P. Bates, Department of Chemistry and Chemical Engineering, Royal Military College of Canada, Kanada

Prof. Dr.-Ing. U. A. Russek, LaborLaserTechnik, Rheinische Fachhochschule Köln gGmbH, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer:

Prof. Dr.-Ing. M. Bastian, Süddeutsches Kunststoffzentrum, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. U. Giese, Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e.V., Hannover, Deutschland

Prof. Mag. Dr. techn. W. Kern, Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe, Montanuniversität Leoben, Österreich

Prof. Dipl.-Ing. Dr. mont. W. Friesenbichler, Lehrstuhl für Spritzgießen von Kunststoffen, Montanuniversität Leoben, Österreich

Prof. Dr.-Ing. C. Hopmann, Institut für Kunststoffverarbeitung, RWTH Aachen, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. H.-P. Heim, Institut für Werkstofftechnik/ Kunststofftechnik, Universität Kassel, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. U. A. Russek, LaborLaserTechnik, Rheinische Fachhochschule Köln gGmbH, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. M. Schmidt, Bayerisches Laserzentrum GmbH, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. T. Melz, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit, Darmstadt, Deutschland

Preise/Auszeichnungen

„Oechsler-Preis“ an Maximilian Scholle: Maximilian Scholle erhielt den Oechsler-Preis für hervorragende wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet für neue Methoden und Ansätze zur Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen aus Kunststoffen. 02. November, Aachen, Deutschland

Patente

/

Funktionen:

Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner:

Vizepräsident für Studium, Lehre und Qualitätsmanagement

Mitglied des Vorstandes des PIAF/DMRC

Mitglied des Vorstandes ILH

Mitglied des wissenschaftlichen Rates der AiF

Mitglied des wissenschaftlichen Arbeitskreises der Universitätsprofessoren der Kunststofftechnik

Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer:

Vorstand des wissenschaftlichen Arbeitskreises der Universitätsprofessoren Kunststofftechnik

Mitglied der Fakultätentage der Ingenieurswissenschaften und der Informatik e.V. (4ING)

Mitglied des Vorstandes des PIAF/DMRC

Mitglied des Vorstandes ILH

Promotionen: 

2020

Knoop, Frederick: „Untersuchung der mechanischen und geometrischen Eigenschaften von Bauteilen hergestellt im Fused Deposition Modeling Verfahren“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Resonnek, Verena: „Entwicklung einer Zylindertemperatureinstellungsregelung auf Basis von Fuzzy-Logik“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Sporkmann, Frederik: „Modellierung der Materialströmung auf gleichläufigen Doppelschneckenextrudern mit der Hilfe der Performance Mapping Methode“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Bayazian, Hoda: „Evaluation of LLDPE and PLA Films Manufactured with High Speed“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Heiderich, Gilmar: „Modellbasierte Beschreibung und Validierung der Glasfaserverkürzung im Spritzgießplastifizieraggregat mittels analytischer und diskreter Ansätze“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer)

Hüttner, Matthias: „Einfluss umgebungsbedingter Alterung auf das Werkstoffverhalten unverstärkter, kurzfaserverstärkter und gewebeverstärkter Thermoplaste“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer)

Schumacher, Christian: „Erarbeitung eines methodischen Vorgehens zur merkmalspezifischen Charakterisierung der Verarbeitungseignung von nicht verstärkten und faserverstärkten Kunststoffen im Fused Deposition Modeling am Beispiel Polyamid 6“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

2021

Wittke, Marius: „Beitrag zur verfahrenstechnischen Entwicklung der Direktcompoundirung im Spritzgießprozess mit sequentiell arbeitenden Kolbenspritzeinheiten“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer)

Westhues, Tobias: „Ansatz zur Beschreibung von unregelmäßig gefügten Kunststofffilamenten aus Thermoplasten in Wirrmattenstrukturen unter mechanischer Belastung zur Substitution von Schaumstoffen in Polstern und Matratzen“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer)

Wübbeke, Andrea: „Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehung beim Heizelementschweißen von Polypropylen“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Stüker, Daniel: „Nicht-isotherme Druck-Durchsatzberechnung von Kautschukextrudern“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner)

Jilg, Jannik: „Beiträge zur verfahrenstechnischen Entwicklung der Spritzgießdirektcompoundierung (SGDC)“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer)

Referierte Publikationen

2020

Tinkloh, S. R.; Wu, T.; Tröster, T.; Niendorf, T.: “Numerical investigation of the hole-drilling method applied to intrinsic manufactured metal-CFRP hybrids“. Proceedings of the 4th International Conference Hybrid 2020 Materials and Structures. 4th International Conference Hybrid 2020 Materials and Structures, Web-Conference, Germany, LibreCat: /record/16930

Wu, T.; Tinkloh, S. R.; Tröster, T.; Zinn, W.; Niendorf, T.: “Determination and Validation of Residual Stresses in CFRP/Metal Hybrid Components Using the Incremental Hole Drilling Method“. Journal of Composites Science, Article 143, LibreCat: /record/20842, DOI: 10.3390/jcs4030143

Tinkloh, S. R.; Wu, T.; Tröster, T.; Niendorf, T.: “A micromechanical-based finite element simulation of process-induced residual stresses in metal-CFRP-hybrid structures“. Composite Structures, 238, Article 111926, LibreCat: /record/15945, DOI: 10.1016/j.compstruct.2020.111926

2021

Camberg, A. A.; Erhart, T.; Tröster, T.: “A Generalized Stress State and Temperature Dependent Damage Indicator Framework for Ductile Failure Prediction in Heat-Assisted Forming Operations“. Materials, 14(17), 5106, MDPI, 2021, LibreCat: /record/24009, DOI: 10.3390/ma14175106

Wu, T.; Tinkloh, S. R.; Tröster, T.; Zinn, W.; Niendorf, T.: “Measurement and Analysis of Residual Stresses and Warpage in Fiber Reinforced Plastic and Hybrid Components“. Metals, Article 335, LibreCat: /record/24131, DOI: 10.3390/met11020335

Tinkloh, S. R.; Wu, T.; Tröster, T.; Niendorf, T.: “The Effect of Fiber Waviness on the Residual Stress State and Its Prediction by the Hole Drilling Method in Fiber Metal Laminates: A Global-Local Finite Element Analysis“. Metals, Article 156, LibreCat: /record/21064, DOI: 10.3390/met11010156

Magnier, A.; Wu, T.; Tinkloh, S. R.; Tröster, T.; Scholtes, B.; Niendorf, T.: “On the reliability of residual stress measurements in unidirectional carbon fibre reinforced epoxy composites“. Polymer Testing, Article 107146, LibreCat: /record/24130, DOI: 10.1016/j.polymertesting.2021.107146

Nicht referierte Publikationen

2020

Ahlers, D.: „Parameter- und Prozessoptimierung für den additiven Fertigungsprozess im Pulverbett am Beispiel der Legierung Ti6Al4V“.  Shaker-Verlag, LibreCat: /record/21209

Hielscher, C.; Grenz, J.; Camberg, A. A.; Wingenbach, N.: „Ansatz zur effizienteren Auslegung von Hybridbauteilen“. ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, 60–65, LibreCat: /record/17812, DOI: 10.1007/s35148-020-0284-8

Hielscher, C.; Grenz, J.; Camberg, A. A.; Wingenbach, N.: “Approach to More Efficient Design of Hybrid Components“. ATZ Worldwide, 58–61, LibreCat: /record/17813, DOI: 10.1007/s38311-020-0267-0

2021

Tröster, T.; Pfeifer, F.; Nacke, B.; Dietrich, A.: „Großserientaugliche induktive Platinenerwärmung für den Warmformprozess“. Vol. 38, Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., LibreCat: /record/28461

Andreiev, A.; Hoyer, K.-P.; Dula, D.; Hengsbach, F.; Haase, M.; Gierse, J.; Zimmer, D.; Tröster, T.; Schaper, M.: “Soft-magnetic behavior of laser beam melted FeSi3 alloy with graded cross-section“. Journal of Materials Processing Technology, Article 117183, LibreCat: /record/23898, DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117183

Linnig, C.; Tröster, T.: „Entwicklung eines neuartigen Reinigungsverfahrens für recycelte Kohlenstofffasern“. Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), LibreCat: /record/29807

Steinfelder, C.; Martin, S.; Brosius, A.; Tröster, T.: “Load Path Transmission in Joining Elements“. Key Engineering Materials, 73–80, LibreCat: /record/24541, DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.883.73

Aktuelle Forschungsprojekte

„Warmformprozessintegrierte Oberflächenstrukturierung für Hybridkomponenten (HotStruc)“: In diesem Projekt sollen Möglichkeiten gefunden werden in den Warmumformprozess hochfester Stähle eine Oberflächenstrukturierung einzubringen um anschließend eine verbesserte Anbindung von faserverstärkten Kunststoffen zu erreichen. Die Strukturierungen entstehen durch das entsprechende Warmumformwerkzeug, wodurch im Vergleich zu anderen Strukturierungsverfahren ein zusätzlicher Arbeitsschritt entfällt. Das Forschungsprojekt wird Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der TU Braunschweig durchgeführt. Förderinstitution: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Verbundprojekt: Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess (OptiAMix); Teilprojekt: Methoden zur Teileauswahl, -optimierung, -markierung und Digitalisierung; Ermittlung von Konstruktionsregeln und Kennwerten": Das übergeordnete Ziel des Projektes besteht in der mehrzieloptimierten und durchgängigen, automatisierten Bauteilentwicklung für additive Fertigungsverfahren im gesamten Produktentstehungsprozess. Es handelt sich um ein vom BMBF mit 2,54 Mio. Euro gefördertes Projekt. Im Rahmen des Projektes bearbeitet das LiA die experimentellen Untersuchungen und die mechanische Charakterisierung zu den prozess-induszierten Defekten beim Selective Laser Melting. Förderinstitution: Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)

„Herstellung FKV-Bauteile und Metall-FKV-Hybridbauteile mit neuartigen selbstabdichtenden Werkzeugen (SediWe)“. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Validierung eines selbstabdichtenden und damit dichtelementfreien Werkzeugkonzeptes für die Herstellung von dreidimensionalen FKV- und Hybridbauteilen mittels Resin Transfer Moulding (RTM). Erreicht werden soll dieses durch die gezielte Modifikation der Kunststoffmatrix des FKV im Randbereich der Werkzeugkavität während des Injektions- bzw. Aushärtevorgangs. Dieses Konzept ist universell auf alle FKV-Prozesse übertragbar und bietet somit ein enormes Skalierungspotenzial. Förderinstitution: NeueWerkstoffe.NRW

„Analyse und Bewertung von Eigenspannungen in intrinsisch gefertigten Kunststoff-Metall-Schichtverbunden“. Aktuelles Entwicklungsziel bei der Herstellung von hybriden Werkstoffverbunden ist die Verbindung der solitären Komponenten ausschließlich durch einen stoffschlüssigen Verbund zu realisieren. Bedingt durch den intrinsisch hergestellten Verbund, werden, in Abhängig von der Materialpaarung, komplexe versagensrelevante Eigenspannungszustände in der Struktur hervorgerufen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung zuverlässiger mechanischer und röntgenographischen Verfahren zur Analyse von Eigenspannungen in FKV-Metall-Schichtverbunden und die Ermittlung wesentlicher Zusammenhänge zwischen den Fertigungsparametern und den resultierenden Eigenspannungsverteilungen. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Entwicklung eines neuartigen Reinigungsverfahrens für recycelte Kohlenstofffasern“. Ziel des Projektes ist die Optimierung des Recyclingprozesses von kohlenfaserverstärkten Kunststoffen. Dabei stehen insbesondere der Nachweis der Prozessfähigkeit des neuen Verfahrens und die Qualität der recycelten Kohlenstofffasern im Fokus der Untersuchungen. Zudem soll die Akzeptanz von Recycelten am Markt verbessert werden. Förderinstitution: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

„Innovatives Prüflehrensystem in Leichtbauweise“. In der Automobilindustrie werden Lehren eingesetzt, um die Maßhaltigkeit gefertigter Bauteile vor der Weiterverarbeitung zu überprüfen.  Bei großen Strukturbauteilen kann das Gewicht einzelner Lehren über 1 Tonne betragen. Das hohe Gewicht führt zu einer schwierigen Handhabung und erhöhten Anforderungen an die Infrastruktur am Aufstellort der Messvorrichtung. Ziel des Projektes ist eine Gewichtsreduktion dieser Lehren durch die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen sowie der Aufbau eines modularen Systems, welches im Grundgestell aus Gleichteilen besteht und individuelle Bauteilaufnahmen aufweist. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

“Infrared powder bed heating under high purity atmosphere (InfraPur) “. In dem beantragten Projekt soll ein neuartiges Infrarot-Vorheizsystem genutzt werden, um neue Werkstoffe fehlerfrei herzustellen welches eine homogene Vorwärmung der Baukammer gewährleisten soll und somit im SLM Prozess Materialdefekte weiter zu vermeiden. Eine weitere Herausforderung bei der SLM-Fertigung ist die Verunreinigung des verwendeten Schutzgases durch Sauerstoff, Stickstoff und Feuchtigkeit. Ein kommerziell erhältliches Gasreinigungssystem kann in den bestehenden Gasprozess integriert werden, welches die Vorteile der Kombination von Hochtemperaturerwärmung und aktiver Gasreinigung an den beiden Werkstoffen "Titanaluminide" und herkömmliches Titan Ti6Al4V demonstriert. Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

“Functional Graded“. Diese Arbeit befasst sich mit der Erhöhung der SLM-Baurate durch Modifizierung der Prozessparameter, insbesondere durch Erhöhung der Schichtdicke. Die höhere Schichtdicke geht jedoch wahrscheinlich auf Kosten einer geringeren Oberflächenrauhigkeit und geringerer mechanischer Eigenschaften. Diese Hypothesen werden im Rahmen dieses Projekts für IN718 überprüft. Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

“Surface Finish“. Derzeit schränkt die Fähigkeit zur Oberflächenbearbeitung das AM-Design oft ein, da die Oberfläche für konventionelle Verfahren erreichbar sein muss. Letztendlich ist die Oberflächenbearbeitung für fast jede Anwendung notwendig (z.B. Entfernung von anhaftenden Partikeln für hydraulische Anwendungen, optische Zwecke, etc.), aus diesem Grund wird eine Studie über die Auswirkung verschiedener Oberflächenveredelungstechnologien von AM-Metallteilen für interne Strukturen und Freiformgeometrien (z.B. mechanisch, elektrochemisch, etc.) durchgeführt. Dabei werden Rauheitswerte nach Anwendung verschiedener Oberflächenbehandlungsverfahren untersucht mit dem Ziel die Bewertung des Materialbetrags, der Fähigkeit anhaftende Partikel zu entfernen und das Abtragevermögen der Stützstrukturen zu ermitteln. Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

“Concept and Case Studies 2020: Hydraulic -, Pneumatic Components – (HyCom) “. In diesem Projekt werden für die Anpassung und Nutzung von additiven Fertigungstechnologien für hydraulische oder pneumatische Komponenten die Anwendungsgrenzen definiert. Für den Einsatz von polymeren Lasersinterbauteilen und metallischen Laserschmelzbauteilen in flüssigkeitsberührten Anwendungen wird das Materialverhalten in der gegebenen Umgebung genauer analysiert. Die hier gewonnenen Informationen werden für ein Fallstudienbauteil verwendet, das den Nutzen der additiven Fertigung demonstrieren und die gewonnenen Informationen über die untersuchten Materialeigenschaften und Nachbearbeitungsmethoden nutzen soll. Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

„Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten -Teilprojekt B01: Methodenentwicklung zur Auslegung von Bauteil und Fügestelle“. Die zunehmende Variantenvielfalt von Produkten benötigt eine wandlungsfähige Fügetechnik. Im TRR285 wird eine Methode entwickelt, die die Wandlungsfähigkeit von mechanischen Fügetechniken gewährleistet. Das Teilprojekt beschäftigt sich mit der Auslegung von Bauteilen und Fügestellen und deren Wechselwirkungen untereinander. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„HyOpt – Optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen“. Langfristiges Ziel von „HyOpt“ ist es, den anforderungsgerechten Leichtbau mit verschiedenartigen Werkstoffen voranzutreiben. Dafür entwickeln die WissenschaftlerInnen eine Toolbox, die dem Design neuer Hybridwerkstoffe dient. Diese besteht aus einer Softwarelösung sowie aus smarten und anpassungsfähigen Fertigungsprozessen, die für die Herstellung der Werkstoffe notwendig sind. Förderinstitution: Land NRW und der EU aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE)

„NRW Forschungskolleg LEM“. Das Forschungskolleg adressiert gleichzeitig wichtige gesellschaftliche Herausforderungen, wie die der Ressourceneffizienz, einer umweltfreundlichen Mobilität, dem Klimaschutz aber auch verschiedener Aspekte in weiteren Bereichen wie z.B. der Medizintechnik. Ein Schlüssel zur Lösung dieser Herausforderungen liegt in der Umsetzung eines Extremleichtbaus bewegter Massen für breite Anwendungen. Damit wird als zentraler Ansatzpunkt durch Einsatz von hybriden Werkstoffen bei Erzeugnissen aus dem Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau eine erhebliche Reduzierung des Ressourcen- und Energieverbrauchs erzielt. Förderinstitution: Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen

„Laserauftragsschweißanlage“. Im Rahmen der Großgeräteförderung der DFG konnte die Laserauftragsschweißanlage LaserTec 65 der Firma DMG Mori beschafft und in den neuen Räumlichkeiten des Y-Gebäude aufgestellt werden. Über das integrierte Twin System können mit der Anlage Multimaterialbauteile hergestellt werden. Die durchgängige Softwareunterstützung mittels Siemens NX ermöglicht somit hocheffiziente und technologieübergreifende Forschung über den Stand der Technik hinaus. Förderinstitution: DFG – Forschungsgroßgerät

„Duktilitätssteigerung von höchstfesten nanokristallinen Aluminiumblechwerkstoffen durch Kurzzeiterwärmung / ARB-FFP“: Im Rahmen des Projektes ARB-FFP wird ein neuer Ansatz zur Herstellung hochfester Aluminiumumformteile aus AlMg-Legierungen auf  Basis von stark kaltverfestigten nanokristallinen Blechwerkstoffen verfolgt, die eine geringfügige Restduktilität aufweist. Mit einer schockartigen Erwärmung unterhalb der Rekristallisationstemperatur wird die temperaturbedingte Duktilitätszunahme des Werkstoffes genutzt, sodass nach Umformung und Abschreckung im kalten Werkzeug Werkstoffeigenschaften nahe/gleich dem Ausgangszustand vorliegen und energieintensive 6000- und 7000-Legierungen durch ressourcenschonende AlMg-Legierungen im harten Zustand substituiert werden können. Der Projektinhalt untersucht die Kombinierbarkeit der Prozesse Accumulative Roll Bonding und Blitzformen. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„IMA-Fließpressen von hybriden GMT-Metall-Strukturen / IMA-Fließpressen“: In diesem Validierungsvorhaben wird die Verarbeitung von glasfasermattenverstärktem Thermoplast (GMT) im Fließpressverfahren weiterentwickelt, um eine biegeoptimierte Balkenstruktur in hybrider GMT-Metall-Bauweise in einem Prozessschritt (In-Mould-Assemblierung, kurz: IMA) herstellen zu können. Anhand eines Prototypenwerkzeugs werden Vorversuche und Parameterstudien durchgeführt, mit denen die Umsetzbarkeit des Vorhabens validiert wird. Die mechanischen Eigenschaften des Verbunds mit besonderer Berücksichtigung der Festigkeit in der Grenzfläche zwischen GMT und Metall werden auf Proben- und Komponentenebene untersucht, um die Anwendungspotentiale dieser neuen Technologie zu evaluieren. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Verbesserter Aufprallschutz durch ein hybrides Batteriegehäuse aus FML für BEV / ImProBEV“: Die Antriebsbatterie eines batterieelektrischen Fahrzeuges (BEV) benötigt einen besonderen Schutz, der durch den sogenannten Batteriekasten gewährleistet ist. Durch eine konstruktive Lösung aus Faser-Metall-Laminaten kann das Gewicht gegenüber herkömmlichen Lösungen aus Stahl- oder Aluminium deutlich reduziert werden. In diesem Projekt wird ein hybrides Batteriegehäuse für ein elektrisch betriebenen PKW aus Faser-Metall-Laminaten hergestellt und auf Basis von Vorgaben aus der Automobilindustrie auf seine mechanischen Eigenschaften bei statischer als auch bei dynamischer Belastung untersucht. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Ressourceneffizienz im Laserstrahlschmelzprozess durch Optimierung der Schichtdicke / R-LOS“: Im Rahmen des R-LOS-Projektes wird eine Produktivitätssteigerung im L-PBF-Prozess durch die Erhöhung der verarbeiteten Schichtstärke angestrebt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden genutzt und mit den Vorarbeiten korreliert, um eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchzuführen und den gesamten Ansatz hinsichtlich seiner ressourcensparenden Wirkung für den Industriestandort Deutschland zu bewerten. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Prozessintegrierte Reinigungstechnologie für FKV-Werkzeuge (ProReinheit)“: Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer universell einsetzbaren Technologie zur Reinigung von Formwerkzeugen, die in der Industrie zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (z.B. mittels Harzinjektionsverfahren) eingesetzt werden, auf Basis der Ultraschalltechnologie in einem flüssigen Medium. Im Rahmen des Projekts wurde zunächst das Verständnis für die Bildung von Verunreinigungen in Abhängigkeit vom Harzsystem, der lokalen Werkzeuggeometrie und dem verwendeten Trennmittel erforscht und anschließend ein Verfahren durch Abstimmung eines Reinigungsmediums und der Reinigungsparameter entwickelt. Das Reinigungsverfahren wurde an einer realen Form validiert, und es wurde eine Reinigungseinheit entwickelt, die in automatisierten Produktionslinien eingesetzt werden kann. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz im SLM-Prozess durch prozessorientierte Anpassung der Pulverfraktion (SERAP)“: Ziel des Projektes ist es die Bauteildichten und Ausbeute bei der Pulverherstellung durch geschicktes Optimieren der Pulverfraktionen des eingesetzten Pulvers im SLM-Prozess zu erhöhen. Durch eine verbesserte Materialausbeute und erhöhte Bauteildichte werden das erneute Einschmelzen des Ausschusspulvers sowie Bauteilbehandlungen wie HIP und der damit verbundene hohe Energieaufwand eingespart. Dazu werden bi- und trimodale Pulverkonfigurationen und im Gesamten breitere Kornfraktionen gegenüber dem Stand der Technik verwendet, die zu einem dichteren Pulverbett und damit zu einem dichteren Bauteil sowie einer besseren Pulverausnutzung führen sollen. Förderinstitution: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

„Einsatzvalidierung von LMD-gefertigten Zink-Druckguss-Prototypen (LMDZiDuPro)“: Aktueller Stand der Technik in der Zink-Druckguss-Prototypenentwicklung ist neben der konventionellen Fertigungsroute, bestehende aus Anfertigen eines Spritzgusswerkzeuges und Herstellung des Prototypens im Spritzgussverfahren, der Einsatz von additiver Fertigung. Der bisher eingesetzte Prozess L-PBF ist hinsichtlich Effizienz nicht optimal gewählt, da ein Großteil des eingesetzten Pulvers nicht in der hergestellten Bauteilgeometrie enthalten ist und die Notwenigkeit eines abgeschlossenen Pulverraums die Realisierbarkeit großer Bauteile stark einschränkt. Im Rahmen des Projektes werden Untersuchungen zur Einsetzbarkeit von LMD als Substitut für aus L-PBF hergestellte Zink-Druckguss-Prototypen validieren und konkrete Einsatzstrategien der Technik für die effizientere Prototypenentwicklung aufzeigen. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Prozess- und Maschinenanpassungsvalidierung für den Einsatz von reaktiven Materialien im laser-metal-deposition (LMD) (ProMas)“: Durch die Herstellbarkeit nahezu beliebig komplexer Bauteile mittels LMD können Bauteilmassen durch Topologie Optimierung reduziert und die Ressourceneffizienz weiter gesteigert werden. Aktuelle Konfigurationen kommerzieller LMD-Maschinen ermöglichen es jedoch noch nicht reaktive Leichtbaumaterialien wie Aluminium- oder Titanlegierungen zu verarbeiten. Mittels des Vorhabens soll der Einsatz von speziellen Maschinen- und Prozesskonfigurationen an einer vorhandenen Maschine (DMG MORI Lasertec 65 3D only) für die Verarbeitung von reaktiven Materialien validiert werden, indem eine eigens entwickelte Baukammer entwickelt wird, mit dem der Ausschluss reaktiver Gase gewährleistet werden soll. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Entwicklung einer hybriden Leichtbaustruktur mit integriertem Heizelement aus recycelten Kohlenstofffasern – carboHEAT“: Im Rahmen des Forschungsprojektes „carboHEAT“ wird das Ziel verfolgt, innovative Anwendungsfelder für recycelte Kohlenstofffasern aus den stetig steigenden CFK-Abfallströmen zu erschließen. Der Fokus des Projektes liegt auf der Entwicklung einer hybriden Leichtbaustruktur mit einem integrierten Heizelement, das aus einem Vlies aus recycelten Kohlenstofffasern besteht und beim Anlegen einer elektrischen Spannung als flächiger Widerstand fungiert. Die entwickelte Leichtbaustruktur kann beispielsweise bei der Enteisung von Rotorblättern von Windkraftanlagen oder der Beheizung von Batterien in Elektrofahrzeugen Anwendung finden und somit einen zusätzlichen Nutzen generieren. Förderinstitution: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

„Validierung mechanischer Kennwerte von additiv gefertigten Prüfkörpern mit verringerten Abmessungen (SLM-Val)“: Die derzeitige Bandbreite an einsetzbaren Werkstoffen für das selektive Laserstrahlschmelzen (SLM) ist gering im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren, weshalb es einen großen Bedarf an umfangreichen Werkstoff- und Prozessentwicklungen gibt, um weitere Werkstoffe für das SLM-Verfahren zu qualifizieren. Da die Validierung neuer Werkstoffe eine große Anzahl an mechanischen Prüfungen voraussetzt, kann eine Verringerung der Prüfkörpergröße zu einer deutlichen Reduzierung des benötigten Energie- und Ressourcenbedarfs in der Werkstoffvalidierung führen. Aus diesem Grund ist das Ziel dieses Forschungsvorhaben, die mechanischen Eigenschaften von Prüfkörpern nach der DIN-Norm 50125 und von Prüfkörpern mit geringeren Abmessungen zu analysieren und so deren Einsatz für die Werkstoffvalidierung zu prüfen. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Untersuchung des Einflusses der induktiven Längsfelderwärmung auf die Korrosionseigenschaften beschichteter Stahlplatinen für das Presshärten (InduProCoat)“: Mittels induktiver Erwärmung ist eine energieeffiziente und CO2 neutrale Erwärmung von Stahlplatinen möglich, was große Potenziale bei der Erwärmung von Platinen für den Presshärteprozess zur Herstellung von Automobilbauteilen birgt und helfen kann die CO2-Bilanz der Fahrzeugherstellung zu verbessern. Allerdings findet das Verfahren aufgrund mangelnder Erkenntnisse über die Prozesssicherheit bei der Erwärmung von Blechwerkstoffen kaum industrielle Anwendung. Im Rahmen dieses Projektes soll daher der Einfluss der induktiven Erwärmung auf die Ausbildung und die Eigenschaften typischer Platinen Beschichtungen untersucht werden, mit Schwerpunkt auf dem Korrosionsschutz, um so das Verfahren für die industrielle Anwendbarkeit zu validieren und Unsicherheiten bezüglich der Prozesssicherheit zu beseitigen. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Validierung der Produktivitätssteigerung des selektiven Laserschmelzens durch eine hybride Bauweise nach dem Hülle-Kern-Prinzip (HyShellCore)“: Eine Erhöhung der Schichtdicken im L-PBF-Prozess zur Verbesserung der Produktivität führt zu einer Verschlechterung der Oberflächenqualität, schnelle Lasergeschwindigkeiten kollidieren mit der Schmelzbadstabilität und mehrere Laser pro Maschine erhöhen die Anschaffungs- und Betriebskosten. In diesem Projekt wird eine neue hybride Fertigung praxisnah erprobt, bei der eine mittels selektivem Laserschmelzen gedruckte Struktur als formgebende Hülle dient und der Hohlraum im inneren mit Metallen oder Kunststoffen dauerhaft ausgefüllt wird. Das Ergebnis des Projekts ist eine Übersicht möglicher Kombinationen, praxisgerechte Anwenderrichtlinien und zwei Demonstratoren mit Metall-Metall- und Metall-Kunststoff-Kombinationen und deren Eigenschaften. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Verfahrensentwicklung zur einstufigen Herstellung biegebelastungsoptimierter Hybridträger aus Metallgurten und GMT-Stützkern (HyBend)“: Mit dem Forschungsprojekt „HyBend“ wird eine innovative Fertigungstechnologie für hybride Leichtbaukomponenten zur Anwendung an komplexen und realen Bauteilen weiterentwickelt. Das einstufige Fließpressverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass biegebeanspruchte Hybridbalken mit einer belastungsgerechten, frei formbaren Kernstruktur aus glasfasermattenverstärktem Thermoplast (GMT) und außenliegenden Metallgurten ohne nachfolgende Fügeoperation herstellbar sind. Diese prozessseitige Funktionsintegration wird nun für die Herstellung eines hybriden Bremspedals weiterentwickelt, um die hohen mechanischen sowie funktionellen Anforderungen eines sicherheitsrelevanten Großserienbauteils zu erreichen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

„Optimierung und Funktionsnachweis eines additiv gefertigten Prototyps zur thermisch induzierten Abdichtung im intrinsischen VARTM-Verfahren (Seal4HyMan)“: Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Heiz- und Kühlelements für den innovativen Ansatz der selbstdichtenden RTM-Formen im Selective Laser Melting (SLM)-Verfahren. Aufgrund der hohen Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung soll es möglich sein, neben Heizelementen auch wärmeisolierende Kühlkanäle in das Element zu integrieren. Zur Validierung des Konzepts wurde ein Dichtelement für ein bestehendes Werkzeug zur Herstellung von rotationssymmetrischen Hybridbauteilen entworfen, gefertigt und getestet. Förderinstitution: progres.nrw-Research (MWIDE)

„Entwicklung eines innovativen Fahrzeugrückhaltesystems mit hybriden Crashabsorbern und einer integrierten Crash Sensorik zur Absicherung von Einmündungen und örtlichen Gefahrstellen“: Das Projekt umfasst die Entwicklung eines innovativen Fahrzeugrückhaltesystems mit aus Kunststoff-Metall-Hybriden gefertigte, neuartigen Crashabsorbern, die sich am Sand er Technik der Crashstrukturauslegung von Automobilen orientiert. Das System soll zumachst Anwendung finden zur Absicherung von Einmündungen und örtlichen Gefahrstellen am Fahrbahnrand auf Bundes- und Landstraßen. Im weiteren Verlauf soll die Skalierung auf weitere Anwendungsgebiete überprüft werden. Förderinstitution: AiF Projekt GmbH (BMWi)

„Prozess- und Technologieentwicklung für die Fertigung einer innovativen Kofferaufbaubodengruppe in integraler Leichtbauweise (HyDuty)“: Mit der kontinuierlichen Zunahme des nationalen und internationalen Sendungsaufkommens geht ein verstärkter Einsatz von Lieferfahrzeugen einher, die wiederum aufgrund der im Betrieb emittierten Treibhausgase einen erheblichen Beitrag zum Klimawandel ausmachen. Aktuelle Bodengruppen für Kofferaufbauten dieser leichten Nutzfahrzeuge bestehen aus zahlreichen Einzelteilen, weshalb im Forschungsprojekt durch eine modulare Integral- und Leichtbauweise viele Fertigungs- und Montageschritte eingespart werden sollen. Die Projektinhalte dieses Vorhabens haben zum Gegenstand, Prozesse und Technologien für die Verarbeitung von glasfaserverstärkten Kunststoffen und hybriden Werkstoffkombinationen anwendungsbezogen zu entwickeln, indem modulare Leichtbauböden gefertigt und unter Realbedingungen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften validiert werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK

„Neue Mobilität OWL“: Im Rahmen des Projekts Neue Mobilität OWL wird die Errichtung eines Reallabors unterstützt, welches eine interdisziplinär organisierte, umfassende und anwendungsbezogene Mobilitätsforschung betreibt und sich dabei insbesondere auf die Herausforderungen weniger dicht besiedelter Räume konzentriert. Dabei werden die Themengebiete Mobilitätsforschung, Fahrzeugentwicklung, Energieinfrastruktur und Digitalisierung adressiert und ganzheitlich betrachtet. Die Wissenschaftler*innen sollen gemeinsam mit den relevanten gesellschaftlichen und politischen Akteur*innen „vor Ort“ anwendungsbezogene Mobilitätskonzepte, die dafür notwendige energetische Infrastruktur sowie ein digitales Ökosystem entwickeln und beispielhaft umsetzen. Förderinstitution: Stiftung Westfalen

„Methodische Auswahl hochfester Mehrphasenstähle bezüglich ihrer lokalen und globalen Duktilität (LoGoDuc)“: Ziel des Forschungsvorhaben ist die Entwicklung einer rechnergestützten Methode zur systematischen Auswahl und Potentialfindung von hochfesten Mehrphasenstählen hinsichtlich ihrer globalen und lokalen Duktilität in frühen Stadien des Fahrzeugentwicklungsprozesses. Hierzu ist eine Klassifizierungs- und Bewertungsmethode zur Materialauswahl von Karosseriestrukturen unter Berücksichtigung des lokalen Beanspruchungszustandes bei Crashbelastung zu formulieren. Förderinstitution: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA)

„Energieeffiziente Herstellung und mechanismenbasierte Charakterisierung des Korrosionsermüdungsverhaltens von laserstrukturierten Hybridverbunden“: Ziel des Forschungsprojekts ist energieeffiziente Herstellung von Hybridbauteilen aus laserstrukturierter Aluminiumlegierung 6082 und auf Epoxidharz basierendes CFK-Prepreg, bei der die beiden Komponenten in einem Schritt gemeinsam umgeformt und verbunden werden. Hierzu sollte vorher eine Parameterstudie anhand plattenförmiger Hybridproben durchgeführt werden, um die Haftungs- und Korrosionseigenschaften zu untersuchen und die beste Parameterkombination aus der Laservorbehandlung und dem Aushärtungsprozess feststellen zu können. Daraus resultierender Parametersatz sollte dann auf die Herstellung realbauteilähnlicher Geometrie, bspw. Hutprofil übertragen werden und das hergestellte Hutprofil sollte anschließend auf ihre Maßhaltigkeit, mechanischen Eigenschaften, Korrosions- und Ermüdungseigenschaften untersucht werden. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft / DFG

„Entwicklung Energie- und Ressourceneffizienter Herstellungsrouten von Umformwerkzeugen zur Edelstahlrohrverarbeitung (EnERU)“: Bestehende Fertigungsrouten für die Herstellung von Umformwerkzeugen zur Edelstahlrohrverarbeitung bieten auf Grund des hohen Energie- und Ressourceneinsatzes aus ökologischer Sicht hohes Einsparpotential. Ziel dieses Vorhabens ist durch die Substituierung von bisher eingesetzten Materialien und dem Einsatz von Laserauftragsschweißen (Laser-Metal-Deposition / LMD) dieses identifizierte Energie- und Ressourceneinsparpotential zu erschließen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

“Effect of Defect 2 (EOD2)“. Prozessspezifische Defekte, die während der Herstellung im PBF-LB/M-Verfahren entstehen können, müssen mit zerstörenden und zerstörungsfreien Methoden charakterisiert werden, da es keine etablierten Standards gibt. Dazu wird eine Strategie entwickelt, mit der eine bestimmte Art von Defekten (Gasporen, Keyhole-Poren und Lack of Fusion-Poren) auf reproduzierbare Weise lokal in Proben eingebracht werden kann. In umfangreichen Tests werden die Auswirkungen dieser drei Defekttypen auf die statischen und zyklischen mechanischen Eigenschaften von 1.4404 Edelstahl untersucht auf deren Grundlage ein Modell zur Vorhersage der Lebensdauer des Defekts entwickelt wird.Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

“Influence on Surface Roughness on Mechanical Properties in SLM (Surface Roughness) “. Das Projekt umfasst die Bestimmung des Einflusses unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeiten auf die Kurzzeitermüdung und die mechanischen Werte, ermittelt durch quasistatische Zugversuche. Die Untersuchung umfasst die Nickelbasislegierung 2.4668, auch bekannt als Alloy 718 und In718 unter der Berücksichtigung der Oberflächenbehandlungen wie Kugelstrahlen Trowalisieren®, DLyte. Der Zustand im Rohzustand und der Zustand des Materials nach der Wärmebehandlung werden dabei untersucht wobei alle Zustände / Oberflächenbehandlungsmethoden unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten verglichen werden. Förderinstitution: DMRC Board-Projekt

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

2020

Wu, T.; Tinkloh, S. R.; Tröster, T.; Zinn, W.: “Residual stress measurement in GFRP/steel hybrid components“. In Proceedings of the 4th International Conference Hybrid 2020 Materials and Structures, Web-Conference, Germany

Camberg, A. A.; Tröster, T.: “A simplified method for the evaluation of the layer compression test using one 3D digital image correlation system and considering the material anisotropy by the equibiaxial Lankford parameter“. Presented at the International Deep-Drawing Research Group (IDDRG 2020), Seoul, South Korea

Camberg, A. A.; Erhart, T.; Tröster, T.: “Predicting fracture at non-isothermal forming conditions: A temperature dependent extension of the LS-DYNA GISSMO fracture indicator framework“. Presented at the International Deep-Drawing Research Group (IDDRG 2020), Seoul, South Korea

Schweizer, S.; Akbulut Irmak, E. F.; Tröster, T.: “Wood-based materials as a sustainable alternative for future car body construction“. Future Materials, vitual

Triebus, M.; Tröster, T.: “A Holistic Approach to Optimization-Based Design of Hybrid Materials“. In Proceedings 4th International Conference Hybrid Materials & Structures, Web-Conference

Claes, L.; Baumhögger, E.; Rüther, T.; Gierse, J.; Tröster, T.; Henning, B.: “Reduction of systematic measurement deviation in acoustic absorption measurement systems“. Fortschritte Der Akustik - DAGA 2020, 1077–1080

Tinkloh, S. R.; Wu, T.; Tröster, T.; Niendorf, T.: “Numerical investigation of the hole-drilling method applied to intrinsic manufactured metal-CFRP hybrids“. 4th International Conference Hybrid 2020 Materials and Structures, Web-Conference, Germany

2021

Triebus, M.; Reitz, A.; Grydin, O.; Grenz, J.; Schneidt, A.; Erhardt, R.; Tröster, T.; Schaper, M.: “Forming Simulation of Tailored Press Hardened Parts“. 13th European LS-DYNA Conference 2021, Ulm

Stallmeister, T.; Martin, S.; Marten, T.; Tröster, T.: “Experimental investigation on lightweight potentials of fiber-metal-laminates for automotive battery cases“. Automotive Circle conference – Battery Systems in Car Body Engineering 2021, Bad Nauheim

Tinkloh, S. R.; Wu, T.; Tröster, T.; Niendorf, T.: “Development of a submodel technique for FFT-based solvers in micromechanical analysis“. Presented at the 2nd International Conference on Theoretical, Analytical and Computational Methods for Composite Materials and Composite Structures (online)

Camberg, A. A.; Tröster, T.; Latuske, C.: “Development of a hybrid crash-relevant car body component with load-adapted thickness properties: Design, manufacturing and testing“. Conference on Future Production of Hybrid Structures (FPHS 2020), Wolfsburg: Springer

Camberg, A. A.; Tröster, T.; Wingenbach, N.; Hielscher, C.; Grenz, J.: “A new numerical method for potential anaylsis and design of hybrid components from full vehicle simulations: Implementation and component design“. Presented at the Conference on Future Production of Hybrid Structures (FPHS 2020), Wolfsburg: Springer

Triebus, M.; Gierse, J.; Marten, T.; Tröster, T.: “A new Device for Determination of Forming-Limit-Curves under Hot-Forming Conditions“. 40th International Deep-Drawing Research Group Conference (IDDRG 2021), Virtual – Stuttgart

Martin, S.; Tröster, T.: “Joint point loadings in car bodies – the influence of manufacturing tolerances and scatter in material properties“. ESAFORM 2021

Triebus, M.; Tröster, T.: “HyOpt - Optimization-Based Development of Hybrid Materials“. 9th NRW Nano Conference - Innovations in Materials and Applications, Web

Wissenschaftliche Kooperationen

Fachgebiet Werkstoffprüftechnik (WPT), TU Dortmund, Deutschland

Institut für Elektroprozesstechnik (ETB), Leibniz Universität Hannover, Deutschland

Institut für Textiltechnik (ITA), RWTH Aachen, Deutschland

Institut für Werkstoff-Forschung, Experimentelle und Numerische Methoden, Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR), Deutschland

Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF), Tu Braunschweig, Deutschland

Institut für Fertigungstechnik, TU Dresden, Deutschland

Benteler Automobiltechnik GmbH, Deutschland

BMW AG, Deutschland

Bond-Laminates GmbH, Deutschland

Daimler AG, Deutschland

DMG MORI AG, Deutschland

DYNAmore GmbH, Deutschland

Evonik Industries AG, Deutschland

Kirchhoff Automotive GmbH & Co. KG, Deutschland

Quadrant Plastic Composites GmbH, Deutschland

Volkswagen AG, Deutschland

Wissenschaftszentrum Berlin gGmbH, Deutschland

Funktionen

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster:

Gutachter bei der AVIF

Gutachter beim BMBF, in der Fördermaßnahme VIP+

Mitglied im Expertengremium vom Innovationsbeirat Klima und Energie der Stadt Paderborn

Referierte Publikationen

Kummert, C.; Schmid, H.-J.; Risse, L.; Kullmer, G.: “Mechanical characterization and numerical modeling of laser-sintered TPE lattice structures“. Journal of Materials Research, 2021, https://doi.org/10.1557/s43578-021-00321-3

Schumacher, S.; Asbach, C.; Schmid, H.-J.: „Effektivität von Luftreinigern zur Reduzierung des COVID-19-Infektionsrisikos/ Efficiancy of air purifiers in reducing the risk of COVID-19 infections“. Gefahrstoffe, 2021, 16–28, https://doi.org/10.37544/0949-8036-2021-01-02-18

Tischendorf, R.; Simmler, M.; Weinberger, C.; Bieber, M.; Reddemann, M.; Fröde, F.; Lindner, J.; Pitsch, H.; Kneer, R.; Tiemann, M.; Nirschl, H.; Schmid, H.-J: “Examination of the evolution of iron oxide nanoparticles in flame spray pyrolysis by tailored in situ particle sampling techniques“. Journal of Aerosol Science, Article 105722, 2021, https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2020.105722

Klippstein, S. H.; Heiny, F.; Pashikanti, N.; Gessler, M.; Schmid, H.-J.: “Powder Spread Process Monitoring in Polymer Laser Sintering and its Influences on Part Properties“. JOM - The Journal of The Minerals, Metals &; Materials Society (TMS), 74, 1149–1157, 2021, https://doi.org/10.1007/s11837-021-05042-w

Pawelczyk, S.; Kniepkamp, M.; Jesinghausen, S.; Schmid, H.-J.: “Absolute Rheological Measurements of Model Suspensions: Influence and Correction of Wall Slip Prevention Measures“. Materials, 2020, Article 467, https://doi.org/10.3390/ma13020467

Haist, M.et al.: “Interlaboratory study on rheological properties of cement pastes and reference substances: comparability of measurements performed with different rheometers and measurement geometries“. Materials and Structures, 2020, https://doi.org/10.1617/s11527-020-01477-w

Nicht referierte Publikationen

Menge, D.; Klippstein, S. H.; Schmid, H.-J.: „Additive Leichtbaustrukturen für die Flugzeugkabine“. 2021

Menge, D.; Schmid, H.-J.: “Low Temperature Laser Sintering on a Standard System: First Attempts and Results with P“. Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin, TX, 2021

Kletetzka, I.; Kummert, C.; Schmid, H.-J.: “Laser Sintering Design Guidelines for media transmitting Components“. Proceedings of the 32nd Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2021

Kummert, C.; Diekmann, W.; Tews, K.; Schmid, H.-J.: “Influence of Part Microstructure on Mechanicl Properties of PX Laser Sintered Specimens“. In 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, Vol. 29, pp. 735–744, 2020

Aktuelle Forschungsprojekte

„Neuartiges Messprinzip zur multidimensionalen Charakterisierung von Nanopartikeln“: Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms SPP 2045 soll ein neuartiges Messgerät aufgebaut werden, welches 2 einzelne Messprinzipien in einer einzelnen Messung vereint, um so zweidimensionale Partikeleigenschaften rückschließen zu können. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG

“Influence of atomization on particle synthethis in spray flames“: Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms SPP 1980 wird die Partikelsynthese in einer Sprayflamme tiefergehend untersucht, da diese Methode der Partikelherstellung äußerst vielversprechend für die Herstellung nanoskaliger Pulver von äußerst hoher Reinheit ist. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

/

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid: Stellvertretender Vorsitzender der „Deutschen rheologischen Gesellschaft“

Promotionen

Delfs, Patrick: „Dreidimensionale Oberflächenanalyse und Topografie-Simulation additiv hergestellter Laser-Sinter Bauteile“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid)

Referierte Publikationen

2020

Gräßler, I.; Bettenhausen, K. D.; Bilgic, A. M.; Dirzus, D.: “Which future do we want? It's up to us! – 4 future scenarios for automation 2030“. In Automatisierungstechnik, Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik, Special Issue: From The Activities Of The IFAC German Member Organization GMA 68(6): S. 500 – 507, June 2020 ISSN: 0178-2312, e-ISSN: 2196-677X

Gräßler, I.; Bodden, E.; Pottebaum, J.; Geismann, J.; Roesmann, D.: “Security-Oriented Fault-Tolerance in Systems Engineering: A Conceptual Threat Modelling Approach for Cyber-Physical Production Systems”. In: Advanced, Contemporary Control, Advances in Intelligent Systems and Computing, Band 1196, S. 1458 – 1469, 2020, Springer International Publishing

Gräßler, I.; Hentze, J.: “The new V-Model of 2206 and its validation“. In: Automatisierungstechnik Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik, 68(5): S. 312 – 324, Mai 2020

Gräßler, I.; Hentze, J.; Hesse, P.: “Anchoring Points as a Method for Interdisciplinary Systems Engineering with the New V-Model”. In: Proceedings of TMCE Conference 2020, S. 279 – 286, ISBN/EAN: 978-94-6384-131-3, 2020

Gräßler, I.; Pottebaum, J.: “Immersive Abstraction: A New Morphology Of Intiutive Interaction With System Models”. In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (Hrsg.) Proceedings of the DESIGN 2020 16th International Design Conference, Band 1 , S. 1295 – 1304, DOI: doi.org/10.1017/dsd.2020.158, 26. – 29. Oktober 2020 Design Society, Cambridge University Press

Gräßler, I.; Pottebaum, J.; Scholle, P.; Thiele, H.: “Innovation management and strategic planning of innovative self-preparednes and self-Protection services”. In: ISPIM Conference Proceedings, S. 1 – 9, ISBN 978-952-335-466-1, 7. – 10. Juni 2020, International Society for Professional Innovation Management (ISPIM)

Gräßler, I.; Pottebaum, J.; Taplick, P.; Roesmann, D.; Kamann, M.: „UPdS-Datenbank, arbeitsgebundenes Lernen für und mit Augmented Reality in der Instandhaltung“. In: Frühjahrskongress 2020 – Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?, S. B.2.2, ISBN 978-3-936804-27-0, Berlin, 16. – 18. März 2020, Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V., Dortmund

Gräßler, I.; Preuss, D.; Oleff, C.: „Automatisierte Identifikation und Charakterisierung von Anforderungsabhängigkeiten – Literaturstudie zum Vergleich von Lösungsansätzen“. In: Krause, D.; Paetzold, K.; Wartzack, S. (Hrsg.) Proceedings of the 31st Symposium Design for X (DFX2020), S. 199 – 208, DOI: doi.org/10.35199/dfx2020.21, 16. – 18. September 2020, Design Society

Gräßler, I.; Roesmann, D.; Pottebaum, J.: „Entwicklung eines Prüfstands für die Bewertung von kompetenzbildenden Assistenzsystemen in Cyber-physischen Produktionssystemen“. In: Frühjahrskongress 2020 – Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?, S. B.6.4, ISBN 978-3-936804-27-0, Berlin, 16. – 18. März 2020, Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V., Dortmund

Gräßler, I.; Roesmann, D.; Pottebaum, J.: “Model based Integration of Human Characteristics in Production Systems: A Literature Survey”. In: 14th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, 2020, Elsevier B.V.

Gräßler, I.; Roesmann, D.; Pottebaum, J.: “Traceable learning effects by use of digital adaptive assistance in production”. In: Procedia Manufacturing – Proceedings of the 10th Conference on Learning Factories, CLF2020, Band 45 , S. 479 – 484, DOI: 10.1016/j.promfg.2020.04.058, Graz, Austria, 16. – 17. April 2020, Elsevier

Gräßler, I.; Scholle, P.; Thiele, H.: “Improving scenario-technique by a semi-automatized consistency assessment based on pattern recognition by artificial neural networks“. In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (Hrsg.) Proceedings of the DESIGN 2020 16th International Design Conference, Band 1 , S. 147 – 156, DOI: doi.org/10.1017/dsd.2020.279, 26. – 29. Oktober 2020 Design Society, Cambridge University Press

Gräßler, I.; Scholle, P.; Thiele, H.: “Scenario Technique”. In: Vajna, S. (Hrsg.) Integrated Design Engineering. Interdisciplinary and Holistic Product Development, Kapitel: 20, S. 507 – 529. Springer International Publishing Switzerland, ISBN: 978-3-030-19356-0, DOI: 10.1007/978-3-030-19357-7, 2020

Gräßler, I.; Scholle, P.; Thiele, H.: “Semi-automatized consistency assessment in Scenario-Technique: Generic consistency patterns and user types”. In: ISPIM Conference Proceedings, S. 1 – 13, ISBN 978-952-335-466-1, 7. – 10. Juni 2020, International Society for Professional Innovation Management (ISPIM)

Gräßler, I.; Thiele, H.; Bauer, K.; Bedenbender, H.; Bettenhauser, K. D.; Bilgic, A.; Dirzus, D.; Grieb, H.; Heizmann, M.; Lange, C.; Menze, T.; Miny, T.; Roos, E.; Sommer, K.-D.; Tauchnitz, T.; Weyrich, M.: „Automation 2030. Zukunft gestalten – Szenarien und Empfehlungen”. VDI-Verlag, Düsseldorf, 2020

Gräßler, I.; Thiele, H.; Scholle, P.: “Assessing the future: Methods and criteria“. In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (Hrsg.) Proceedings of the DESIGN 2020 16th International Design Conference, Band 1, S. 569 – 576, DOI: doi.org/10.1017/dsd.2020.278, 26. – 29. Oktober 2020 Design Society, Cambridge University Press

Ley, P.-P.; Wirths, L.; Oleff, C.; Jungreitmayr, F.; Vajna, S.; Paetzold, K.; Borg, J. C.: “A Methodical Approach To Integrated Product Development In Total Hip Arthroplasty”. In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (Hrsg.) Proceedings of the DESIGN 2020 16th International Design Conference, Band 1, S. 2009 – 2018, DOI: doi.org/10.1017/dsd.2020.271, 26. – 29. Oktober 2020 Design Society, Cambridge University Press

Mentler, T.; Reuter, C.; Nestler, S.; Kaufhold, M.-A.; Herczeg, M.; Pottebaum, J.: „7. Workshop Mensch-Maschine- Interaktion in sicherheitskritischen Systemen”. In: Hansen, C.; Nürnberger, A.; Preim, B. (Hrsg.) Mensch und Computer 2020 – Workshopband, DOI: 10.18420/muc2020-ws117, 2020, Gesellschaft für Informatik e.V., Bonn

Pottebaum, J.; Gräßler, I.: „Informationsqualität in der Produktentwicklung: Semantische Beschreibung inhärenter Unsicherheit in Produktmodellen“. Konstruktion VDI-Verlag 2020

Stark, R.; Thoben, K.-D.; Gerhard, D.; Hick, H.; Kirchner, E.; Anderl, R.; Wartzack, S.; Krause, F.-L.; Gräßler, I.; Pottebaum, J.; Schleich, B.; Stelzer, R.; Klein, P.; Saske, B.; Czwick, C.; Gogineni, S.; Klimmeck, L.; Bajzek, M.; Jacobs, G.; Berroth, J.; Zimmermann, T.; Kranabitl, P.; Göckel, N.: „Digitaler Zwilling“. In: WiGeP-Positionspapier, 2020, Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP)

Thiele, H.; Weber, S.; Reichwein, J.; Bartolo, J. A.; Tchana, Y.; Jimenez, L.; Borg, J. C.: “A Scrum Agile Integrated Development Framework“. In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (Hrsg.) Proceedings of the DESIGN 2020 16th International Design Conference, Band 1, S. 747 – 756, DOI: doi.org/10.1017/dsd.2020.9, 26. – 29. Oktober 2020 Design Society, Cambridge University Press

2021

Gräßler, I.; Hentze, J.; Hesse, P.; Preuß, D.; Thiele, H.; Wiechel, D.; Bothen, M.; Bruckmann, T.; Dattner, M.; Ehl, T.; Hawlas, M.; Krimpmann, C.; Lachmayer, R.; Knöchelmann, M.; Mock, R.; Mozgova, I.; Schneider, M.; Stollt, G.: „VDI/VDE 2206 - Entwicklung mechatronischer und cyber-physischer Systeme“. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (Ed.), 2021

Gräßler, I.; Hesse, P.: “Decision Support for Product Specific Recycling”. In: ETI – The European Technology Institute (Ed.), The University of Malta, 2021, pp. 37 – 41

Gräßler, I.; Hillebrand, S.; Roesmann, D.: “Design Review of Assembly Workstations using Virtual Prototypes”. In: ETI – The European Technology Institute (Ed.), 2021, pp. 29 – 36

Gräßler, I.; Hillebrand, S.; Thiele, H.: „Produktspezifische Optimierung der Nachhaltigkeit im Ersatzteilmanagement. Ganzheitliche Vorgehensweise zur Bewertung der Nachhaltigkeit additiv gefertigter Komponenten für den Aftermarket.”. In: Biedermann, H.; Posch, W.; Vorbach, S. (Eds.) Digitalisierung im Kontext von Nachhaltigkeit und Klimawandel, 1st ed., Edition Rainer Hampp / Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden, 2021, pp. 57 – 69

Gräßler, I.; Koch, A.-S.; Thiele, H.; Dattner, M.: “Supporting Innovation Management for SMEs: A Tool for Idea Selection”. In: Proceedings of the ISPIM Innovation Conference, 20. – 23. Juni 2021, LUT Scientific and Expertise Publications, Berlin, 2021

Gräßler, I.; Oleff, C.; Preuß, D.: “Holistic change propagation and impact analysis in requirements management”. In: Wagner, B.; Wilson, J. (Eds.): R&D Management Conference, Strathclyde/ Glasgow, 07. – 08. Juli 2021, 2021

Gräßler, I.; Oleff, C.; Scholle, P.: „Strategisch-technische Anforderungsanalyse“. In: Koch, R.; Gräßler, I.; Zimmer, D.; Tröster, T. (Eds.): Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für Additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess, 1st. Ed., Shaker, Düren, 20221, pp. 31 – 49

Gräßler, I.; Pottebaum, J.: “Generic Product Lifecycle Model: A Holistic and Adaptable Approach for Multi-Disciplinary Product–Service Systems”. Applied Sciences 11, 2021, 4516

Gräßler, I.; Pottebaum, J.; Oleff, C.; Preuß, D.: “Handling of explicit Uncertainty in Requirements Change Management”. In: Wartzak, S.; Schleich, B., Design Society (Eds.), Proceedings of the 23nd International Conference on Engineering Design (ICED), Gothenburg, 16. – 20. August 2021, pp. 1687 – 1696

Gräßler, I.; Pottebaum, J.; Roesmann, D.; Mandischer, N.; Gürtler, M.; Hüsing, M.; Corves, B.: „Fähigkeitsorientierte Aufgabenzuordnung für die Mensch-Roboter-Kollaboration in sicherheitskritischen Einsatzsituationen“. In: Wienrich, C.; Wintersberger, P.; Weyers, B., Gesellschaft für Informatik e.V. (Eds.), Mensch Und Computer 2021 – Workshopband, Bonn, 2021

Gräßler, I.; Preuß, D.: „Anwendbarkeit von Requirement Mining in Benutzerrezensionen für die Entwicklung mechatronischer Produkte im B2CMarkt“. In: Bertram, T.; Corves, B.; Janschek, K.; Rinderknecht S. (Eds.): Digital-Fachtagung VDI Mechatronik 2021, 24. – 25. März 2021, 2021, pp. 68 – 73

Gräßler, I.; Roesmann, D.; Cappello, C.; Steffen, E.: “Skill-based worker assignment in a manual assembly line“. In: Lutters, E. (Ed.), Procedia CIRP Design Conference 2021 (CIRP Design 2021), Elsevier, 19 – 21 Mai 2021, 2021, pp. 433–438

Gräßler, I.; Roesmann, D.; Wiechel, D.; Preuß, D.; Pottebaum, J.: “Determine similarity of assembly operations using semantic technology”. In: 54th CIRP Conference on Manufacturing Systems, Athens, 22. – 24. September 2021

Gräßler, I.; Scholle, P.; Thiele, H.: „Szenario- Technik”. In: Vajna, S. (Ed.), Integrated Design Engineering. Ein interdisziplinäres Modell für die ganzheitliche Produktentwicklung, Kapitel: 20, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2021, pp. 544 – 566

Gräßler, I.; Wiechel, D.: „Systematische Bewertung von Auswirkungsanalysen des Engineering Change Managements“. In: Krause, D.; Paetzold, K.; Wartzack, S. (Eds.): DS 111: Proceedings of the 32nd Symposium Design for X, 27. – 28. September 2021, 2021

Gräßler, I.; Wiechel, D.; Pottebaum, J.: “Role model of model-based systems engineering application”. In: Proceedings of 19th Drive Train Technology Conference (ATK 2021), 9. – 11. März 2021, IOP Publishing, 2021

Gräßler, I.; Wiechel, D.; Roesmann, D.: “Integrating human factors in the model based development of cyber-physical production systems”. In: Lutters, E. (Ed.): Procedia CIRP, 31st CIRP Design Conference 2021 (CIRP Design 2021), Elsevier; 19 – 21 Mai 2021, 2021, pp. 518 – 523

Gräßler, I.; Wiechel, D.; Roesmann, D.; Thiele, H.: “V-model based development of cyber-physical systems and cyber-physical production systems”. In: Lutters, E. (Ed.): Procedia CIRP, 31st CIRP Design Conference 2021 (CIRP Design 2021), Elsevier; 19 – 21 Mai 2021, 2021, pp. 253 – 258

Gürtler, M.; Mandischer, N.; Hüsing, M.; Corves, B.; Pottebaum, J.; Roesmann, D.; Gräßler, I.: „Ein reaktiver Modellierungsansatz für Mensch-Roboter-Kollaboration in Rettungs- und Brandszenarien der Feuerwehr“. In: 7. IFToMM D-A-CH Konferenz 2021, 18. – 19. Februar 2021 IFToMM D-ACH, DuEPublico2 Duisburg-Essen Publications online, 2021

Hentze, J.: „Berücksichtigung Selbstorganisierender Produktionssysteme in frühen Phasen der interdisziplinären Produktentwicklung“. LibreCat University, 2021

Hesse, P.; Gräßler, I.: „Digitaler Zwilling zur Gestaltung der Prozesse im End-of-Life“. In: Posch, W.; Vorbach, S. (Eds.): Digitalisierung im Kontext von Nachhaltigkeit und Klimawandel, Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden, 2021, pp. 135 – 148

Koch, R.; Gräßler, I.; Zimmer, D.; Tröster, T. (Eds.): „Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für Additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess“. Ergebnisbericht des BMBF Verbundprojektes OptiAMix, Shaker Verlag, Düren, 2021

Pottebaum, J.; Schäfer, C.: „IT-Systeme für das Krisenmanagement“. In: Reuter, C. (Ed.), Sicherheitskritische Mensch-Computer-Interaktion, Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2021, pp. 273 – 294

Taplick, P.: „Kollaborative, virtuelle Kreativumgebungen - Unterstützung der Ideengenerierung durch Virtual Reality“. LibreCat University, 2021.

Nicht referierte Publikationen

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Habilitationen

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Aktuelle Forschungsprojekte

2020

„OptiAMix – Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess“. Entwicklung einer Methode und eines Softwareprototyps zur Definition und Handhabung von Anforderungsänderungen sowie die bauteilspezifische Potenzialidentifikation für die additive Fertigung. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Laufzeit: 01.01.2017 – 31.05.2020

“ARCA – Automated Requirement Change Analysis for the development of complex technical systems“.  Bewertung des Änderungsrisikos von Anforderungen in interdisziplinären Entwicklungsprojekten. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Laufzeit: 01.01.2020 – 31.12.2021

„Forschungskolleg Leicht – Effizient – Mobil, Komplexitätsmanagement für den Leichtbau mit Hybridsystemen“. Strategische Planung innovativer Leichtbaukonzepte; Systematischer Ressourceneinsatz zur Verbesserung der End-of-life Strategien. Förderinstitution: MIWF des Landes Nordrhein-Westfalen, Laufzeit: 01.01.2019 – 30.06.2022

„Forschungskolleg Gestaltung von flexiblen Arbeitswelten – Menschen-zentrierte Nutzung von Cyber-Physical Systems in Industrie 4.0“. Soziotechnisches Produktionsmanagement in Cyber-physischen Produktionssystemen, Fähigkeitsgerechte Zuordnung von Aufgaben in der Mensch-Technik-Kooperation. Förderinstitution: MIWF des Landes Nordrhein-Westfalen, Laufzeit: 01.01.2019 – 30.06.2022

2021

„BIKINI – Bionik und KI für nachhaltige Integration von Produktentwicklung für einen ressourceneffizienten Leichtbau“. Im Verbund-Projekt arbeiten Wissenschaftler der Universität Paderborn mit Partnern aus Forschung und Praxis an einer Lösung, um Nachhaltigkeit entlang der vollständigen Prozesskette sowie über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu ermöglichen.Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Laufzeit: 01.07.2021 – 30.06.2024

“ARCA – Automated Requirement Change Analysis for the development of complex technical systems”. Bewertung des Änderungsrisikos von Anforderungen in interdisziplinären Entwicklungsprojekten. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Laufzeit: 01.01.2020 – 31.12.2021

„ImPaKT – IKT-befähigte modellbasierte Auswirkungsanalyse in der Produktentwicklung“. Im Verbund-Projekt arbeitet ein Forschungskonsortium aus universitären Partnern, IT-Partnern und Anwendungspartnern an einer Lösung, um Auswirkungen technischer Änderungsbedarfe bei der Entwicklung interdisziplinärer Gesamtsysteme modellbasiert zu analysieren und Entwickler bei der Bewertung der Auswirkungen zu unterstützen. Förderinstitut: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Laufzeit: 01.01.2021 – 31.12.2023

„Forschungskolleg Leicht – Effizient – Mobil, Komplexitätsmanagement für den Leichtbau mit Hybridsystemen“. Strategische Planung innovativer Leichtbaukonzepte; Systematischer Ressourceneinsatz zur Verbesserung der End-of-Life Strategien. Förderinstitution: MKW des Landes Nordrhein-Westfalen, Laufzeit: 01.01.2019 – 30.06.2022

„Forschungskolleg Gestaltung von flexiblen Arbeitswelten – Menschen-zentrierte Nutzung von Cyber-Physical Systems in Industrie 4.0“. Soziotechnisches Produktionsmanagement in Cyber-physischen Produktionssystemen; Fähigkeitsgerechte Zuordnung von Aufgaben in der Mensch-Technik-Kooperation. Förderinstitution: MKW des Landes Nordrhein-Westfalen, Laufzeit: 01.01.2019 – 30.06.2022

“assemblean“. Entwicklung einer flexiblen Produktionsplattform, auf der Produkte komplett geplant und eingerichtet werden können. Förderung: EXIST Forschungstransfer, Laufzeit: 01.04.2020 – 30.09.2021

“VRlinked“. Verknüpfung von Prozess- und Infrastrukturplanung der Produktion; Einbindung prozessbeteiligter Mitarbeiter mit Virtual Reality; Entscheidungsunterstützungssystem zur Prozessoptimierung. Förderung: EFRE START-UP transfer.NRW, Laufzeit: 01.05.2020 – 31.10.2021

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

„Frühjahrskongress 2020 – Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?”, virtuelle Konferenz, 16.-18. März 2020

“CIRP CLF 2020: 10th Conference on Learning Factories”, virtuelle Konferenz, 16.-17. April 2020

“ISPIM Virtual 2020”, virtuelle Konferenz, 07.-10. Juni 2020

“CIRP ICME 2020: 14th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering”, virtuelle Konferenz, 15.-17. Juli 2020

„Mensch und Computer 2020”, virtuelle Konferenz, 6.-9. September 2020

“Symposium Design for X”, virtuelle Konferenz, 16.-17. September 2020

“20th Polish Control Conference PCC'2020”, virtuelle Konferenz, 14.-16. Oktober 2020

“16th International Design Conference”, virtuelle Konferenz, 26.-29. Oktober 2020

“IFToMM D-A-CH”, virtuelle Konferenz, 18.-19. Februar 2021

“19th Drive Train Technology Conference (ATK 2021)”, virtuelle Konferenz, 09.-11. März 2021

„VDI Mechatroniktagung 2021”, virtuelle Konferenz, 24.-25. März 2021

“31st CIRP Design Conference 2021 (CIRP Design 2021)”, virtuelle Konferenz, 19.-21. Mai 2021

“ISC 2021 (Industrial Simulation Conference)”, virtuelle Konferenz, 03.-04. Juni 2021

“R&D Management Conference”, virtuelle Konferenz, 6.-8. Juli 2021

“CIRP ICME ’21 - 15th CIRP Conference on INTELLIGENT  COMPUTATION  IN MANUFACTURING ENGINEERING”, virtuelle Konferenz, 14.-16. Juli 2021

“International Conference on Engineering Design (ICED 2021)”, virtuelle Konferenz, 16.-20. August 2021

„Mensch und Computer 2021”, virtuelle Konferenz, 05.-08. September 2021

“54th CIRP CMS 2021”, virtuelle Konferenz, 22-24. September 2021

“32nd Symposium Design for X (DFX2021)”, virtuelle Konferenz, 27.-28. September 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. B. Corves, RWTH Aachen University, Nordrhein-Westfalen, Deutschland

Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung WiGeP, Nordrhein-Westfalen, Deutschland

VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, Nordrhein-Westfalen, Deutschland

Preise/Auszeichnungen

2020

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler wurde zur Vorsitzenden des neuen Fachausschusses „Strategische Planung und Entwicklung hybrider Leistungsbündel“ des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) gewählt.

Berufung von Prof. Dr.-Ing. Gräßler in das Scientific and Technological Advisory Board (STAB) des Linz Center of Mechatronics GmbH

2021

„Best Paper Award an Stefan Hillebrand”: Für die Veröffentlichung „Design Review Of Assembly Workstations Using Virtual Prototypes“ (Gräßler, I.; Hillebrand, S.; Roesmann, D.;  2021) auf der 19th International Industrial Simulation Conference

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler wurde zur Vorsitzenden des VDI/VDE-GMA Fachbereichs 7 „Digitale Transformation“ gewählt.

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler wurde in den Vorstand des wissenschaftlichen Beirats der VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) gewählt.

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler wurde zur Aufsichtsratsvorsitzenden der paragon GmbH & Co. KGaA gewählt.

Patente

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Funktionen (externe)

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler:

Mitglied im Fachausschuss 01 (Maschinenbau und Verfahrenstechnik) der ASIIN (Akkreditierungsagentur für Studiengänge der Ingenieurwissenschaften, Informatik, Naturwissenschaften und Mathematik)

Vorstand des wissenschaftlichen Beirats der VDI/VDE Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)

Vorsitzende des VDI/VDE-GMA Fachbereichs 7 „Digitale Transformation“; VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachausschuss 4.10 „Interdisziplinäre Produktentstehung“ (Vorsitz)

VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachausschuss 7.10 „Strategische Planung und Entwicklung hybrider Leistungsbündel“ (Vorsitz)

Mitglied des Scientific and Technological Advisory Board (STAB) des Linz Center of Mechatronics GmbH

Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats für das Anwendungszentrum Industrie 4.0 Potsdam; Aufsichtsratsvorsitzende der paragon GmbH & Co. KGaA
 

Promotionen

Hentze Julian: „Berücksichtigung Selbstorganisierender Produktionssysteme in frühen Phasen der interdisziplinären Produktentwicklung“. (Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler)

Taplick Patrick: „Kollaborative, virtuelle Kreativumgebungen. Unterstützung der Ideengenerierung durch Virtual Reality“. (Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler)

Referierte Publikationen

Bahman, A.; Homberg, W.; Vasquez, J. R.; Walther, F.; Riepold, M.; Trächtler, A.: “Forming of metastable austenitic stainless steel tubes with axially graded martensite content by flow-forming”. Presented at the 24th International Conference on Material Forming, 24th International Conference on Material Forming, 2021

Biemelt, P.; Böhm, S.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Subjective Evaluation of Filter- and Optimization-Based Motion Cueing Algorithms for a Hybrid Kinematics Driving Simulator”. Poceedings of the IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 1619–1626, 2021

Biemelt, P.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Design and Objective Evaluation of Filter- and Optimization-based Motion Cueing Strategies for a Hybrid Kinematics Driving Simulator with 5 Degrees of Freedom”. International Journal On Advances in Systems and Measurements, 13(3 & 4), 203–219, 2020

Biemelt, P.; Link, C.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “A Model-Based Online Reference Prediction Strategy for Model Predictive Motion Cueing Algorithms”. Proceedings of the 21st IFAC World Congress, 6082–6088, 2020

Biemelt, P.; Mertin, S.; Rüddenklau, N.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Design and Evaluation of a Novel Filter-Based Motion Cueing Strategy for a Hybrid Kinematics Driving Simulator with 5 Degrees of Freedom”. Proceedings of the Driving Simulation Conference Europe VR, 85–92, 2020

Ehlert, M.; Michael, J.; Henke, C.; Trächtler, A.; Kalla, M.; Bagaber, B.; Ponick, B.; Mertens, A.: “Connecting Energy Storages from Tool Independent, Signal-flow Oriented FMUs”. Proceedings of the International Conference on SMACD and 16th Conference on PRIME, 164–167, 2021

Malena, K.; Link, C.; Mertin, S.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Online State Estimation for Microscopic Traffic Simulations using Multiple Data Sources”. VEHITS 2021 Proceedings of the 7th International Conference on Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems, 7, 386–395, 2020

Malena, K.; Link, C.; Mertin, S.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Validation of an Online State Estimation Concept for Microscopic Traffic Simulations”. In: 2021 IEEE Transportation Electrification Conference & Expo (ITEC). IEEE; 2021

Mertin, S.; Malena, K.; Link, C.; Gausemeier, S.; Trächtler, A.: “Macroscopic Traffic Flow Control using Consensus Algorithms”. In The 23rd IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (Vol. 23). www.ieee-itsc2020.org: International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), 2020

Michael, J.; Grote, E.-M.; Pfeifer, S.; Rasor, R.; Henke, C.; Trächtler, A.; Kaiser, L.: “Towards the Concept of a Digital Green Twin for a Sustainable Product Lifecycle”. 1st International Conference on Water Energy Food and Sustainability (ICoWEFS), 2021

Nareyko, G.; Biemelt, P.; Trächtler, A.: “Real-Time Optimized Model Predictive Control of an Active Roll Stabilization System with Actuator Limitations”. Proceedings of the 21st IFAC World Congress. 21st IFAC World Congress, Berlin, Germany, 2020

Poddubnyi, V. I.; Trächtler, A.; Warkentin, A.; Henke, C.: “Mechanical and mathematical model of a caterpillar drive with a triangular contour for solving problems of vertical dynamics of a tracked vehicle”. Vestnik Mashinostroeniya, 26–29, 2020

Poddubnyi, V. I.; Trächtler, A.; Warkentin, A.; Henke, C.: “Model of a Triangular Caterpillar Drive and Analysis of Vertical Vehicle Dynamics”. Russian Engineering Research, 41(3), 198–201, 2021

Riepold, M.; Bahman, A.; Rozo Vasquez, J.; Homberg, W.; Walther, F.; Trächtler, A.: “Model approaches for closed-loop property control for flow forming“. Advances in Industrial and Manufacturing Engineering, 3, 2021

Rozo Vasquez, J.; Bahman, A.; Riepold, M.; Homberg, W.; Trächtler, A.; Walther, F.: “Microstructural investigation on phase transformation during flow forming of the metastable austenite AISI 304”. In Fortschritte in der Metallographie (pp. 75–81). Saarbruecken Germany, 2020

Rozo Vasquez, J.; Bahman, A.; Riepold, M.; Homberg, W.; Trächtler, A.; Walther, F.: “Microstructural investigation on phase transformation during flow forming of the metastable austenite AISI 304”. In 54. Metallographie-Tagung (pp. 75–81), 2020

Schütz, S.; Elsner, N.; Henke, C.; Trächtler, A.: „Kraftsensitive Kalibriermethode für Industrieroboter“. In Fachtagung VDI MECHATRONIK 2021, 2021

Schütz, S.; Rüting, A. T.; Henke, C.; Trächtler, A.: „Echtzeitfähige Planung optimierter Trajektorien für sensorgeführte, kinematisch redundante Robotersysteme auf einer Industriesteuerung“. At-Automatisierungstechnik, 69(3), 231–241, 2021

Schütz, S.; Rüting, A. T.; Henke, C.; Trächtler, A.: „Echtzeitfähige Planung optimierter Trajektorien für sensorgeführte, kinematisch redundante Mechanismen auf einer Industriesteuerung“. In Entwurf komplexer Automatisierungssysteme (EKA), 2020

Aktuelle Forschungsprojekte

„Entwicklung einer Hardware-in-the-Loop-Umgebung zur mehrdimensionalen Achsprüfung und Fahrwerksauslegung“: In dem Projekt wird die Entwicklung eines multiaxialen Fahrzeugachsprüfstands zur HiL-basierten Erprobung und Auslegung von Fahrwerkregelsystemen verfolgt. Hierbei liegt der Forschungsschwerpunkt auf der systematischen Realisierung einer möglichst realitätsnahen HiL-Simulation, um eine Vielzahl von Anwendungsfällen und Testszenarien für mechatronische Pkw-Achsen generieren zu können. Somit entsteht erstmals die Möglichkeit, das Gesamtsystem Fahrzeugachse inklusive aller aktiven und passiven Komponenten unter realitätsnahen Bedingungen im Labor zu testen und auszulegen.
Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

“Smart Headlamp Technology (SHT)“: Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines optimierten, ressourceneffizienten und vernetzten Entwicklungsprozesses für dynamische Scheinwerfersysteme. Dazu werden in dem Projekt hochdynamische Prüfstände entwickelt und realisiert, welche mittels Hardware-in-the-Loop-Simulationen und einem Fahrsimulator erlauben, lichttechnische Funktionen eines Scheinwerfers in den ersten Stadien der Produktentwicklung zu bewerten, ohne dass ein Prototyp vorliegen muss.
Förderinstitution: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung

„Dynamische Kraftregelung zur harmonischen Anregung nichtlinearer Teststrukturen“: Im technischen Bereich gewinnt das Verständnis der dynamischen Eigenschaften von Bauteilen durch die zunehmende Verbreitung von Leichtbau immer mehr an Bedeutung. Moderne Strukturen weisen durch neue Materialien und effizientere Konstruktionen einen immer höheren Grad an nichtlinearem Verhalten auf. Um diese Effekte gezielt analysieren zu können, ist eine monofrequente Anregung der Teststrukturen mittels eines harmonischen Kraftsignals notwendig. Das Ziel ist, auf diese Weise die Effizienz sowie die Güte von Bauteiltests zu steigern.
Förderinstitution: Internes Projekt

„SensoBack - Entwicklung eines Leitstandsystems mit Cloud-Anbindung für die Kleingebäckproduktion“: Ziel des Projekts ist es, die Ressourcenverluste bei der industriellen Kleingebäckproduktion bei gleichzeitiger Optimierung der Produktqualität zu reduzieren. Dazu wird ein intelligentes Sensorsystem für die Produktionsanlage entwickelt, sodass an mehreren Stellen im Herstellungsprozess die Qualitätsvorgaben hinsichtlich Gewicht, Form, Aussehen und Hygienezustand erfasst werden. Mithilfe der gewonnen Messdaten soll anschließend eine Prozesssteuerung ausgelegt werden, welche die Prozessparameter geeignet an die wechselnden Zutateneigenschaften und Umgebungsbedingungen anpasst. Diese intelligente Produktionsanlage wird zudem mit den Kassensystemen der Bäckereifilialen durch einen „Cloudbasierten virtuellen Backmeister" vernetzt, um die Brutto-Bedarfsmenge präziser einschätzen zu können und somit Überproduktionen zu verringern.
Förderinstitution: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung

„Pilotprojekt Schlosskreuzung“: Das Projekt verfolgt die Optimierung des Verkehrsflusses zur Senkung der Emissionen und Wartezeiten aller Verkehrsteilnehmer im Testgebiet Schlosskreuzung und Residenzstraße in Schloss Neuhaus. Dazu werden die Verkehrswege im Testgebiet und sämtliche Einflussfaktoren, wie das Straßennetz selbst, vorhandene Lichtsignalanlagen sowie deren Steuerungsprogramme und Sensoren mithilfe einer Verkehrssimulationssoftware abgebildet. Auf Basis dieses Modells und den daraus generierten Informationen sollen adaptive und optimale Steuerungsalgorithmen erarbeitet werden, die den Verkehrsfluss im Testgebiet nachhaltig verstetigen. Das Vorhaben versteht sich dabei selbst als Pilotprojekt, da die entwickelten Lösungsansätze auf vergleichbare Situationen andernorts übertragen werden können. Somit profitieren auch weitere Stadtgebiete Paderborns und andere Kommunen von den erzielten Ergebnissen.
Förderinstitution: Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

„Entwicklung hochdynamischer Prüfzylinder für Prüfstände (HoPPs)“: Im Rahmen des Vorhabens soll ein neuartiger hydraulischer Prüfzylinder mit selbsteinstellender Regelung entwickelt werden. Dabei liegt der Fokus auf der Dynamik des Zylinders, um einen Einsatz als Belastungseinheit in Lebensdauerprüfständen zu ermöglichen. Konventionelle Hydraulikzylinder besitzen hierfür eine zu geringe Bandbreite bzgl. der Wegregelung, weshalb die Referenzlasten mithilfe von iterativen Lernverfahren eingestellt werden müssen.  Dieses Vorgehen ist jedoch zeit- und kostenintensiv, darüber hinaus kann eine Vorschädigung bzw. Zerstörung des Prüfkörpers nicht ausgeschlossen werden. Daher besteht ein weiterer Handlungs- und Forschungsbedarf nach geregelten Prüfzylindern, die die Dynamik- und Genauigkeitsanforderungen moderner Prüfsysteme erfüllen können.
Förderinstitution: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

„Datengetriebene Methoden in der Regelungstechnik (DART)“: Ziel der Nachwuchsgruppe „Datengetriebene Methoden in der Regelungstechnik“ ist es, die synergetische Kombination modell- und datengetriebener Verfahren für regelungstechnische Aufgaben zu erforschen. Dazu werden modellgetriebene Verfahren mit maschinellem Lernen kombiniert, um hybride Methoden zu erhalten und die größtmögliche Performanz beim Regelungsentwurf zu erzielen. Die so entwickelten hybriden Entwurfsmethoden sollen an verschiedenen Demonstratoren zusammengeführt und evaluiert werden. Eine industrielle Verwertung der Ergebnisse ist ebenso durch den Wissenstransfer in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut Entwurfstechnik Mechatronik IEM geplant.
Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung

„Energieeffiziente experimentelle Schwingungsanalyse (ENEXAL)“: Ziel des Vorhabens ist die Validierung einer adaptiven Regelungsmethode in Verbindung mit dem Einsatz eines innovativen Koppelelements zur effizienten Analyse unbekannten nichtlinearen Schwingungsverhaltens mechanischer Strukturen. Moderne ressourcensparende Strukturen weisen durch Leichtbau, neue Materialien und effizientere Konstruktionen einen immer höheren Grad an nichtlinearem Verhalten auf. Diesem wird in der Prüfstandeinrichtung zur experimentellen Schwingungsanalyse bislang mit aufwendigen Iterationsschleifen Rechnung getragen. Mittels der neuen Methoden des ENEXAL-Projekts wird eine Soll-Anregekraft präzise und hochdynamisch eingeregelt, sodass sich eine verringerte Anzahl an Testdurchläufen ergibt. Hieraus resultiert eine signifikante Energieeinsparung sowie die Vermeidung von Vorschädigungen des Prüflings.
Förderinstitution: Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

„Sensormodelle und -simulation für robustes hochautomatisiertes Fahren (rosshaf)“: Ziel des Projekts ist die Robustheitssteigerung des hochautomatisierten Fahrens gegenüber Sensorausfällen oder -degradation beispielsweise aufgrund widriger Witterung. Dazu wird eine Simulationsumgebung entwickelt, in welcher physikalisch basierte Sensormodelle getestet und Maßnahmen zur Robustheitssteigerung simulativ erprobt werden können. Ein Schwerpunkt der Fachgruppe Regelungstechnik und Mechatronik liegt darin, den Einfluss von u.a. Regen, Nebel und Schnee auf Lidar- sowie Kamerasensoren zu untersuchen, welche für das automatisierte Fahren von besonderer Wichtigkeit sind. Die abgeleiteten Maßnahmen sollen in die Entwicklungsprozesse für autonome Fahrzeuge einfließen und so deren Einführung beschleunigen.
Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Preise/Auszeichnungen

„Faculty Best Paper Award 2020“ der Fakultät für Maschinenbau der Universität Paderborn: Auszeichnung für den Journalbeitrag mit dem Titel “Design and Objective Evaluation of Filter- and Optimization-based Motion Cueing Strategies for a Hybrid Kinematics Driving Simulator with 5 Degrees of Freedom“ an Patrick Biemelt

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler

Leiter Fraunhofer-Institut Entwurfstechnik Mechatronik IEM

Mitglied von acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

Kuratoriumsmitglied Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Wissenschaftlicher Beirat des IMMS (Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme)

Vorstandsmitglied des L-LAB (Forschungsinstitut für automobile Lichttechnik und Mechatronik)

Promotionen

Bertelsmeier, Fabian: „Produkttolerante Automation zellenbasierter Fertigungssysteme“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Gense, Alexander: „Mechatronischer Entwurf eines geregelten Federungssystems für mittelschwere gepanzerte Kettenfahrzeuge“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Kohlstedt, Andreas: „Modellbasierte Synthese einer hybriden Kraft-/Positionsregelung für einen Fahrzeugachsprüfstand mit hydraulischem Hexapod“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Lankeit, Christopher: „Systematik zur Evolution technischer Anforderungen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Lochbichler, Matthias: „Systematische Wahl einer Modellierungstiefe im Entwurfsprozess mechatronischer Systeme“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Olma, Simon: „Systemtheorie von Hardware-in-the-Loop-Simulationen mit Anwendung auf einem Fahrzeugachsprüfstand mit parallelkinematischem Lastsimulator“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler)

Referierte Publikationen

Wrede, B.; Horwath, I.; Schulte, C.: "Teaching the User: Co-construction Workshops to empower AI-users*“. Presented at the 1st Conference Workshop on Bots Against Bias at the 30th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN 2021)

Hanses, H.; Horwath, I.: "Project for the development of operational and demandoriented firefighting equipment“. Extended Abstracts: 37th Danubia Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics; Linz - Austria; September 2021

Horwath, I.; Kastein, M.; Dağlar-Sezer, N.: „Feuerwehren im Spiegel gesellschaftlicher Diversität“. Vielfältige Sicherheiten, Schriftenreihe SiFo Fachdialog Sicherheitsforschung des BMBF Deutschland, Band 20. LIT-Verlag, S. 107-131, 2021

Kastein, M.; Finke, J.; Horwath, I.: „Florian braucht Mehmet mehr als umgekehrt: Herausforderungen und Potenziale für Inklusion in der Freiwilligen Feuerwehr“. Voluntaris –Zeitschrift für Freiwilligendienste und zivilgesellschaftliches Engagement, Themenschwerpunkt Engagement nach der Flucht, Heft 1-2021, Jg. 9, 1/2021, Debatte & Dialog. S. 135-151, 2021

Kastein, M.; Horwath, I.; Finke, J.; Dağlar-Sezer, N.: „Ohne den Weißen Mann würden Leute wie Sie noch in Erdhöhlen wohnen – Die Markierung der Unmarkierten“. GENDER. Zeitschrift für Geschlecht, Kultur und Gesellschaft, Sonderheft Antifeministische Mobilisierungen: Erscheinungsformen, Erklärungsversuche und Gegenstrategien, GENDER Sonderheft 6 | 2021, S. 92–107, 2021

Kastein, M.: „Das schwankende Schiff der Männerpolitik: eine Metaphernanalyse [40 Absätze]“. Forum Qualitative Sozialforschung / Forum: Qualitative Social Research, 22(2), Art. 7, 2021

Hanses, H.; Akbuluk Irmak, E.F.; Horwath, I.: "Lightweight Rescue Scissor optimized for the demands of the Emergency Services to Rescue People After Traffic Accidents“. Accepted for presentation at the 37th Danubia-Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics (Postponed to 2021 due to COVID-19), 2020

Rohlfing, K. J.; Cimiano, P.; Scharlau, I.; Matzner, T.; Buhl, H. M.; Buschmeier, H.; Esposito, E.; Grimminger, A.; Hammer, B.; Häb-Umbach, R.; Horwath, I.; Hüllermeier, E.; Kern, F.; Kopp, S.; Thommes, K.; Ngonga Ngomo, A.-C.; Schulte, C.; Wachsmuth, H.; Wagner, P.; Wrede, B.: "Explanation as a social practice: Towards a conceptual framework to foster social design of AI systems“. IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 2020

Tolksdorf, N.; Siebert, S.; Zorn, S.; Horwath, I.; Rohlfing, K.: "Ethical Considerations of Applying Robots in Kindergarten Settings: Towards an Approach from a Macroperspective“. International Journal of Social Robotics, 2020

Nicht referierte Publikationen

Alemann, A. v.; Gruhlich, J.; Horwath, I.; Weber, L.: "A Plea to Reflect on the Entanglements of Gendered Work Patterns and Digital Technologies“. Gender a vyzkum / Gender and Research 21 (2): 3–12, 2020

Alemann, A. v.; Gruhlich, J.; Horwath, I.; Weber, L.: "International Perspectives about COVID-19, Digital Labour and Gender Work Pattern: A Collective Interview“. Gender a vyzkum / Gender and Research 21 (2): 86–102, 2020

Alemann, A. v.; Gruhlich, J.; Horwath, I.; Weber, L. Eds.: Gender a vyzkum / Gender and Research 21 (2), Special Issue Economy 4.0 – The Digitalization of Labour from a Gender Perspective, 2020

Kastein, M.: "Conference Report on the Digital Congress of the German Sociological Association: ‘Society under Pressure’“. Gender a vyzkum / Gender and Research 21 (2), Special Issue Economy 4.0 – The Digitalization of Labour from a Gender Perspective: 123-127, 2020

Habilitationen

Horwath, I.: Zwischenevaluation der W1Professur 2021 (Habilitationsäquivalent)

Aktuelle Forschungsprojekte

“Transregional Collaborative Research Centre TRR 318 "Constructing Explainability“: Der an den Universitäten Bielefeld und Paderborn neu eingerichtete Sonderforschungsbereich/Transregio „Constructing Explainability“ (TRR 318) beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie Transparenz von algorithmischen Entscheidungen, insbesondere durch Black-Box Verfahren der modernen Künstlichen Intelligenz, hergestellt werden kann. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG

„FORTESY – Organisation, Technik, Diversität: Neue Ansätze für Sicherheit, Effizienz und soziale Integration im Feuerwehrwesen“: Das Projekt untersucht jene organisationalen, technologischen und sozialen Faktoren, die innerhalb der Organisation Feuerwehr bedeutsam für den Erfolg heterogener Teams sind. Dabei soll speziell die Frage beantwortet werden, welche Rolle Technologien im Prozess fachlicher und sozialer Integration neuer Feuerwehrleute spielen, und wie Diversität Auswahl und Einsatz von Technologien beeinflusst. Förderinstitutionen: BMBF und VDI/VDE Innovation + Technik im Rahmen der Innovations- und Technikanalyse.

„ExtrA – Entwicklung simulationsgestützter Assistenten für die Extrusion“: Ziel des Projektes ist es, auf der Basis von Live-Computersimulationsmöglichkeiten sowie einer angekoppelten Expertendatenbank einen möglichst autarken Betrieb einer Extrusionslinie zu ermöglichen. Dazu werden auch die unterschiedlichen, für die Prozessoptimierung relevanten Expertisen und praktischen Erfahrungen mit inter- und transdisziplinären Forschungsmethoden erschlossen. Förderinstitution: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Leitmarkt für Informations- und Kommunikationswirtschaft.

„NRW-Forschungskolleg Leicht – Effizient – Mobil“: Die im Jahr 2018 erfolgreich beantragte zweite Förderphase des NRW-Forschungskollegs läuft vom 01.01.2019 bis 30.06.2022. Innerhalb verschiedener Forschungsschwerpunkte werden hybride Werkstoffe und Strukturen unter Berücksichtigung gesellschaftlicher Wechselwirkungen untersucht und entwickelt. Förderinstitution: Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen.

„HyOpt- Optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen“: Ziel des Projektes ist die Entwicklung von optimierungsgestützten CAE-Methoden und flexiblen Fertigungsprozessen zur Auslegung und Herstellung beanspruchungs- und umformungsgerechter Hybridwerkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Zu den Forschungsschwerpunkten zählen neben den Grundwerkstoffen auch entsprechende Oberflächeneigenschaften und Haftvermittlersysteme, ökologische Aspekte, Wirtschaftlichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz. Förderinstitution: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Leitmarkt für Neue Werkstoffe in NRW.

Messen/Tagungen/Seminare/ Vorträge

“Interface matters: from user configurations and self-explaining machines to situated action“, Vortrag auf dem Acitivity Afternoon des TRR 318, Universität Bielefeld und Universität Paderborn, Zoom, 15.Dezember 2021

“Teaching the User: Co-construction Workshops to empower AI-users*“, 1st Conference Workshop on Bots Against Bias at the 30th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN 2021), 08.-12.August 2021

„FORTESY: Zentrale Ergebnisse zu Diversität, Technik und Innovation“, ITAFORUM 2021 (BMBF), digital, 05.März 2021

„Dilemmata, Ambivalenzen, fehlende Legitimation?“ Gleichstellungsorientierte Männerpolitik. Eine Veranstaltung der Fachstelle für Gleichstellung der Stadt Zürich, 06.Februar 2020

„FORTESY: Sicherheit, Effizienz und soziale Integration im Feuerwehrwesen“, ITAFORUM 2020 (BMBF), Berlin 22.-23. Januar 2020     

„Antifeministische und rechtsradikale Angriffe auf kritische Forschung“, Vortrag auf dem Panel „Antifeminismus in Hochschule, Wissenschaft und Gesellschaft“ im Rahmen der 18. Arbeitstagung der „Konferenz der Einrichtungen für Frauen- und Geschlechterstudien im deutschsprachigen Raum“, TU Berlin , 29.-30.Januar 2020

„Diversität, Technik und Feuerwehrwesen: Migration und Ehrenamt im Spiegel deutscher Feuerwehren“, Regionalworkshop Feuerwehrforschung, HAIT Dresden e.V, 08.Januar 2020

Wissenschaftliche Kooperationen (nur extern)

CHEER Centre for Higher Education and Equity Research, University of Sussex, England

CIRQUALITY OWL

Energie Impuls OWL, Deutschland

Dr. Heike Felzmann, National University of Ireland, Irland

Prof. Dr. Peter Flach, University of Bristol, England

Fridays For Future, Deutschland

IANUS Simulation GmbH, Deutschland

Innozent OWL, Deutschland

Institut für Psychologie und Pädagogik, Abteilung Sozialpsychologie, Personalentwicklung und Erwachsenenbildung, Johannes Kepler Universität Linz, Österreich

ikuowl Institut für Kunststofftechnik, Deutschland

Kreis Lippe, Deutschland

Lippe zirkulär, Deutschland

Netzwerk Feuerwehrfrauen e.V., Deutschland

OBA Organización de Bomberos Americanos, Argentinien/Chile/Paraguay/Uruguay/Venezuela

SHS plus GmbH, Deutschland

Stadtbibliothek Paderborn, Deutschland

VDI Ostwestfalen-Lippe, Deutschland

Weber Hydraulik GmbH, Österreich

Prof. Dr.-Ing. Britta Wrede, Universität Bielefeld

Preise/Auszeichnungen

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Funktionen (nur extern)

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Referierte Publikationen

2020

Caylak, I; Penner, E.; Mahnken, R.: “Mean-field and full-field homogenization with polymorphic uncertain geometry and material parameters“. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering (2020)

2021

Henkes, A.; Caylak, I.; Mahnken, R.: “A deep learning driven uncertain full‐field homogenization method”. PAMM, e202000180, 2021

Westermann, H.; Mahnken, R.: “Constitutive modeling of dynamic recrystallization coupled to viscoplasticity”. PAMM, e202000186, 2021

Westermann, H.; Mahnken, R.: “On the thermodynamics of dynamic recrystallization for viscoplasticity at large strains”. WCCM-ECCOMAS, 2021

Mahnken, R.; Westermann, H.: “A non-equilibrium thermodynamic framework for viscoplasticity incorporating dynamic recrystallization at large strains”. International Journal of Plasticity, Volume 142, 102988, 2021

Penner, E.; Caylak, I.; Mahnken, R.: “An uncertainty model for the curing process of transversely fiber reinforced plastics”. PAMM, e202000178, 2021

Lenz, P.; Mahnken, R.: “A general framework for mean-field homogenization of multi-layered linear elastic composites subjected to thermal and curing induced strains”. International Journal of Solids and Structures, Volume 233, 111266, 2021

Lenz, P.; Mahnken, R.: “Damage simulation of thermo‐chemo‐elasto‐plastic fibre reinforced composites using mean‐field homogenization methods”. PAMM, e202000265, 2021

Lenz, P.; Mahnken, R.: “Integral-type non-local damage simulation of composites using mean-field homogenization methods”. PAMM, e202100081, 2021

Penner, E.: “Fuzzy and stochastic approach applied to rubber like materials”. Safety and Reliability Taylor & Francis, 1-19, 2020

Henkes, A.; Caylak, I.; Mahnken, M.: “A deep learning driven pseudospectral PCE based FFT homogenization algorithm for complex microstructures“. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering (2021)

Cheng, C.; Wang, Z.; Jin, Z.; Ju, X.; Schweizer, S.; Tröster, T.; Mahnken, R.: “Non-linear mean-field modelling of UD composite laminates accounting for average asymmetric plasticity of the matrix, debonding and progressive failure“. Composites Part B: Engineering 224 (2021)

Cheng, C.; Mahnken, R.: “A modified Zerilli–Armstrong model as the asymmetric visco-plastic part of a multi-mechanism model for cutting simulations“. Archive of Applied Mechanics (2021) 3869–3888

Drossel, W.-G.; Bobbert, M.; Böhme, M.; Dammann, C.; Dittes, A.; Gießmann, M.; Hühne, C.; Ihlemann, J.; Kießling, R.; Lampke, T.; Lenz, P.; Mahnken, R.; Meschut, G.; Müller, R.; Nier, M.; Prussak, R.; Riemer, M.; Sander, S.; Schaper, M.; Scharf, I.; Scholze, M.; Schwöbel, S.-D.; Sharafiev, S.; Sinapius, M.; Stefaniak, D.; Tröster, T.; Wagner, M. F.-X.; Wang, Z.; Zinn, C.: „Hybridprofile für Trag- und Crashstrukturen“. Intrinsische Hybridverbunde Für Leichtbautragstrukturen, Berlin, Heidelberg, 2021

Ju, X.; Mahnken, R.; Xu, L.; Liang, L.; Zhou, W.: “A nonuniform transformation field analysis for composites with strength difference effects in elastoplasticity“. International Journal of Solids and Structures (2021)

Henkes, A.; Wessels, H.; Mahnken, R.: “Physics informed neural networks for continuum micromechanics“. PAMM (2021)

Ju, X.; Mahnken, R.; Liang, L.; Xu, Y.: “Goal-oriented mesh adaptivity for inverse problems in linear micromorphic elasticity”. Computers & Structures (2021)

Referierte Publikationen

Linnemann, M.; Nikolaychuk, P.A.; Muñoz-Muñoz, Y.M.; Baumhögger, E.; Vrabec, J.: “Henry’s Law Constant of Noble Gases in Water, Methanol, Ethanol, and Isopropanol by Experiment and Molecular Simulation”. Journal of Chemical and Engineering Data 65, 1180-1188, 2020, DOI: 10.1021/acs.jced.9b00565

Javed, M.A.; Rüther, M.; Baumhögger, E.; Vrabec, J.: “Density and Thermodynamic Speed of Sound of Liquid Vinyl Chloride”. Journal of Chemical and Engineering Data 65(5), 2495–2504, 2020, DOI: 10.1021/acs.jced.9b01133

Sonnenrein, G.; Baumhögger, E.; Elsner, A.; Morbach, A.; Neukötter, M.; Paul, A.; Vrabec, J.: “Improving the performance of household refrigerating appliances through the integration of phase change materials in the context of the new global refrigerator standard IEC 62552:2015”. International Journal of Refrigeration 119, 448-456, 2020, DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2020.07.025

Entezari-Zarandi, A.; Azizi, D.; Nikolaychuk, P.A.; Larachi, F.; Pasquier, L.-C.: “Selective Recovery of Molybdenum over Rhenium from Molybdenite Flue Dust Leaching Solution Using PC88A Extractant”. Metals 10 (11), 1423, 2020, DOI: 10.3390/met10111423

Hueppe, C.; Geppert, J.; Stamminger, R.; Wagner, H.; Hoelscher, H.; Vrabec, J.; Paul, A.; Elsner, A.; Becker, W.; Gries, U.; Freiberger, A.: “Age-related efficiency loss of household refrigeration appliances: Development of an approach to measure the degradation of insulation properties”. Applied Thermal Engineering 173, 115113, 2020, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115113

Paul, A.; Baumhögger, E.; Elsner, A.; Moczarski, L.; Reineke, M.; Sonnenrein, G.; Hueppe, C.; Stamminger, R.; Hoelscher, H.; Wagner, H.; Gries, U.; Freiberger, A.; Becker, W.; Vrabec, J.: “Determining the heat flow through the cabinet walls of household refrigerating appliances”. International Journal of Refrigeration 121, 235-242, 2021, DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2020.10.007

Abbas, W.K.; Linnemann, M.; Baumhögger, E.; Vrabec, J.: “Experimental study of two cascaded organic Rankine cycles with varying working fluids”. Energy Conversion and Management 230, 113818, 2021, DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113818

Hueppe, C.; Geppert, J.; Moenninghoff-Juessen, J.; Wolff, L.; Stamminger, R.; Paul, A.; Elsner, A.; Vrabec, J.; Wagner, H.; Hoelscher, H.; Becker, W.; Gries, U.; Freiberger, A.: “Investigating the real life energy consumption of refrigeration appliances in Germany: Are present policies sufficient?”. Energy Policy Volume 155, 112275, 2021, DOI: 10.1016/j.enpol.2021.112275

Abbas, W.K.; Vrabec, J.: “Cascaded dual-loop organic Rankine cycle with alkanes and low global warming potential refrigerants as working fluids”. Energy Conversion and Management 249, 114843, 2021, DOI: 10.1016/j.enconman.2021.114843

Gao, K.; Köster, A.; Thol, M.; Wu, J.; Lemmon, E.W.: “Equations of State for the Thermodynamic Properties of n-Perfluorobutane, n-Perfluoropentane, and n-Perfluorohexane” Industrial & Engineering Chemistry Research, 2021, DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02969

Neumann, T.; Baumhögger, E.; Span, R.; Vrabec, J.; Thol, M.: “Thermodynamic Properties of Methyl Diethanolamine”. International Journal of Thermophysics, 2021, DOI: 10.1007/s10765-021-02933-7

Paul, A.; Baumhögger, E.; Elsner, A.; Reineke, M.; Hueppe, C.; Stamminger, R.; Hoelscher, H.; Wagner, H.; Gries, U.; Becker, W.; Vrabec, J.: “Impact of aging on the energy efficiency of household refrigerating appliances”. Applied Thermal Engineering, 2021, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117992

Claes, L.; Chatwell, R.S.; Baumhögger, E.; Hetkämper, T.; Zeipert, H.; Vrabec, J.; Henning, B.: “Measurement procedure for acoustic absorption and bulk viscosity of liquids”. Measurement, 109919, 2021, DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109919

Nicht referierte Publikationen

Claes, L.; Baumhögger, E.; Rüther, T.; Gierse, J.; Tröster, T.; Henning, B.: “Reduction of systematic measurement deviation in acoustic absorption measurement systems”. Fortschritte der Akustik - DAGA 2020, 1077-1080, 2020

Habilitationen

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Aktuelle Forschungsprojekte

„Alterungsmechanismen von Haushaltskältegeräten - Bestimmung des Degenerationsverhaltens und Konstruktion der Geräte“: Das primäre Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung der Alterungsmechanismen und die Entwicklung von geeigneten Gegenmaßnahmen. In der ersten Phase sollen zunächst die Alterungsmechanismen charakterisiert werden, die für die einzelnen Systemkomponenten unterschiedlich sind. Darauf aufbauend erfolgt in der zweiten Phase für die industrielle Verwertbarkeit die konkrete Entwicklung alterungsbeständiger Haushaltskältegeräte bis hin zur Umsetzung in Form von Demonstratoren. Förderinstitution: BMWI, 03ET1544A. (Verbundprojekt mit Prof. Dr. rer. nat. Rainer Stamminger, Universität Bonn, BSH Hausgeräte GmbH, BASF Polyurethanes GmbH und Secop GmbH).

„Energieeinsparung und Gebrauchstauglichkeit von Kühl- und Gefriergeräten“: Aufgrund von EU-Richtlinien werden die Anforderungen an die Energieeffizienz von Haushaltskühlgeräten weiter verschärft. Daraus ergibt sich für die Hersteller die Notwendigkeit, neu entwickelte Geräte von unabhängiger Stelle begutachten zu lassen. Auftraggeber: Unternehmen der europäischen Hausgeräteindustrie.

„Vergleich des Betriebsverhaltens von Kühl- und Gefriergeräten unter Norm- bzw. realitätsnahen Umgebungsbedingungen“: Die Hersteller von Haushaltskühlgeräten sind an Prüfmethoden interessiert, die möglichst schnell zu einem Ergebnis führen. Im Gegensatz dazu wünschen sich z.B. Verbraucherschutzorganisationen Verfahren, die das in der Realität vorkommende Benutzerverhalten möglichst genau abbilden. Im Rahmen der Normungstätigkeiten werden dazu Grundsatzuntersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, einen für alle Beteiligten akzeptablen Kompromiss zu finden und in zukünftige Normen einfließen zu lassen. Partner: Europäische Normungs- und Verbraucherorganisationen.

„It‘sOWL-Heatpipe“: Ziel ist es ein selbstregulierendes passiv arbeitendes Thermomanagementsystem für ein Elektrofahrzeug zu entwickeln, das sich situations- bzw. bedarfsgerecht auf sich verändernde Wärmeüberschüsse und -bedarfe einstellt, und Wärmeströme entsprechend lenkt und verteilt. Dieses Ziel soll zum einen mit Hilfe von sog. Loop Heat Pipes, die einen antriebslosen und selbstregulierenden Wärmetransport erlauben, und zum anderen über die Entwicklung passiv arbeitender Stell- und Steuerglieder erreicht werden. Anhand eines Demonstratorfahrzeugs soll die Effizienzsteigerung nachgewiesen werden, die mit einem solchen Thermomanagementsystem durch Wegfall von Kühlmittelpumpen und Nutzung von Verlustwärme erzielt werden kann. Förderinstitution: BMBF it’s OWL

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

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Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Dr.-Ing. J. Vrabec, Fachgebiet Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik, TU Berlin, Deutschland

Prof. Dr. H.-J. Bungartz, Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt wissenschaftliches Rechnen, TU München, Deutschland

Em. O. Univ. Prof. Dr. Johann Fischer, BOKU Wien, Österreich

Prof. Dr.-Ing. H. Hasse, Lehrstuhl für Thermodynamik, TU Kaiserslautern, Deutschland

Prof. Dr. Chieh-Ming Hsieh, National Central University, Jongli, Taiwan

Prof. Dr. Shiang-Tai Lin, National Taiwan University, Taipei, Taiwan

Prof. Dr.-Ing. R. Lustig, Cleveland State University, OH, USA

Prof. Dr. rer. nat. Dirk Reith, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. M. Resch, Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart, Deutschland

Prof. Dr. A. Walther, Institut für Mathematik, Universität Paderborn, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. Bernd Henning, Fachgebiet Elektrische Messtechnik, Universität Paderborn, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. R. Span, Lehrstuhl für Thermodynamik, Ruhr-Universität Bochum, Deutschland

Prof. Dr.-Ing. M. Wendland, BOKU Wien, Österreich

Prof. Dr.-Ing. C. Wolff, FH Dortmund, Deutschland

Prof. Dr. rer. nat. Rainer Stamminger, Institut für Landtechnik, Universität Bonn, Deutschland

BSH Hausgeräte GmbH, Giengen an der Brenz, Deutschland

BASF Polyurethanes GmbH, Lemförde, Deutschland

Nidec Global Appliance Germany GmbH, Flensburg, Deutschland

VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbH, Offenbach, Deutschland

Preise/Auszeichnungen

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Patente

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Funktionen

Elsner, A.:

Mitglied und stellvertretender Obmann des DKE-Ausschusses GUK 513.6 (Kühl- und Gefriergeräte)

Mitglied im Fachbeirat „Kühlgeräte (Continuous Testing)“ der Stiftung Warentest

Promotionen

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Referierte Publikationen

Sapli, H.; Heggemann, T.; Homberg, W.: “Combined Curing and Deep Drawing of Fiber Metal Laminates to Spherical Hybrid Components”. 4^th International Conference Hybrid Materials and Structures, Karlsruhe, 2020

Rostek, T.; Wiens, E.; Homberg, W.: “Joining with Versatile Friction-Spun Joint Connectors”. Procedia Manufacturing, Volume 47, pp. 395-399, 2020

Wiens, E.; Djakow, E.; Homberg, W.: “Some ideas for the further development of hydroforming process chains”. Nebu/Nehy 2020

Heggemann, T.; Sapli, H.; Homberg, W.: “Combined Curing and Deep Drawing of Fiber Metal Laminates”. Procedia Manufacturing, Volume 47, pp. 36-42, 2020

Rozo Vasquez, J.; Walther, F.; Arian, B.; Homberg, W.; Riepold, M.; Trächtler, A.: “Microstructural investigation on phase transformation during flow forming of the metastable austenite AISI 304”. Sonderbände der Praktischen Metallographie-Tagung – Fortschritte in der Metallographie, Volume 54, pp. 75-81, 2020

Wischer, C.; Steinfelder, C.; Homberg, W.; Brosius, A.: “Joining with Friction Spun Joint Connectors ‑ Manufacturing and Analysis”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021

Wischer, C.; Wiens, E.; Homberg, W.; Brosius, A.: “Joining with versatile joining elements formed by friction spinning”. Journal of Advanced Joining Processes, Volume 3, 2021

Wischer, C.; Homberg, W.: “A contribution on versatile process chains: joining with adaptive joining elements, formed by friction spinning”. Production Engineering, Volume 16, pp. 379-388, 2021

Wiens, E.; Homberg, W.; Arian, B.; Möhring, K.; Walther, F.: “Forming of Parts with Locally Defined Mechanical and Ferromagnetic Properties by Flow-Forming”. The 13^th International Conference on the Technology of Plasticity (ICTP 2021), Forming the Future, pp. 1913-1924, 2021

Rozo Vasquez, J.; Walther, F.; Arian, B.; Homberg, W.; Riepold, M.; Trächtler, A.: “Magnetic Barkhausen noise analysis for microstructural effects separation during flow forming of metastable austenite 304L”. Proceedings of the 11^th International Workshop NDT in Progress, 2021

Bader, F.; Bathelt, L.; Djakow, E.; Homberg, W.; Henke, C.; Trächtler, A.: “Self-optimized, Intelligent Open-Loop-Controlled Steel Strip Straightening Machine for Advanced Formability”. Forming the Future, pp. 3-11, 2021

Dahms, F; Homberg, W.: “Investigations and Improvements in 3D-DIC Optical Residual Stress Analysis – A New Temperature Compensation Method”. Forming the Future, pp. 2249-2259, 2021

Wiens, E.; Wischer, C; Homberg, W.: “Development of a novel adaptive joining technology employing Friction-Spun Joint Connectors (FSJC)”. 24^th International Conference on Material Forming (ESAFORM 2021), 2021

Riepold, M.; Arian, B.; Rozo Vasquez, J.; Homberg, W.; Walther, F.; Trächtler, A.: “Model approaches for closed-loop property control for flow forming”. Advances in Industrial and Manufacturing Engineering, Volume 3, 2021

Arian, B.; Homberg, W.; Riepold, M.; Trächtler, A.; Rozo Vasquez, J.; Walther, F.: “Forming of metastable austenitic stainless steel tubes with axially graded martensite content by flow-forming”. 24^th International Conference on Material Forming (ESAFORM 2021), 2021

Borgert, T.; Homberg, W.: “Friction-Induced Recycling Process for User-Specific Semi-Finished Product Production”. Metals, Volume 11, article no. 663, 2021

Bader, F.; Bathelt, L.; Djakow, E.; Homberg, W.; Henke, C.; Trächtler, A.: “Innovative Measurement Of Stress Superposed Steel Strip For Straightening Machines”. 24^th International Conference on Material Forming (ESAFORM 2021), 2021

Rostek, T.; Makeieva, H.; Homberg, W.: “Cutting Blades for Food Processing Applications Manufactured Using Innovative Spin Forming”. The 13^th International Conference on the Technology of Plasticity (ICTP 2021), Forming the Future, pp. 2115-2125, 2021

Voswinkel, D.; Sapli, H.; Kloidt, D.; Heggemann, T.; Homberg, W.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Improving the Accuracy of Deep Drawn Fiber-Metal Laminate Parts by Preliminary Surface Treatment”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021

Heggemann, T.; Sapli, H.; Homberg, W.: “Experimental and Numerical Investigations into the Influence of the Process Parameters During the Deep Drawing of Fiber Metal Laminates”. The 13^th International Conference on the Technology of Plasticity (ICTP 2021), Forming the Future, pp. 2649-2659, 2021

Aktuelle Forschungsprojekte

„C03 - Adaptive Fertigung von Hilfsfügeteilen als Grundlage für wandlungsfähige Fügeprozesse mit Hilfsfügeteil“: Im Forschungsprojekt zum form- und kraftschlüssigen Fügen mit adaptiert hergestellten Hilfsfügeteilen wird ein neuer Ansatz zum umformtechnischen Fügen von Werkstoffen unter Einsatz von Hilfsfügeteilen untersucht. Die zentrale Forschungsidee ist die individuelle inline Anpassung bzw. Ausführung der Hilfsfügeteile im Prozess in Kombination mit einer entsprechend angepassten Prozessführung beim Fügen, so dass der Prozess sich individuell mit jeder Fügestelle wandeln kann. Fördereinrichtung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Leicht-Effizient-Mobil“: Das Forschungskolleg verfolgt einen neuen Ansatz zur Erforschung hybrider Werkstoffsysteme durch eine Kombination von inter- und transdisziplinärer Forschung. Dieser Ansatz setzt auf die gezielte Nutzung der Expertise von Wissenschaftlern/-innen unterschiedlicher Fachrichtungen, die die gesellschaftlichen Herausforderungen disziplinübergreifend untersuchen und lösen. Der Lehrstuhl für Umformende und Spanende Fertigungstechnik arbeitet an einem Verfahren zur Verwertung von recycelten metallischen Werkstoffen. Fördereinrichtung: Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen

„SuperSharp: Technologiebaukasten für die Herstellung von Industriemessern“: Das Ziel des Forschungsprojekts „SuperSharp“ stellt die Erforschung einer Herstellungstechnologie von Messern für die Lebensmittelindustrie dar. Dabei wird das inkrementelle Drückwalzverfahren in Verbindung mit einer neuen Werkstofftechnologie eingesetzt. Das Drückwalzverfahren ermöglicht eine exzellente Form- sowie Maßgenauigkeit und gleichzeitig eine hohe Oberflächenqualität. Fördereinrichtung: Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen

„Reib-Drücken mit Beschichtungen: Herstellung und Applikation von gradierten Schichtgefügestrukturen für den Prozess des Reib-Drückens unter Einsatz von PVD- und thermischen Spritzverfahren“. Das Ziel dieses Projekts ist es, durch spezielle Mehrlagenschichtsysteme bestehend aus PVD- und thermisch gespritzten Schichten, definiert Einfluss auf die Werkstückqualitäten, Temperatureinbringung und daraus folglich auf die Werkstückeigenschaften im Reib-Drückprozess zu nehmen. Die neu entwickelten Schichtsysteme sollen auf speziell entwickelten Werkzeugsystemen im Reib-Drückprozess eingesetzt werden und daraus angepasste Umform-/Prozessführungsstrategien zur Optimierung der Prozessergebnisse entwickelt werden. Durch die Entwicklung kombinierter Schichtsysteme, bestehend aus einer PVD- und thermisch gespritzten Schicht, sollen die Werkzeuge gleichzeitig vor den hohen mechanischen als auch thermischen Belastungen während des Umformprozesses geschützt werden. Fördereinrichtung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Definierte Eigenspannungs-Einstellung beim reibungsunterstützten Drücken und Drückwalzen“: Ziel des Vorhabens ist die Erweiterung des Reibdrückens auf Basis von grundlegenden Untersuchungen im Hinblick auf die Herstellung von Hochleistungsbauteilen, wie z.B. leichten Wellen und Bolzen für die Luft- und Raumfahrttechnik mit definierten Eigenspannungszuständen. Die so erzeugten lokal angepassten Eigenspannungsverteilungen sollen eine Verbesserung der Bauteilqualität bzw.-funktionalität bewirken, indem beispielsweise das Versagen verzögert oder aber definiert herbeigeführt werden kann. Fördereinrichtung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Eigenschaftsorientierte Regelung von Verfestigungs- und Phasenumwandlungsprozessen beim Drücken und Drückwalzen metastabiler Austenite“: Verfestigungen und Phasenumwandlungen im Werkstoff (Martensitbildung) sind typisch für das Drücken und Drückwalzen, hierbei werden aus Ronden oder Hohlprofilen in der Regel rotationssymmetrische Werkstücke mit unterschiedlichen Mantellinien- und Wanddickenkonturen hergestellt. Bislang ist es nicht möglich diese verformungsinduzierte Phasenumwandlung zu detektieren oder bewusst zu steuern, was den Prozess hochgradig anspruchsvoll macht. Eine neuentwickelte Eigenschaftsregelung mit detaillierten Werkstoff- und Prozessmodellen soll ermöglichen, dass neben der Geometrie zusätzlich die Materialeigenschaften bereits während der Umformung gezielt eingestellt werden können. Fördereinrichtung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Inkrementelle Hochgeschwindigkeitsumformverfahren“: Das Forschungsprojekt hat die Erweiterung der stoßstrombasierten Hochgeschwindigkeitsverfahren elektromagnetische Umformung (EMU) und elektrohydraulische Umformung (EHU) um einen inkrementellen Ansatz zur Fertigung flächiger Bauteile zum Ziel. Diese Kombination innovativer flexibler Blechumformverfahren zeichnet sich durch die geringe Bindung der Werkzeuge an die Fertigungsaufgabe und erweiterte Formgebungsgrenzen bei Raumtemperatur durch spezielle Umformbedingungen aus. Damit bietet die Entwicklung inkrementeller Hochgeschwindigkeitsumformverfahren besonderes Potential zur wirtschaftlichen Fertigung komplexer Blechbauteile mit hoher Variantenvielfalt in kleinen Stückzahlen. Fördereinrichtung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„QDL -  Heterogenität als Chance: Weichen stellen in entscheidenden Phasen des Student-Life-Cycles“: Mit dem Programm "Heterogenität als Chance" stellt sich die Universität Paderborn den sich wandelnden bildungsbiographischen Voraussetzungen und damit verbunden den immer heterogeneren individuellen Fähigkeiten, Fertigkeiten, Einstellungen und Motivlagen der Studierenden. Die Universität Paderborn begreift diese Heterogenität als eine Chance und eine ständige Herausforderung zur nachhaltigen Verbesserung der Qualität von Studium und Lehre. Fördereinrichtung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Einricht-Assistenzsystem für Richtapparate“: Die Erschließung neuer Märkte durch die Erweiterung der Anwendbarkeit von Flachdrahterzeugnissen adressiert die Notwendigkeit einer Erhöhung des verbleibenden Umformvermögens hochfester Stahlhalbzeuge. Die Reduzierung der für das bestimmte Richtergebnis erforderlichen Formänderung mittels intelligenter selbstkorrigierender Richtapparate stellt einen vielversprechenden Lösungsansatz dar. Eine Selbstkorrektur minimiert dabei die Belastung des Stahlhalbzeugs während des Richtens, sodass „bedarfsgerecht“ die lokal im Flachdraht vorhandenen Eigenspannungen kompensiert werden. Fördereinrichtung: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA)

Wissenschaftliche Kooperationen

AGU Arbeitsgemeinschaft Umformtechnik

I2FG International Impuls Forming Group

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg

Mitglied in der Arbeitsgemeinschaft Umformtechnik (AGU)

Mitglied des geschäftsführenden Vorstandes der International Impulse Forming Group (I2FG)

Promotionen

Wiens, Eugen: „Innendrückwalzen – Ein innovatives Umformverfahren zur inkrementellen Formgebung von wanddickenkonturierten Rohren mit lokal einstellbaren mechanischen Eigenschaften“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg)

Referierte Publikationen

Reitz, A.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Phase transformation characterization by means of high temperature digital image correlation for graded thermo-mechanical processing of steel sheet parts“. Characterization of Minerals, Metals, and Materials 2020, S. 69-79, TMS, Springer, 2020

Grydin, O.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.: “Influence of nozzle shape on near-surface segregation formation during twin-roll casting of aluminum strips“. Light Metals 2020, S. 1039-1044, TMS, Springer, 2020

Bondarenko, S.; Grydin, O.; Frolov, Y.; Kuzmina, O.; Bobukh, O.: “Cold rolling of pre-profiled strips from aluminum alloy EN AW-1050”. Modern Problems of Metallurgy – Scientific Bulletin, Volume 23, S. 91-101, 2020

Grydin, O.; Matzelt, M.; Andreiev, A.; Frolov, Y.; Schaper, M.: “Influence of microstructure in near-surface areas of feedstocks on the bond strength of roll bonded aluminum clads“. Advanced Engineering Materials, Volume 22, 2000130, 2020

Andreiev, A.; Hoyer, K.-P.; Grydin, O.; Frolov, Y.; Schaper, M.: “Degradable silver-based alloys”. Materialwissenschaft & Werkstofftechnik, Volume 51, S. 517-530, 2020

Tillmann, W.; Lopes Dias, N.F.; Stangier, D.; Hagen, L.; Schaper, M.; Hengsbach, F.; Hoyer, K.-P.: “Tribo-mechanical properties and adhesion behavior of DLC coatings sputtered onto 36NiCrMo16 produced by selective laser melting“. Surface & Coatings Technology, Volume 394, 125748, 2020

Grydin, O.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.; Belejová, S.; Králík, R.; Bajtošová, L.; Křivská, B.; Hájek, M.; Cieslar, M.: “New twin-roll cast Al-Li based alloys for high-strength applications”. Metals, Volume 10, 943, 2020

Wu, H.; Bill, T.; Teng, Z.J.; Pramanik, S.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.; Starke, P.: “Characterization of the fatigue behaviour for SAE 1045 steel without and with load-free sequences based on non-destructive, X-ray diffraction and transmission electron microscopic investigations“. Materials Science & Engineering A, Volume 794, 139597, 2020

Stolbchenko, M.; Frolov, Y.; Makeieva, H.; Grydin, O.; Tershakovec, M.; Schaper, M.: “The mechanical properties of rolled wire-reinforced aluminum composites at different strain values”. Mechanics of Advanced Materials and Structures, Volume 27, S. 1599-1608, 2020

Stolbchenko, M.; Makeieva, H.; Grydin, O.; Frolov, Y.; Schaper, M.: “Strain parameters at hot rolling of aluminum strips reinforced with steel netting”. Journal of Sandwich Structures and Materials, Volume 22, S. 1999-2029, 2020

Tillmann, W.; Hagen, L.; Schaak, C.; Liß, J.; Schaper, M.; Hoyer, K.-P.; Aydinöz, M. E.; Garthe, K.-U.: “Adhesion of HVOF-Sprayed WC-Co Coatings on 316L Substrates Processed by SLM“. Journal of Thermal Spray Technology, Volume 29, S. 1396-1409, 2020

Frolov, Y.; Haranich, Y.; Bobukh, O.; Remez, O.; Voswinkel, D.; Grydin, O.: “Deformation of expanded steel mesh inlay inside aluminum matrix during the roll bonding“. Journal of Manufacturing Processes, Volume 58, S. 857-867, 2020

Reitz, A.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Characterization of phase transformations during graded thermo-mechanical processing of press-hardening sheet steel 22MnB5“. Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 51, S. 5628-5638, 2020

Tillmann, W.; Hagen, L.; Garthe, K.U.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Effect of substrate pre-treatment on the low cycle”. Materialwissenschaft & Werkstofftechnik, Volume 51, S. 1-14, 2020

Křivská, B.; Šlapáková, M.; Grydin, O.; Cieslar, M.: “Aluminum-steel clad material prepared by twin-roll casting”. Proceedings of conference Metal 2020, S. 989-993, 2020

Bondarenko, S.; Grydin, O.; Oginskiy, Y.; Kuzmina, O.; Frolov, Y.: “Device for twin-roll casting of strips with profiled cross-section”. Theory and Praxis of Metallurgy, Volume 1, S. 44-50, 2020

Krivská, B.; Šlapáková, M.; Kihoulou, M.; Králík, R.; Bajtošová, L.; Cieslar, M.; Grydin, O.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.: “Interdiffusion in aluminum-steel clad strip”. Proceedings of the 20th Conference of Czech and Slovak Physicists, S. 153-154, 2020

Ahlers, D.; Koppa, P.; Hengsbach, F.; Glotter, P.; Altmann, A.; Schaper, M.; Tröster, T.: “Increasing process speed in the laser melting process of Ti6Al4V and the reduction of pores during hot isostatic pressing“. Proceedings of the 28th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, S. 1506-1515, 2020

Engelkemeier, K.; Lindner, J. K. N.; Bürger, J.; Vaupel, K.; Hartmann, M.; Tiemann, M.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Nano-architectural complexity of zinc oxide nanowall hollow microspheres and their structural properties“. Nanotechnology, Volume 31, 92020, 2020

Voswinkel, D.; Kloidt, D.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Time efficient laser modification of steel surface for advanced bonding in hybrid materials“. Production Engineering, Volume 15, S. 263-270, 2021

Krüger, J. T.; Hoyer, K.-P.; Filor, V.; Pramanik, S.; Kietzmann, M.; Meißner, J.; Schaper, M.: “Novel AgCa and AgCaLa alloys for Fe-based bioresorbable implants with adapted degradation“. Journal of Alloys and Compounds, Volume 571, 159544, 2021

Andreiev, A.; Hoyer, K.-P.; Dula, D.; Hengsbach, F.; Haase, M.; Gierse, J.; Zimmer, D.; Tröster, T.; Schaper, M.: “Soft-magnetic behavior of laser beam melted FeSi3 alloy with graded cross-section“. Journal of Materials Processing Technology, Volume 296, 117183, 2021

Engelkemeier, K.; Sun, A.; Voswinkel, D.; Grydin, O.; Schaper, M.; Bremser, W.: “Zinc anodizing: structural diversity of anodic oxide layers controlled by the type of electrolyte“. ChemElectroChem, Volume 8, P. 2155-2168, 2021

Reitz, A.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Characterization of phase transformations during graded thermo-mechanical treatment of steel 22MnB5 by means of optical methods”. Proceedings of the MEFORM 2021: Materials Data for Smart Forming Technologies, S. 17-19, 2021

Pramanik, S.; Tasche, L.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Investigating the microstructure of an additively manufactured FeCo alloy: an electron microscopy study”. Additive Manufacturing, Volume 46, 102087, 2021

Tillmann, W.; Lopes Dias, N. F.; Franke, C.; Kokalj, D.; Stangier, D.; Filor, V.; Mateus-Vargas, R. H.; Oltmanns, H.; Kietzmann, M.; Meißner, J.; Hein, M.; Pramanik, S.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.; Nienhaus, A.; Thomann, C. A.; Debus, J.: “Tribo-mechanical properties and biocompatibility of Ag-containing amorphous car-bon films deposited onto Ti6Al4V“. Surface and Coatings Technology, Volume 421, 127384, 2021

Neuser, M.; Kappe, F.; Busch, M.; Grydin, O.; Bobbert, M.; Schaper, M.; Meschut, G.; Hausotte, T.: “Joining suitability of cast aluminium for self-piercing riveting“. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 1157, 012005, 2021

Andreiev, A.; Hoyer, K.-P.; Dula, D.; Hengsbach, F.; Grydin, O.; Frolov, Y.; Schaper, M.: “Laser beam melting of functionally graded materials with application-adapted tailoring of magnetic and mechanical performance”. Materials Science & Engineering A, Volume 822, 141662, 2021

Hein, M.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Additively processed TiAl6Nb7 alloy for biomedical applications“. Materialwissenschaft & Werkstofftechnik, Volume 52, S. 703-716, 2021

Neuser, M.; Grydin, O.; Andreiev, A.; Schaper, M.: “Effect of solidification rates at sand casting on the mechanical joinability of a cast aluminium alloy”. Metals, Volume 11, 1304, 2021

Pramanik, S.; Andreiev, A.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Quasi in-situ analysis of fracture path during cyclic loading of double-edged U notched additively manufactured FeCo alloy”. International Journal of Fatigue, Volume 153, 106498, 2021

Pramanik, S.; Tasche, L.; Hoyer, K.-P.; Schaper, M.: “Correlation between Taylor model prediction and transmission electron microscopy-based microstructural investigations of quasi-in situ tensile deformation of additively manufactured FeCo alloy“. Journal of Materials Engineering and Performance, Volume 30, S. 8048-8056, 2021

Krivská, B.; Šlapáková, M.; Králík, R.; Bajtošová, L.; Cieslar, M.; Stolbchenko, M.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Resistivity and formation of intermetallic layer in aluminum-steel clad strip”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 1178, 012035, 2021

Voswinkel, D.; Sapli, H.; Kloidt, D.; Heggemann, T.; Homberg, W.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Improving the accuracy of deep drawn fiber-metal laminate parts by preliminary surface treatment“. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 1190, 012028, 2021

Křivská, B.; Šlapáková, M.; Minárik, P.; Fekete, K.; Králík, R.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.; Grydin, O.: “In-situ TEM observation of intermetallic phase growth in Al-steel clad sheet”. AIP Conference Proceedings, Volume 2411, 030005, 2021

Heiland, S.; Milkereit, B.; Hoyer, K.-P.; Zhuravlev, E.; Keßler, O.; Schaper. M.: “Requirements for Processing High-Strength AlZnMgCu Alloys with PBF-LB/M to Achieve Crack-Free and Dense Parts“. Materials, Volume 14, 7190, 2021

Cieslar, M.; Králík, R.; Bajtošová, L.; Křivská, B.; Hájek, M.; Belejová, S.; Grydin, O.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.: “High temperature annealing of twin-roll cast Al-Li-based alloy studied by in-situ SEM and STEM”. Microscopy and Microanalysis, Volume 27, S. 79-80, 2021

Křivská, B.; Šlapáková, M.; Minárik, P.; Fekete, K.; Králík, R.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.; Grydin, O.: “Intermetallic phase growth in Al-steel clad strip during in-situ heating in TEM”. Microscopy and Microanalysis, Volume 27, S. 91-92, 2021

Westermann, H.; Reitz, A.; Mahnken, R.; Grydin, O.; Schaper, M.: “Constitutive modeling of viscoplasticity including phase transformations for graded thermo-mechanical processing“. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, Volume 21, e202100041, 2021

Křivská, B.; Šlapáková, M.; Veselý, J.; Kihoulou, M.; Fekete, K.; Minárik, P.; Králík, R.; Grydin, O.; Stolbchenko, M.; Schaper, M.: “Intermetallic phases identification and diffusion simulation in twin-roll cast Al-Fe clad sheet”. Materials, Volume 14, 7771, 2021

Zhuravlev, E.; Milkereit, B.; Yang, B.; Heiland, S.; Vieth P.; Voigt, M.; Schaper, M.; Grundmeier, G.; Schick, C.; Kessler, O.: “Assessment of AlZnMgCu alloy powder modification for crack-free laser powder bed fusion by differential fast scanning calorimetry“. Materials & Design, Volume 204, 109677, 2021

Nichtreferierte Publikationen

Weiß, D.; Schramm, B.; Neuser, M.; Grydin, O.; Kullmer, G.: „Experimentelle bruchmechanische Untersuchung eines clinchgeeigneten Bleches aus HCT590X mithilfe einer neuen Probengeometrie“. DVM-Bericht, Volume 253, S. 231-240, 2021

Triebus, M.; Reitz, A.; Grydin, O.; Grenz, J.; Schneidt, A, Erhardt, R.; Tröster, T.; Schaper, M.: “Forming simulation of tailored press hardened parts“. Proceedings of the 13th European LS-Dyna Conference, S. 1-10, 2021

Aktuelle Forschungsprojekte

„Untersuchung der Auswirkung von Eigenspannungen und Rauheit additiv gefertigter Bauteile auf die Beschichtbarkeit und Ermüdungsfestigkeit des Verbundsystems“ (in Kooperation mit Prof. Dr. W. Tillmann, TU Dortmund): Um die Leistungsfähigkeit von konventionell hergestellten Komponenten zu erreichen, müssen additiv gefertigte Komponenten mindestens dieselben Anforderungen erfüllen. Dazu gehört unter anderem die Möglichkeit, Oberflächen durch Beschichtungen funktionalisieren zu können und eine hinreichende Ermüdungsfestigkeit des Gesamtsystems „Komponente-Beschichtung“. Im Gegensatz zu bisherigen Forschungsarbeiten aus dem Bereich der Beschichtungstechnik wird nicht der Beschichtungsprozess oder ein neues Schichtsystem im Fokus betrachtet, sondern ein junges und innovatives Herstellungsverfahren für die verwendeten Substrate. Somit werden Grundlagenuntersuchungen benötigt, die aufklären, welche neuen Herausforderungen durch die additive Fertigung, speziell mit metallischen Pulvern, für nachgeschaltete Beschichtungsprozesse entstehen. Es werden daher die Auswirkungen von Eigenspannungen und Oberflächenrauheit, als bekannte Restriktionen des Selective Laser Melting (SLM) Prozesses, auf die Beschichtbarkeit grundlegend untersucht und die dynamische Festigkeit des Gesamtsystems betrachtet. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Gezielte Einstellungen von martensitisch-bainitischem Mischgefüge und Mikrostrukturgradierungen für das Presshärten: Experimente und Simulation“ (in Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. R. Mahnken, LTM, Uni Paderborn): Sicherheitsrelevante Komponenten in Automobilkarosserien erfordern Werkstoffe mit besonderen Eigenschaften, welche eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und zugleich ausreichend Restverformbarkeit aufweisen müssen. Durch gezielte Einstellung eines Mischgefüges und einer Werkstoffgradierung in Bauteilen kann ein Material mit diesen Eigenschaften hergestellt werden. Als Beispiel eines gekoppelten Prozesses wird im Zuge des Forschungsvorhabens das direkte Presshärten des höchstfesten mangan- und borhaltigen Stahles 22MnB5 untersucht. Das Ziel des Projektes liegt in der simulationsgestützten Bestimmung der Zusammenhänge zwischen den Prozessgrößen der thermo-mechanischen Werkstoffbearbeitung und dem resultierenden Mischgefüge bzw. der gradierten Mikrostruktur des Materials, sowie seinen mechanischen Eigenschaften. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

“Surface Inoculation of Aluminium Powders for Additive Manufacturing guided by Differential Fast Scanning Calorimetry“ (in Kooperation mit Prof. Dr. Guido Grundmeier, Universität Paderborn sowie Dr. Evgeny Zhuravlev und Prof. Dr. Olaf Keßler, beide Universität Rostock): Eine Vielzahl an Werkstoffen gilt als schwer bis nicht schweißbar und kommt dementsprechend nicht für die Verarbeitung mit additiven Fertigungsverfahren in Betracht. In diesem Projekt, das im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2122 durchgeführt wird, liegt der Fokus auf der Aluminiumlegierung EN AW-7075, welche bei Prozessen mit schnell stattfindenden Aufschmelz- und Erstarrungsvorgängen zu Heißrissen und hoher Porosität neigt. Ziel des Projektes ist, Werkstoffeigenschaften unter Zugabe von Nanopartikel dahingehend zu beeinflussen, dass die Verarbeitung mittels Laserstrahlschmelzen (LBM) ermöglicht wird und insbesondere durch das Auftreten von Kornfeinung ein positiver Einfluss hinsichtlich der Riss- und Porositätsempfindlichkeit von EN AW-7075 resultiert. Um die für einen stabilen Fertigungsprozess benötigten Prozessfaktoren zu identifizieren, wird der Schmelz- und Erstarrungsvorgang durch den Einsatz der Differential Fast Scanning Calorimetry (DFSC) untersucht. Hierdurch gewonnene Ergebnisse sollen ebenso helfen, ein weiterführendes Verständnis des Werkstoffverhaltens während des additiven Fertigungsprozesses zu erlangen. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Additive Fertigung im Elektromaschinenbau: Erforschung von Potentialen der additiven Fertigung in Rotoren permanenterregter Synchronmaschinen“ (in Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. D. Zimmer, Universität Paderborn, und Prof. Dr. B. Ponick, Leibniz Universität Hannover). Das primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Potentiale der additiven Fertigungsverfahren im Elektromaschinenbau, speziell in Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen, systematisch zu untersuchen. Die bestehenden Gestaltungs- und Konstruktionsschemata von Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen sollen durch die Nutzung der additiven Fertigungsverfahren erweitert werden. Dazu sind Konstruktionsrichtlinien für die Verarbeitung weichmagnetischer Werkstoffe notwendig. Parallel werden die oben genannten Funktionen, die rotorseitige Schrägung und die Strukturierung der Rotoroberfläche sowie deren Anbindung an die drehmomentübertragende Struktur, in additiv gefertigten Demonstratoren umgesetzt und die erarbeiteten Berechnungsmodelle validiert. Zunächst soll ein geeignetes Material (FeSi, FeCo) identifiziert und untersucht werden. Dem schließt sich die Ermittlung der mechanischen Eigenschaften (Härte, statische Festigkeit, hohe, Torsionswechselfestigkeit bei variierendem Leichtbaugrad und entsprechend verändertem Massenträgheitsmoment) sowie der magnetischen Eigenschaften (relative Permeabilität, Koerzitivfeldstärke, Sättigungsflussdichte) an. Durch eine nachgeschaltete Wärmebehandlung sollen bei den erforschten Legierungssystemen die Materialeigenschaften hinsichtlich der Betriebsbelastung optimiert werden. Es werden funktions- und fertigungsgerechte Rotordesigns erstellt, die den Mehrwert der additiven Fertigung von PMSM-Rotoren bestmöglich abbilden. Dazu soll zuerst eine Schrägung oder Staffelung bei axial geraden Magnettaschen realisiert werden. Aufbauend darauf entsteht ein fertigungsgerechtes Rotordesign, das durch gezielte dreidimensionale konstruktive Strukturierung der Rotoroberfläche Wirbelstromeffekte unterdrücken soll. Die so entstehenden Motordemonstratoren werden zur Identifikation der Motorkennwerte und der Torsionswechselfestigkeit ausführlich untersucht, um die Eigenschaften, die sich durch die additiv gefertigten Komponenten im Vergleich zu konventionell gefertigten Motoren ergeben, bewerten und quantitativ belegen zu können. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Endkonturnahe Beschichtung additiv gefertigter Komponenten mit biokompatiblen Eigenschaften“ (in Kooperation mit Dr. J. Meißner, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und Prof. Dr. W. Tillmann, Technische Universität Dortmund): Das Ziel des Projektes ist es, durch die Verwendung von unschädlichen, beschichteten Titanlegierungen die Biokompatibilität für die Verwendung als Implantat im menschlichen Körper zu erhöhen und gleichzeitig die erforderlichen mechanischen und korrosiven Eigenschaften zu gewährleisten. Für die Nutzung als individuell angepasste, permanent im menschlichen Körper verbleibende Implantate werden die beiden Titanlegierung TiAl6Nb7 und TiNb24Zr4Sn8 additiv mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen verarbeitet und untersucht. Die Einflüsse der additiven Fertigung sowie von verschiedenen, teilweise multilagigen oder gradierten, PVD-Beschichtungen auf die biokompatiblen, korrosiven und mechanischen (quasi-statische und dynamische) Eigenschaften werden analysiert, bewertet und hinsichtlich der Verwendung im menschlichen Körper optimiert. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Entwicklung und Charakterisierung bioresorbierbarer FeMnAg-Werkstoffe für den SLM-Prozess“ (in Kooperation mit Prof. Dr. M. Kietzmann, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und Prof. Dr. G. Grundmeier, Universität Paderborn): Werkstoffe mit angepassten Eigenschaften hinsichtlich Degradationsverhalten und Biokompatibilität sind Voraussetzung für eine Reduktion der Patientenbelastungen mittels bioresorbierbarer Implantate. Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Charakterisierung konventionell nicht mischbarer FeMnAg-Legierungen und deren Qualifizierung für das Laserstrahlschmelzen. Durch angepasste Silberphasen soll eine gezielte anodische Auflösung der FeMn-Matrix ermöglicht werden, wobei eine degradierbare, im Rahmen des Projektes zu entwickelnde, Silberlegierung verwendet wird, um einen Abbau der verbleibenden Silberpartikel durch Phagozytose zu ermöglichen. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten“: Das Ziel des Sonderforschungsbereiches TRR 285 ist die Erforschung von Methoden zur sicheren Prognose und Auslegung der Fügbarkeit am Beispiel des Clinch‑ und Halbstanznietprozesses in Leichtbaustrukturen unter Realisierung der Wandlungsfähigkeit in den Bereichen Werkstoff (Fügeeignung), Konstruktion (Fügesicherheit) und Fertigung (Fügemöglichkeit). Der Lehrstuhl bearbeitet das Teilprojekt A02 mit der Thematik „Gradierte, mechanisch fügbare Aluminiumgussteile“. Der Einsatz von mechanischen Fügeverfahren führt bei weniger duktilen Aluminiumgusslegierungen oft zu rissbehafteten Fügeverbindungen, daher ist es das Ziel dieses Teilprojektes durch die Gradierung der Gussbauteileigenschaften eine deutliche Erhöhung der Duktilität an der Fügestelle zu erreichen und somit der Fügeproblematik bei hochfesten Aluminiumgusslegierungen zu entgegnen. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Mikrostrukturspezifische Prozesskettenauslegung zur Herstellung von Al-Li-Bändern mittels Gießwalzen“ (in Kooperation mit Prof. Dr. O. Keßler, Universität Rostock): Al-Li-Legierungen sind sehr attraktiv für Luft- und Raumfahrtanwendungen, da ihre Eigenschaften denen herkömmlicher Al-Legierungen überlegen sind. Ihre Vorzüge sind auf die Bildung einer feinen, Li-reichen Phase in der Al-Matrix zurückzuführen. Der größte Nachteil der Al-Li-Legierungen ist ein anisotropes Verhalten bei gleichzeitig begrenzter Umformbarkeit. Grund dafür sind verschiedene Merkmale der Verfestigungsphasen und der Kornstruktur sowie die kristallographische Textur, die beim Kokillen- oder Brammenguss und der anschließenden thermomechanischen Behandlung (TMB) entstehen. Da konventionell hergestellte Legierungen an ihre Grenzen stoßen, müssen Verfahren zur Anpassung der Legierungschemie und innovative Gieß- und thermomechanische Bearbeitungsmethoden eingesetzt werden. So soll die Umformbarkeit von Al-Li-Legierungen verbessert werden, ohne deren hohe spezifische Festigkeit zu beeinträchtigen. Eine zusätzliche Verfestigung der Al-Li-Legierung wird durch Ausscheidungen mit hohem Mg- und Cu-Anteil erreicht. Das feinkörnige Gefüge wird durch Ausscheidungen von Sc und Zr enthaltenden Partikeln stabilisiert. Die Kombination aus Zwei-Rollen-Gießwalzen (ZRGW) und TMB – einschließlich asymmetrischem Warmwalzen – wird verwendet, um eine makroskopisch homogene Verteilung der Legierungselemente in einer übersättigten Al-Matrix zu gewährleisten, eine vorteilhafte kristallographische Textur einzustellen und die Kornstruktur sowie die Größe und Morphologie der Ausscheidungen zu beeinflussen und die Umformbarkeit des Materials zu verbessern. Hauptziel des Projekts ist es, Zusammenhänge zwischen den Verarbeitungsbedingungen während des ZRGW sowie der anschließenden TMB und der Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften von dünnen Bändern aus hochfesten Al-Li-Mg-Cu-Sc-Zr-Legierungen zu ermitteln. Förderinstitution: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

„Individualisierung von Implantaten durch die additive Fertigung und deren Gestaltungs- und Designfreiheit“ (Im Rahmen des NRW Fortschrittkolleg „Leicht – Effizient – Mobil“): Wenn nicht zwingend erforderlich, sollen viele Implantate ausschließlich eine definierte Zeit im menschlichen Körper verbleiben und zeit- und / oder lastabhängig degenerieren. Innerhalb der Anwendungsphase soll das Implantat die gesamte Stützfunktion übernehmen und diese anschließend sukzessive an das umliegende Gewebe und den Knochen übergeben. Im Inneren soll das Implantat daher an Festigkeit und Steifigkeit verlieren und somit, im Vergleich zur wieder verbundenen Knochenstruktur, weniger Last aufnehmen. Dies hat den Vorteil, dass eine gezielt wachstumsfördernde Belastungsstimulation des Knochens erfolgen kann und neben dem Stress-Shielding zusätzlich auch Explanation vermieden werden. Potentielle Werkstoffe für Implantate, die temporär im Körper verweilen und lastabhängig an Festigkeit und Steifigkeit verlieren sind metallische Systeme wie z.B. Titanlegierungen. Diese besitzen eine passivierende Titanoxidschicht und folglich eine hohe Korrosionsbeständigkeit sowie hervorragende Biokompatibilität. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften besitzen Titanlegierungen jedoch einen, im Vergleich zum menschlichen Knochen, signifikant höheres E-Modul. Durch eine geschickte Struktur- und Geometrieauswahl, wie z.B. der Nutzung von Gitterstrukturen, einer Einstellung lokal poröser Bereiche oder gezielten Gefügemodifikationen können die spezifische Festigkeit und Steifigkeit der mittels selektiven Laserstrahlschmelzens erzeugten Struktur verringert und an die Anforderungen der medizinischen Anwendung adaptiert werden. In diesem Beitrag werden lastabhängig degenerierende Implantate aus der metallischen Legierung Ti6Al4V adressiert. Am Beispiel von bereits zur Therapierung von Knochenbrüchen eingesetzten Osteosyntheseplatten aus Ti6Al4V sollen Strukturbereiche mittels numerischer Simulationen so ausgelegt werden, dass diese über eine definierte Zeitperiode unter zyklischer Last, langsam partiell versagen und sich so dem Anforderungsprofil der Knochenheilung anpassen. Vor diesem Hintergrund soll die additive Fertigung, insbesondere das selektive Laserstrahlschmelzen, als potentielles Herstellungsverfahren für die individualisierten Implantate genutzt werden. Förderinstitution: Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen

„Innovative Legierungskonzepte für die additive Fertigung“ (im Rahmen der Förderinitiative „Forschungsinfrastrukturen“, in Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid der Universität Paderborn): Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung neuer, innovativer, anwendungsangepasster Legierungen für die additive Fertigung zur Generierung von Bauteilen mit überlegenen Eigenschaften (verglichen mit konventionell hergestellten Bauteilen) und die damit verbundene Erweiterung der Anwendungsfelder additiv gefertigter Bauteile. Als Beispiele seien eisenbasierte weichmagnetische Werkstoffe (z. B. FeSi, FeCo), die Entwicklung (bio)resorbierbarer Implantatwerkstoffe auf Eisenbasis, die mit neu entwickelten Silberlegierungen legiert werden (z. B. FeMnAgX), und gradierte (hybride) Multimaterialien (z. B. H13/316L, Bronze/316L) sowie die Kombination aus gradierten Multimaterialien und weichmagnetischen Werkstoffen genannt. Durch Einsatz dieser Legierungen bietet die additive Fertigung die Möglichkeit Bauteile herzustellen, die mit konventionellen Methoden bisher nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand (Kosten, Zeit und Energie) realisierbar sind (Synchronmaschinenrotor mit weichmagnetischen Eigenschaften, CuSn-Fe-Gleitlager mit (in)direkter Selbstschmierung, Stents oder Osteosyntheseplatten mit adaptierter Werkstoffstruktur). Leitgedanke ist neben dem Einsatz dieser system- und anwendungsangepassten Werkstoffe in innovativen Leichtbaukonzepten, die Energie- und Kostenminimierung in Verbindung mit einer Umwelt- und Ressourcenschonung durch eine material- und nachbearbeitungssparende Bauteilerzeugung mittels Selektivem Laserschmelzen (Selective Laser Melting, SLM). Durch die Abbildung der Prozesskette von der Legierungsentwicklung, Pulverherstellung/-verdüsung bis zur Materialanalyse und Qualitätskontrolle, erlangt der Forschungsstandort Paderborn einen erheblichen Wettbewerbsvorteil und ein Alleinstellungsmerkmal nicht nur in Nordrhein-Westfalen. So kann die exzellente Qualität der Forschung im Bereich der additiven Fertigung weitgehend selbstbestimmt und zukunftsorientiert am Standort Paderborn betrieben werden. Förderinstitution: EFRE - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, NRW

„Optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen“ (im Rahmen des Leitmarktwettbewerbs „NeueWerkstoffe“, in Kooperation mit Prof. Dr. T. Tröster, Prof. Dr. I. Horwath, Prof. Dr.-Ing. W. Homberg, Prof. Dr. W. Bremser der Universität Paderborn, sowie Industrieunternehmen): In diesem interdisziplinären Projekt wird die optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen erforscht. Langfristiges Ziel von „HyOpt“ ist es, den anforderungsgerechten Leichtbau mit verschiedenartigen Werkstoffen voranzutreiben. Dafür entwickeln die WissenschaftlerInnen eine Toolbox, die dem Design neuer Hybridwerkstoffe dient. Diese besteht aus einer Softwarelösung sowie aus smarten und anpassungsfähigen Fertigungsprozessen, die für die Herstellung der Werkstoffe notwendig sind. Letztlich wird damit auch die Weiterverarbeitung zu Leichtbaukomponenten ermöglicht. Förderinstitution: EFRE - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, NRW

„Oberflächenmodifikation zur Verringerung von Verschleiß und Adhäsion im Zwei-Rollen-Gießwalzverfahren“ (in Kooperation mit Prof. Dr. G. Bräuer, Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik): Ziel des Forschungsvorhabens ist es, geeignete Modifikationen der Walzenoberfläche zu eruieren, welche Anhaftungen beim Zwei-Rollen-Gießwalzen von Aluminiumbändern minimieren, ohne zusätzliche Trennmittel zu benötigen. Zusätzlich soll die Verschleißbeständigkeit der Walzenoberflächen erhöht werden. Dies ist von hohem volkswirtschaftlichen Interesse, da sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Umweltfreundlichkeit dieses energieeffizienten Verfahrens weiter verbessert werden. Es werden Trennmittel eingespart, deren Rückstände bei bestimmten Produkten aufwendig entfernt und ggf. entsorgt werden müssen. Außerdem wird der Aufwand für die Wiederaufbereitung der Walzenoberflächen reduziert und so auch die gesamte Lebensdauer der Walzen verlängert. Förderinstitution: Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Stifterverband Metalle e.V.

„Innovative Leichtbau- und Kühlkonzepte für elektrische Maschinen durch additive Fertigung / 3D-Druck (ILuKadd3D)“ (in Kooperation mit Prof. Dr. B. Ponick, Leibniz Universität Hannover und Prof. Dr.-Ing. D. Zimmer, Universität Paderborn): Ziel des Projektes ist die erfolgreiche Implementation der additiven Fertigung im Elektromaschinenbau durch die Identifikation innovativer Kühl- und Leichtbaukonzepte innerhalb von Motorkomponenten. Auf Basis eines Permanentmagnet-Synchronmotors sollen Konzepte erarbeiten, welche die Wettbewerbsfähigkeit der entwickelten Maschine aufzeigen. Als Ergebnis soll ein Funktionsmodell erstellt werden, bestehend aus einer additiv gefertigten Rotor-Welle Einheit und einem additiv gefertigten Gehäuse, welches mit einer herkömmlich gefertigten Vergleichsmaschine verglichen wird um die Auswirkungen der abgeänderten Komponenten zu identifizieren. Förderinstitution: Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Forschungskuratorium Maschinenbau e.V., Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.

„Entwicklung eines für das isostatische Pressen optimierten Magnesium-Pulvers mit schmaler Partikelgrößenverteilung basierend auf einer innovativen Mg-Legierung zur Herstellung innovativer Leichtbauteile (lsoPreMa)“: Ziel des dieses Projekts ist die Entwicklung von Verfahren zur Verarbeitung innovativer Mg-Legierungen durch kalt-isostatisches Pressen, die eine Gewichtseinsparung von mind. 30% gegenüber Al-Legierungen ermöglichen. Dazu müssen innovative Mg-Legierungen mit hoher Festigkeit und Bruchdehnung entwickelt werden. Die gegossenen Legierungen müssen in dem zu entwickelnden Verfahren zerkleinert werden um optimale Pulvereigenschaften für das isostatische Pressen zu erreichen. Aufgrund der hohen Reaktivität des Mg-Pulvers wird ein sicheres Pressverfahren entwickelt mit dem Grünlinge höchster Dichte produziert werden können. Am Ende stehen Bauteile, die im Gegensatz zu Mg-Druckgussteilen schweißbar, wärmebehandelbar und mechanisch fügbar sind. Förderinstitution: Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Anodisieren von Legierungsschichten pressgehärteter Stähle zur Verbesserung der Haftvermittlung in Hybrid- und Lacksystemen (AnodZnStahl)“ (in Kooperation mit Prof. Dr. W. Bremser, Universität Paderborn): Der Trend hin zu sparsamerem Umgang mit den Ressourcen, überlagert mit dem Bedürfnis höherer Sicherheit, macht den Einsatz von pressgehärteten Bauteilen interessant. Pressgehärtete verzinkte Stähle besitzen das große Potential der Gewichtsverringerung von Fahrzeugen. Der Trend der Werkstoffoptimierung richtet sich vor allem auf Hybridwerkstoffe die CFK und hochfeste Stähle kombinieren. Die Oberfläche der Verzinkungsschicht muss für die Multimaterialherstellung im Hinblick auf die Hafteigenschaften entsprechend vorbereitet werden. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Auslegung eines Anodisierverfahrens zu Erreichung von haftvermittelnden korrosionsstabilen Schichten auf pressgehärteten verzinkten Stählen. Identifiziert werden sollen die Anteile an Eisen in der Verzinkungsschicht, die einen Einfluss auf die Entwicklung der anodisierten Schicht und die Entstehung von Rissen infolge des Presshärtens haben können. Mögliche Optimierungen hinsichtlich der Anodisierbarkeit sollen durch eine gezielte Wärmebehandlungsstrategie ermöglicht werden. Förderinstitution: Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Entwicklung eines Sprühsystems zur adaptiven ortsaufgelösten temperaturabhängigen Benetzung von Walzenoberflächen mit Trennmitteln im Zwei-Rollen-Gießwalzen (SonicSpray)“: Ziel des Kooperationsprojekts ist die Erstellung einer Regelung zur effizienten Aufbringung von Trennmitteln. Die Aufbringung erfolgt derzeit rotationsabhängig, das Projekt soll das Aufbringen so effizient gestalten, dass durch die verringerte Menge an Trennmitteln neue Märkte erschlossen werden können. Hierzu werden Mess- sowie Sprühtechnik an die am LWK vorhandene labortechnische Gießwalzanlage adaptiert. Eine Erweiterung des Anwendungsgebiets hat das Potential einer großen Verringerung des CO2-Ausstoßes unter gleichzeitiger beibehalten der Produktionsmenge. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

„Additive Fertigung von Werkzeugstählen mit innovativem Werkzeugeinsatz zur Verlängerung der Standzeit sowie optimierter Bauteilqualität (InToAM)“: Das selektive Laserschmelzen (SLM) ist ein pulverbett-basiertes, additives Fertigungsverfahren zur Herstellung von metallischen, höchst komplexen Bauteilen. Die nahezu uneingeschränkte Designfreiheit ermöglicht in Bezug auf die Werkzeugherstellung eine Integration von konturnahen Kühlkanälen, um Hot-Spots zu reduzieren, sodass die Standzeit des Werkzeugs verlängert, die Prozesszeit verkürzt und der Bauteilverzug des Halbzeugs minimiert werden. Entlang der gesamten Werkzeug- sowie Halbzeugherstellung können somit signifikant Ressourcen geschont werden. Die Steigerung der Prozessgeschwindigkeit, die Verwendung eines SLM maßgeschneiderten Werkzeugstahls sowie das Design-optimierte Werkzeug bieten großes Potential für eine weitverbreitete industrielle Anwendung. Dementsprechend werden im Rahmen des Projekts die SLM Prozessparameter mit den Zielgrößen ,,Prozessgeschwindigkeit" und ,,Rauheit" definiert, sodass neben einer schnellen Verarbeitung eine anschließende spanende Nachbearbeitung entfallen kann. Förderinstitution: Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIDE NRW), Förderprogramm progres.nrw

“Functional graded material and high build rates for selective laser melting using IN718”: Das selektive Laserschmelzen (SLM) ermöglicht die Herstellung hochkomplexer metallischer Strukturen, die mit herkömmlichen formativen oder subtraktiven Verfahren nicht hergestellt werden können. Mit SLM bearbeitete Bauteile werden durch lokales Aufschmelzen der abgeschiedenen pulverförmigen Partikel hergestellt. Dadurch können Dichten von nahezu 100 % und Oberflächenrauhigkeiten von bis zu 5 μm (Ra) erreicht werden. Der letztgenannte Aspekt hängt mit den typischen dünnen Pulverschichtdicken zusammen (standardmäßig etwa 30 μm bis 50 μm) Diese führen gleichzeitig zu hohen Prozessdauern, was die Wirtschaftlichkeit einschränkt. Eine Erhöhung der Schichtdicke ist daher eine mögliche Lösung, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Die höhere Schichtdicke geht jedoch wahrscheinlich auf Kosten einer geringeren Oberflächenrauhigkeit und schlechteren mechanischen Eigenschaften. Diese Hypothesen sollen im Rahmen dieses Projekts für IN718 überprüft werden. Förderinstitution: Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

“Infrared powder bed heating under high purity atmosphere”: Im selektiven Laserschmelzen (SLM) können bereits viele Werkstoffe auf Basis von Eisen, Aluminium, Nickel, Titan, Kobalt etc. erfolgreich bearbeitet werden. Aufgrund der prozessspezifischen Eigenschaften entstehen jedoch in rissanfälligen Werkstoffen durch verschiedene Mechanismen Mikrorisse, die nicht allein durch die Anpassung der SLM-Parameter beseitigt werden können. Zusätzlich zu den Prozessfehlern können hohe Eigenspannungen auftreten, die zu Makrorissen oder Verzug führen können. Ein vielversprechendes Mittel zur Vermeidung der letztgenannten Materialdefekte ist eine homogene Vorwärmung der Baukammer. Die erhöhte Pulverbetttemperatur reduziert die Abkühlraten und damit die Eigenspannungen. Im Projekt soll ein neuartiges Infrarot-Vorheizsystem genutzt werden, um neue Werkstoffe fehlerfrei herzustellen. Eine weitere Herausforderung ist die Verunreinigung des Schutzgases durch Sauerstoff, Stickstoff und Feuchtigkeit, was zu einer verminderten Wiederverwendbarkeit des Pulvers und zur Verschlechterung der SLM-Teile führt. Daher wird ein kommerziell erhältliches Gasreinigungssystem in den bestehenden Gasprozess integriert. Die Vorteile der Kombination von Hochtemperaturerwärmung und aktiver Gasreinigung werden an den beiden Werkstoffen "Titanaluminide" und konventionelles Titan Ti6Al4V demonstriert. Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

“Mechanical behaviour of AM materials under different temperatures”: Mechanische Eigenschaften von AM-Materialien werden oft nur bei Raumtemperatur und unter (quasi-)statischer Belastung bestimmt. Die meisten Tests spiegeln somit nicht die realen Bedingungen im Anwendungsbereich wieder. Anders als im Test sind reale Bauteile einer Vielzahl von äußeren Einflüssen wie unterschiedlichen Temperaturniveaus mit Stoß- oder zyklischer Belastung ausgesetzt. Für eine ganzheitliche Werkstoffcharakterisierung muss das Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturniveaus, insbesondere bei Temperaturen unter 0°C, berücksichtigt werden. So kann für jedes Anwendungsprofil eine entsprechende Aussage getroffen werden. Durch die Anwendung unterschiedlicher Temperaturen bei experimentellen Untersuchungen kann die mögliche Temperaturabhängigkeit des Werkstoffs frühzeitig erkannt werden. Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

“Surface Finish“: Einer der größten Vorteile der additiven Fertigung ist die Möglichkeit, komplexe innere Strukturen, Hohlräume und Freiformgeometrien herzustellen. Oberflächenbeschaffenheit und Toleranzen von as-built-Teilen entsprechen oft nicht den Anforderungen technischer Anwendungen. Hierfür sind zusätzliche Prozesse notwendig. Die konventionelle Bearbeitung solcher Oberflächen und Strukturen ist, wenn überhaupt, nur mit sehr großem Aufwand zu realisieren. Dies gilt für alle Metall-AM-Verfahren. Aus diesem Grund ist bei jedem Bauteil die Notwendigkeit der Oberflächenveredelung sowie der Support- und Pulverpartikelentfernung gegeben. Aufgrund dieser zusätzlichen Prozessschritte sind Untersuchungen im Bereich der Metalloberflächenbearbeitung erforderlich. Aus diesem Grund wird eine Studie über die Auswirkung verschiedener Oberflächenveredelungstechnologien (z. B. mechanisch, elektrochemisch, etc.) von AM-Metallteilen für innenliegende Strukturen und Freiformgeometrien durchgeführt. Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

“Effect of Defect 2“: Defekte wie Porosität treten bei SLM-Bauteilen häufiger als bei Knetlegierungen auf, und einige Defekte, wie eingeschlossenes Pulver oder fehlende Schmelze, sind einzigartig für das SLM-Verfahren. Prozessspezifische Defekte, die bei der Schichtbildung auftreten können, müssen mit zerstörenden und zerstörungsfreien Bewertungsmethoden charakterisiert werden, da es keine etablierten Standards gibt. Infolgedessen fehlt bei AM-Bauteilen ein fundiertes Wissen über die Auswirkungen von prozessbedingten Defekten auf die mechanischen Eigenschaften, was die Akzeptanz der Bauteile erschwert. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Bauteilfehler und ihre Auswirkungen zu untersuchen. Im DMRC-Projekt 2019 " Effect of Defect 1" wurde sehr erfolgreich eine Strategie entwickelt, mit der erstmals eine definierte Art von Defekten (Gasporen, Keyhole-Poren, …) lokal und reproduzierbar in Proben eingebracht werden konnte. In umfangreichen Versuchen wurden die Auswirkungen dieser Defekttypen auf die mechanischen Eigenschaften von Ti6Al4V, statisch und zyklisch, untersucht. Auf der Grundlage von Faktoren wie dem Defektdurchmesser und der Position konnte ein Modell zur Vorhersage der Lebensdauer des Defekts entwickelt werden. Dieses Projekt knüpft genau dort an und erweitert die bestehenden Untersuchungen. Die Methode soll verbessert und auf weitere Werkstoffe (INC 718/316L) übertragen werden. Weiterhin ist eine Modellierung der Ergebnisse durch die computergestützte Simulation geplant. Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

“Influence of Surface Roughness on Mechanical Properties”: Beim Laserstrahlschmelzen (LBM) resultiert jedoch ein erheblicher Teil der Produktionskosten aus den hohen Maschinenstundenkosten. Daher ist eine Anpassung des Prozesses zur Reduzierung der Maschinenzeit vielversprechend, um den wirtschaftlichen Einsatz zu erweitern. Dabei kann zum einen eine Reduzierung des zu fertigenden Volumens und zum anderen eine Anpassung der Prozessparameter zur Erhöhung des pro Zeiteinheit gebauten Volumens eingesetzt werden. Üblicherweise werden die LBM-Parameter angepasst, um gute mechanische Eigenschaften zu erzielen. Dies ist notwendig, um Bauteile mit den geforderten Eigenschaften zu erhalten, und eine Anpassung der Parameter zur Verkürzung der Produktionszeit sollte sich nicht negativ auf die Eigenschaften der Teile auswirken. Dies ist ein offensichtlicher Interessenkonflikt. Nachbehandlungen können jedoch eine Möglichkeit sein, diesen Konflikt zu überwinden, da eine geeignete Oberflächennachbehandlung eine erhöhte Rauheit ausgleichen kann oder eine Wärmebehandlung die Einstellung eines von den Prozessparametern unabhängigen Gefüges ermöglicht. Allerdings verursachen diese Nachbehandlungen zusätzliche Kosten. Förderinstitution: Förderkonsortium Direct Manufacturing Research Center

Messen, Tagungen, Seminare, Vorträge

149th Annual Meeting and Exhibition “TMS 2020”, San Diego, USA, 23.-27. Februar 2020

OZ-20 Symposium and Workshops on Nanostructure, Olpe, Deutschland, 2.-3. März 2020

GDA-Arbeitskreissitzung “Continuous Casting“, digital, 22. April 2020

DGM-Fachtagung "Werkstoffe und Additive Fertigung", digital, 12.-15. Mai 2020

Materials Science and Engineering MSE, digital, 22.-25. September 2020

Technical Meeting and Exhibition Materials Science & Technology MS&T 2020, digital, 2.-6. November 2020

GDA-Arbeitskreissitzung “Continuous Casting“, digital, 5. November 2020

DVM-Workshop „Zuverlässigkeit von Implantaten und Biostrukturen“, digital, 26. November 2020

AM Platform Meeting, digital, 10. Dezember 2020

1st International Conference on Advanced Manufacturing, digital, 7.-11. März 2021

MEFORM 2021 „Materials Data for Smart Forming Technologies“, digital, 18. März 2021

GDA-Arbeitskreissitzung “Continuous Casting“, digital, 21. April 2021

DGM-Konferenz „6th Euro BioMAT 2021“, digital, 5.-6.Mai 2021

Matframe Conference „New Frontiers in Materials Design for Laser Additive Manufacturing”, Montabaur, Deutschland, 22.-25.Mai 2021

Beiratssitzung Stifterverband Metalle, digital, 9. Juni 2021

AWT-Fachkonferenz „Additive Fertigung“, Bremen, Deutschland, 28.-30. Juni 2021

40th International Deep-Drawing Research Group Conference 2021, digital, 21. Juni - 2. Juli 2021

6. Additive Manufacturing Forum, Berlin, Deutschland, 4.-6. Juli 2021

World Symposium on Mechanical - Materials Engineering & Science 2021, Prag, Tschechien, 9.-11. September 2021

AWT-Härtereikreis Hannover, Garbsen, Deutschland, 21. September 2021

IWM-IAPK Kolloquium 2021 „Additive Fertigung harter Werkstoffe“, Aachen, Deutschland, 22.-23. September 2021

Materials Science and Engineering MSE, Darmstadt, Deutschland, 27.-29. September 2021

Technical Meeting and Exhibition Materials Science & Technology MS&T 2021, digital, 17.-20. Oktober 2021

International Conference on Advanced Joining Processes 2021, Sintra, Portugal, 21.-22. Oktober 2021

GDA-Arbeitskreissitzung “Continuous Casting“, Düsseldorf, Deutschland, 27.-28. Oktober 2021

LightMat 2021, digital, 2.-4. November 2021

“FormNext 2021“ Messe, Frankfurt, Deutschland, 15.-19. November 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Günter Bräuer, Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik

Prof. Alexander Brosius, Universität Dresden

Prof. Toshio Haga, Osaka Institute of Technology, Japan

Prof. Tino Hausotte, Universität Erlangen-Nürnberg

Prof. Olaf Keßler, Universität Rostock

Prof. Manfred Kietzmann, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Prof. Hans Jürgen Maier, Universität Hannover

Prof. Andriy Milenin, AGH Krakau, Polen

Prof. Thomas Niendorf, Universität Kassel

Prof. Marion Merklein, Universität Erlangen-Nürnberg

Prof. Dmytro Orlov, Lund Univerity, Schweden

Prof. Marco Paggi, Politecnico di Torino, Italien

Prof. Bernd Ponick, Leibniz Universität Hannover

Prof. Wolfgang Tillmann, TU Dortmund

Charles University, Prag, Tschechien

Nationale Metallurgische Akademie der Ukraine, Dnipro, Ukraine

Preise/Auszeichnungen

Posterpreis der Fachtagung „Werkstoffe und Additive Fertigung“ an Steffen Heiland von der Bundesvereinigung-GRAT „Gesellschaft für Ressourceneffizienz und Additive Technologien“. 14. Mai 2020, Potsdam, Deutschland

Igel 2021 an Dr.-Ing. Kay-Peter Hoyer. Preis der Fachschaft Maschinenbau der Universität Paderborn für besondere und herausragende Lehre. 15. Juli 2021, Paderborn, Deutschland

Preis des Präsidiums der Universität Paderborn für ausgezeichnete Dissertation an Dr.-Ing. Anatolii Andreiev. 27. Mai 2022, Paderborn, Deutschland

dSPACE-Preis 2021 für die beste Dissertation an Dr.-Ing. Mykhailo Stolbchenko. 27. Mai 2022, Paderborn, Deutschland

Best Paper Award der Fakultät für Maschinenbau der Universität Paderborn an Jan Tobias Krüger. 27. Mai 2022, Paderborn, Deutschland

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper:

Ehrenmitglied der Akademie der Hochschulwissenschaften der Ukraine

Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V.

Mitglied im Deutschen Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.

Mitglied im Wissenschaftlichen Arbeitskreis der Universitäts-Professoren der Werkstofftechnik

Mitglied im internationalen Beirat der Zeitschrift „Steel Research International“

Mitglied im Zentrum für Festkörperchemie und neue Materialien

Promotionen

Andreiev, Anatolii: „Kurzzeitaustenitisierung höchstfester Stähle - eine zeiteffiziente Methode zur Fertigung sicherheitsrelevanter Bauteile mit verbesserten Eigenschaften“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper)

Sieger, Alexander: „Mikrostrukturausprägung additiv gefertigter Gitterstrukturen” (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper)

Stolbchenko, Mykhailo: „Zwei-Rollen-Gießwalzen und thermomechanische Behandlung von dünnen Bändern aus der Aluminiumlegierung EN AW-6082“ (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper, Dr. tech. n. (NMetAU) Olexandr Grydin)

Referierte Publikationen

Böhne, C.; Meschut, G.; Biegler, M.; Rethmeier, M.: “Avoidance of liquid metal embrittlement during resistance spot welding by heat input dependent hold time adaption”. Science and Technology of Welding and Joining, vol. 25, no. 7, pp. 617–624, 2020.

Kuball, C.-M.; Uhe, B.; Meschut, G.; Eds Merklein, M.: “Process design for the forming of semi-tubular self-piercing rivets made of high nitrogen steel”. Procedia Manufacturing, vol. 50, pp. 280–285, 2020.

Kuball, C.-M.; Jung, R.; Uhe, B.; Meschut, G.; Eds. Merklein, M.: “Influence of the process temperature on the forming behaviour and the friction during bulk forming of high nitrogen steel”. Journal of Advanced Joining Processes, vol. 1., 2020.

Ditter, J.; Aubel, T.; Meschut, G.; “Simple Determination of Fast Curing Parameters for Bonded Structures”. adhesion ADHESIVES + SEALANTS, no. 1, 2020.

Uhe, B.; Kuball, C.-M.; Merklein, M.; Meschut, G.: “Improvement of a rivet geometry for the self-piercing riveting of high-strength steel and multi-material joints”. Production Engineering, vol. 14, pp. 417–423, 2020.

Uhe, B.; Kuball, C.-M.; Merklein, M.; Meschut, G.: “Influence of the Rivet Coating on the Friction during Self-Piercing Riveting”. Key Engineering Materials, vol. 883, pp. 11–18, 2021.

Sander, S.; Bobbert, M.; Meschut, G.: „Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen“. Springer Vieweg, 2021.

Günter, H.; Meschut, G.: “Joining of ultra-high-strength steels using resistance element welding on conventional resistance spot welding guns”. Welding in the World, 2021.

Otroshi, M.; Rossel, M.; Meschut, G.: “Stress state dependent damage modeling of self-pierce riveting process simulation using GISSMO damage model”. Journal of Advanced Joining Processes, vol. 1, 2020.

Masendorf, L.; Wächter, M.; Esderts, A.; Otroshi, M.; Meschut, G.: „Simulationsbasierte Lebensdauerabschätzung einer stanzgenieteten Fügeverbindung unter zyklischer Belastung”. in 4. Symposium Materialtechnik, 2021.

Han, D.; Yang, K.; Meschut, G.: “Mechanical joining of glass fibre reinforced polymer (GFRP) through an innovative solid self-piercing rivet”. Journal of Materials Processing Technology, vol. 296, 2021.

Rossel, M. S.; Böhnke, M.; Bielak, C. R.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Development of a Method for the Identification of Friction Coefficients in Sheet Metal Materials for the Numerical Simulation of Clinching Processes”. in Sheet Metal 2021, vol. 883, pp. 81–88, 2021.

Kappe, F.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “New approach for versatile self-piercing riveting: joining system and auxiliary part”. in Sheet Metal 2021, vol. 883, pp. 3–10, 2021.

Kowatz, J.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: “Experimental failure analysis of adhesively bonded steel/CFRP joints under quasi-static and cyclic tensile-shear and peel loading”. International Journal of Adhesion and Adhesives, vol. 107, 2021.

Bielak, C. R.; Böhnke, M.; Beck, R.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Numerical analysis of the robustness of clinching process considering the pre-forming of the parts”. Journal of Advanced Joining Processes, vol. 3, 2021.

Çavdar, S. et al.: „Berechnen der Lebensdauer hybrider Verbindungen”. in DVS Congress 2020, Webkonferenz, 2020.

Wiesenmayer, S. et al.: „Berücksichtigung der Herstellungshistorie von Blechbauteilen beim Fügen durch Umformen”. Werkstattstechnik Online, vol. 110, no. 10, pp. 677–683, 2020.

Böhnke, M.; Kappe, F.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Influence of various procedures for the determination of flow curves on the predictive accuracy of numerical simulations for mechanical joining processes”. Materials Testing, vol. 63, no. 6, pp. 493–500, 2021.

Heyser, P.; Sartisson, V.; Meschut, G.; Droß, M.; Dröder, K.: “Increased load bearing capacity of mechanically joined FRP/metal joints using a pin structured auxiliary joining element”. Materials Testing, pp. 55–60, 2020.

Otroshi, M.; Meschut, G.; Bielak, C. R.; Masendorf, L.; Esderts, A.: “Modeling of Stiffness Anisotropy in Simulation of Self-Piercing Riveted Components”. Key Engineering Materials, vol. 883, pp. 35–40, 2021.

Çavdar, S.: „Spannungsbasierte Lebensdauerberechnung von zyklisch beanspruchten Klebverbindungen mit hyperelastischem Deformationsverhalten“. vol. 152. Aachen: Shaker Verlag, 2021.

Bielak, C. R.; Böhnke, M.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Further development of a numerical method for analyzing the load capacity of clinched joints in versatile process chains”. ESAFORM 2021, Lüttich, 2021.

Kappe, F.; Bielak, C. R.; Sartisson, V.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Influence of rivet length on joint formation on self-piercing riveting process considering further process parameters”. ESAFORM 2021, Lüttich, 2021.

Han, D.; Yang, C.; Meschut, G.: “A method for three-dimensional modelling of the shear-clinching process”. ESAFORM 2021, Lüttich, 2021.

Droß, M.; Heyser, P.; Meschut, G.; Hürkamp, A.; Dröder, K.: “Fiber response to pin penetration in dry woven fabric using numerical analysis”. Journal of Advanced Joining Processes, Art. no. 100083, 2021.

Han, D.; Meschut, G.: „Mechanisches Fügen von FKV-FKV-Verbindungen“. 2021.

Rossel, M. S.; Böhnke, M.; Bielak, C. R.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Development of a Method for the Identification of Friction Coefficients in Sheet Metal Materials for the Numerical Simulation of Clinching Processes”. in Sheet Metal 2021, 2021, vol. 883, pp. 81–88.

Neuser, M. et al.: “Joining suitability of cast aluminium for self-piercing riveting”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Art. no. 012005, 2021.

Otroshi, M.; Meschut, G.; Nesakumar, A.: “The influence of manufacturing processes and optical measurement methods on the damage behavior of HX340LAD micro-alloyed steels”. Journal of Manufacturing Engineering, vol. 16, no. 3, pp. 70–76, 2021.

Gröger, B. et al.: “Clinching of Thermoplastic Composites and Metals—A Comparison of Three Novel Joining Technologies”. Materials, 2021.

Gröger, B. et al.: “Computed tomography investigation of the material structure in clinch joints in aluminium fibre-reinforced thermoplastic sheets”. Production Engineering, 2021.

Nicht referierte Publikationen

Otroshi, M.; Meschut, G.: „Spannungszustandsabhängige Schädigungsmodellierung zum Halbhohlstanznieten”. Umformtechnik Blech Rohre Profile, no. 7/20, pp. 48–50, 2020.

Bähr, P.; Sommer, S.; Unruh, E.; Hein, D.; Meschut, G.: „Charakterisierung und Modellierung von Kerbeffekten durch Mischverbindungen in Karosseriebauteilen aus höchstfesten Stählen“. in: FOSTA, EFB, DVS (Ed.), 2020.

Heyser, P.; Scharr, C.; Nehls, T.; Wiesenmayer, S.; Flügge, W.; Meschut, G.: „Prozesskettenbegleitende Vorgehensweise beim Mechanischen Fügen”. in 4. Workshop Digitalisierung, Erlangen, 2020.

Otroshi, M.; Meschut, G.; Masendorf, L.; Esderts, A.: „Simulationsbasierte Betriebsfestigkeitsanalyse stanzgenieteter Bauteile”. in 10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, 2020.

Ivanjko, M.; Meschut, G.: „Einsatzgrenzenerweiterung und Flexibilitätssteigerung von einseitig wirkenden mechanischen Fügeverfahren durch prozessintegrierte Fügeteilerwärmung für den stahlintensiven Leichtbau”. in 10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, 2020.

Unruh, E.; Hein, D.; Meschut, G.: „Analytische Auslegung der Schwingfestigkeit geclinchter Verbindungen”. 10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, 2020.

Aßmuth, V.; Teutenberg, D.; Meschut, G.; Stepanov, S.; Ihde, J.; Mayer, B.: „Offenzeit plasmaaktivierter Polymeroberflächen für robuste klebtechnische Prozesse“. Frankfurt am Main: DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., 2020.

Kowatz, J.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: „Auslegungsmethode für zyklisch beanspruchte Stahl/CFK-Klebverbindungen unter besonderer Berücksichtigung des Rissfortschritts“. vol. P 1221., Düsseldorf: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V.

Otroshi, M.; Meschut, G.; Masendorf, L.; Esderts, A.: „Simulationsbasierte Betriebsfestigkeitsanalyse stanzgenieteter Bauteile“. Abschlussbericht EFB-Forschungsbericht 545, Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB), Hannover, Deutschland, 2020.

Kappe, F.; Wituschek, S.; Lechner, M.; Bobbert, M.; Meschut, G.; Merklein, M.: “Investigation of influencing parameters on the joint formation of the self-piercing riveting process”. presented at the Material Science and Engineering Congress - MSE 2020, Darmstadt, 2020.

Bielak, C. R.; Böhnke, M.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Development of a numerical method for analyzing the robustness of clinching in versatile process chains”. presented at the Material Science and Engineering Congress - MSE 2020, Darmstadt.

Aßmuth, V.; Teutenberg, D.; Meschut, G.; Stepanov, S.; Ihde, J.; Mayer, B.: „Aktivieren für robuste Klebprozesse - Wie lange sind plasmaaktivierte Polymeroberflächen offen?”. Plastverarbeiter, vol. 71, no. 11, pp. 22–25, 2020.

Göddecke, J. et al.: „FOREL-Wegweiser: Handlungsempfehlungen für den ressourceneffizienten Leichtbau“. Platform FOREL, 2020.

Günter, H.; Meschut, G.: “Joining of high-strength steel grades in lightweight structures using single-stage resistance element welding on conventional resistance spot welding machines”. in 73rd IIW Annual Assembly and International Conference, 2020.

Biegler, M.; Rethmeier, M.; Böhne, C.; Meschut, G.: “Resistance spot welding simulation can determine the critical stress- and strain-conditions leading to liquid metal embrittlement formation”. in Joining in Car Body Engineering, 2020.

Çavdar, S.; Meschut, G.; Wulf, A.; Hesebeck, O.; Brede, M.; Mayer, B.: “Fatigue life prediction of adhesively bonded FRP-aluminium-joints with hyperelastic behavior under cyclic multiaxial stress state”. in Joining in Car Body Engineering, 2020.

Krüger, C.; Schmolke, T.; Merdivan, D.; Spohr, S.; Urban, P.; Meschut, G.: “Concept Development for a Functional Integrated Lightweight Battery Housing with Special Consideration of the Joining Technology”. presented at the Aachen Body Engineering Days 2020, Aachen, 2020.

Otroshi, M.; Meschut, G.: „Methodenentwicklung zur Schädigungsmodellierung für die numerische Prozesssimulation mechanischer Fügeverfahren“. Abschlussbericht EFB-Forschungsbericht 527, Europäische Forschungsgesellschaft für Blech-verarbeitung e.V. (EFB), Hannover, Deutschland, 2020.

Aßmuth, V.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: „Analyse rezepturabhängiger und alterungsbedingter Enthaftungserscheinungen geklebter SMC-Bauteile“. Frankfurt am Main: DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., 2020.

Ivanjko, M.; Beck, R.; Meschut, G.; Zweck, J.; Richter, T.: “Development of an adaptive, sensor-based FDS-robot-system”. in Joining in Car Body Engineering 2021, Online, 2021.

Günter, H.; Meschut, G.; Fuss, D.; Werner, K.; Bangel, M.; Rotzsche, D.; Uffelmann, M.; Oleff, N.: “Joining of press-hardened profiles for the mixed-intensive lightweight structural design in electric vehicles”. in Joining in Car Body Engineering 2021, Online, 2021.

Schmolke, T.; Krüger, C.; Merdivan, D.; Meschut, G.; Urban, P.: “Development of a Leak Test Method for the Joining technology of Functionally Integrated Lightweight Battery Housings for Electric Vehicles”. in Joining in Car Body Engineering 2021, Online, 2021.

Schmolke, T.; Krüger, C.; Merdivan, D.; Spohr, S.: „Entwicklung einer gewichtsoptimierten Batteriegehäusestruktur für Volumenfahrzeuge“. Berlin: Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT), 2021.

Schmolke, T.; Meschut, G.: „Untersuchung der Dichtheitseigenschaften hybridgefügter Mischbauverbindungen für den Einsatz in Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge”. in 11. Doktorandenseminar Klebtechnik, Aachen.

Göddecke, J.; Meschut, G.: „Experimentelle Untersuchung der Dämpfungseigenschaften geklebter Strukturen unter dynamischer Beanspruchung”. in 11. Doktorandenseminar Klebtechnik, Aachen.

Schmolke, T. et al.: „Entwicklung einer Methode zur Bewertung einer stahlintensiven Mischbau-Klebverbindung eines Batteriegehäuses gegenüber mechanischer und medialer Belastung und Berücksichtigung der Interphasenstruktur”. in 21. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 2021.

Beule, F.; Teutenberg, D.; Meschut, G.; Aubel, T.; Matzenmiller, A.: „Methodenentwicklung zur Versagensanalyse aufgrund der Aushärtung vorgeschädigter Klebverbindungen in stahlintensiven Mischbaustrukturen”. in 21. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 2021.

Fischer, E.; Schmolke, T.; Chudalla, N.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: „Auslegungsmethode für Klebverbindungen mit KTL-beschichteten Fügeteilen und polymeren, faserverstärkten Werkstoffen – Kleben auf KTL in 21“. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 2021.

Sander, S.; Teutenberg, D.; Meschut, G.; Matzenmiller, A.: „Methodenentwicklung zur Langzeitprognose von Klebverbindungen bei kombinierter Temperatur- und Medieneinwirkung”. in 21. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 2021.

Chudalla, N.; Meschut, G.; Bartley, A.; Wibbeke, T. M.: „Analyse des Versagensverhaltens geklebter Stahl Verbindungen beim werkstoffschonenden Entfügen in der Karosserieinstandsetzung”. in 21. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, 2021.

Göddecke, J.; Meschut, G.; Damm, J.; Albiez, M.; Ummenhofer, T.: „Dämpfungseigenschaften geklebter Verbindungen - Potenzialanalyse und Klebstoff-charakterisierung”. adhäsion KLEBEN & DICHTEN, pp. 14–23, 2021.

Rossel, M. S.; Meschut, G.: „Steigerung der Prognosegüte mechanischer Fügeprozesssimulationen durch den Einsatz einer fügespezifischen Reibmodellierung basierend auf einer experimentellen Parametrisierung”. in 11. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, 2021.

Aßmuth, V.; Meschut, G.: “Effect of low-profile additives on the durability of adhesively bonded Sheet Moulding Compound (SMC)”. International Journal of Adhesion and Adhesives, vol. 112, Art. no. 103036, 2021.

Schmolke, T.; Meschut, G.: „Konzeptentwicklung für ein Stahlbatteriegehäuse”. stahl., vol. 3-4 / 2021, pp. 37–39, 2021.

Helbig, M. et al.: “Modeling of adhesives in crash simulation under consideration of manufacturing processes”. presented at the automotive CAE Grand Challange, Hanau, 2021.

Helbig, M. et al.: “DigiBody - Optimizing of Joining Technology”. presented at the 13th European LS-DYNA Conference, Ulm, 2021.

Masendorf, L.; Wächter, M.; Esderts, A.; Otroshi, M.; Meschut, G.: „Simulationsbasierte Lebensdauerabschätzung einer stanzgenieteten Fügeverbindung unter zyklischer Belastung”. presented at the 4. Symposium Materialtechnik, 2021.

Kowatz, J.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: “Experimental failure analysis of adhesively bonded steel/CFRP joints under quasi-static and cyclic tensile-shear and peel loading”. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2021.

Günter, H.; Meschut, G.: “Joining of ultra-high-strength steels using resistance element welding on conventional resistance spot welding guns”. Welding in the World, 2021.

Neumann, S.; Meschut, G.; Schmatz, F.; Flügge, W.: „Robotergestütztes manuelles mechanisches Fügen – RoboterFügen“. 2021.

Aßmuth, V.; Teutenberg, D.; Meschut, G.: „Analyse rezepturabhängiger und alterungsbedingter Enthaftungserscheinungen geklebter SMC-Bauteile”. in 10. Doktorandenseminar Klebtechnik, Kassel, vol. 369, 2021

Uhe, B.; Kuball, C.-M.; Merklein, M.; Meschut, G.: “Influence of the Rivet Coating on the Friction during Self-Piercing Riveting”. Key Engineering Materials, vol. 883, pp. 11–18, 2021.

Uhe, B.; Kuball, C.-M.; Merklein, M.; Meschut, G.: “Strength of self-piercing riveted Joints with conventional Rivets and Rivets made of High Nitrogen Steel”. presented at the 24th International Conference on Material Forming (ESAFORM), Liège, Belgien, 2021.

Çavdar, S.: „Spannungsbasierte Lebensdauerberechnung von zyklisch beanspruchten Klebverbindungen mit hyperelastischem Deformationsverhalten“. vol. 152. Aachen: Shaker Verlag, 2021.

Uhe, B.; Kuball, C.-M.; Merklein, M.; Meschut, G.: “Self-Piercing Riveting Using Rivets Made of Stainless Steel with High Strain Hardening”. in Forming the Future - Proceedings of the 13th International Conference on the Technology of Plasticity. The Minerals, Metals & Materials Series., G. Daehn, J. Cao, B. Kinsey, E. Tekkaya, A. Vivek, and Y. Yoshida, Eds. Cham: Springer, 2021, pp. 1495–1506.

Han, D.; Yang, C.; Meschut, G.: “A method for three-dimensional modelling of the shear-clinching process”. ESAFORM 2021, 2021.

Sander, S.; Bobbert, M.; Meschut, G.: „Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen“. Springer Vieweg, 2021.

Han, D.; Yang, K.; Meschut, G.: “Mechanical joining of glass fibre reinforced polymer (GFRP) through an innovative solid self-piercing rivet”. Journal of Materials Processing Technology, 2021.

Tews, K.; Aubel, T.; Teutenberg, D.; Meschut, G.; Duffe, T.; Kullmer, G.: „Methodenentwicklung zur numerischen Lebensdauerprognose von hyperelastischen Klebverbindungen infolge zyklischer Beanspruchung mittels bruchmechanischer Ansätze”. 2021.

Duffe, T.; Kullmer, G.; Tews, K.; Aubel, T.; Meschut, G.: „Bruchmechanische Lebensdauervorhersage für hyperelastische Klebverbindungen”. 2021.

Bielak, C. R.; Böhnke, M.; Bobbert, M.; Meschut, G.: “Further development of a numerical method for analyzing the load capacity of clinched joints in versatile process chains”. presented at the ESAFORM 2021, Lüttich, 2021.

Kuball, C.-M.; Uhe, B.; Meschut, G.; Merklein, M.: “Selective application of different forming temperatures for individual process stages in a rivet manufacturing process with high nitrogen steel”. presented at the 2nd International Conference on Advanced Joining Processes, Sintra, PT, 2021.

Wibbeke, T. M.; Bartley, A.; Chudalla, N.; Meschut, G.: „Fügen und Trennen von Kfz-Karosseriestrukturen in Leichtbauweise”. 2021.

Olfert, V.; Meschut, G.; Hein, D.; Rochel, P.; Sommer, S.: „Einfluss fertigungs-bedingter Toleranzen auf das Versagens- und Verformungsverhalten mechanisch gefügter Verbindungen unter Crashbelastung”. presented at the 11. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, Dresden, 2021.

Aktuelle Forschungsprojekte

„Analytische Auslegung der Schwingfestigkeit geclinchter Verbindungen (Schwingfestigkeit Clinchen)“: Ziel dieses Vorhabens ist es, im Hinblick auf die konstruktive Auslegung von Clinchverbindungen die Schwingfestigkeit und insb. die Mittelspannungsempfindlichkeit zu charakterisieren. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Charakterisierung und Modellierung von Kerbeffekten durch Mischverbindungen in Karosseriebauteilen aus höchstfesten Stählen (Kerbeffekte Mischbau)“: Ziel des Forschungsvorhabens sind die systematische Analyse und Quantifizierung von Kerbwirkungen von mittels Stanznieten und Widerstandselementschweißen gefügten pressharten Bauteilstrukturen unter quasistatischen und schlagartigen Belastungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Konzeption einer adaptiven Prozesskette für das mechanische Fügen (Mechanisches Fügen 4.0)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Steigerung der (Kosten-) Effizienz von Produktionsprozessen durch die Konzeption einer adaptiven Prozesskette für das mechanische Fügen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung für die Simulation mechanischer Fügeprozesse mit besonderer Berücksichtigung fügespezifischer Reibverhältnisse (Fügespezifische Reibwerte)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer standardisierten Methode zur Erfassung und Berücksichtigung realer Reibverhältnisse in der mechanischen Fügeprozesssimulation. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur numerischen Lebensdauerprognose von hyperelastischen Klebverbindungen infolge zyklischer Beanspruchung mittels bruchmechanischer Ansätze (Lebensdauer hyperelastisch)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine Methode zur numerischen Lebensdauerprognose von hyperelastischen Klebverbindungen infolge zyklischer Beanspruchung auf Basis bruchmechanischer Ansätze zu entwickeln und zu verifizieren sowie anhand technologischer Proben mit bauteilähnlichen Beanspruchungszuständen zu validieren. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS

„Experimentelle und numerische Untersuchung der Dämpfungseigenschaften geklebter Strukturen unter dynamischer Beanspruchung (Dämpfende Knoten)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Methodik zur Berücksichtigung dämpfender Klebschichteigenschaften von dynamisch beanspruchten Strukturen. Der Fokus liegt dabei sowohl auf der experimentellen als auch auf der numerischen Identifikation und Charakterisierung der Dämpfungseigenschaften geklebter Stahlverbindungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Vorlochfreies Setzen von Funktionselementen mittels Fließformen (Funktionselemente vorlochfrei)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Prozesse des Fließlochformens und Blindnietmutternsetzens zu einem Verfahren zu kombinieren und somit hochbelastbare Gewinde vorlochfrei in profilintensive Aluminiumleichtbaustrukturen einbringen zu können. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Einseitiges Widerstandselementschweißen für die stahlintensive Mischbauweise (einseitiges WES - eWES)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Weiterentwicklung des Widerstandselementschweißens für die Verbindung von Stahlprofilen mit NE-Werkstoffen bei einseitiger Zugänglichkeit. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„DigiBody - Digitale Prozesskette zur Abbildung und Optimierung der Fügetechnik im Rohbau (DigiBody)“: Ziel des Vorhabens DigiBody ist die digitale Vorhersagbarkeit der Güte von Verbindungen in komplex belasteten, intelligenten Bauteilen, unter Berücksichtigung der realen Produktions-, Produkt- und Betriebsinformationen in der Fahrzeugentwicklung und deren Wechselwirkungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), TÜV Rheinland Consulting GmbH

„Methodenentwicklung zur Versagensanalyse aufgrund der Aushärtung vorgeschädigter Klebverbindungen in stahlintensiven Mischbaustrukturen (Crash-Delta-Alpha)“: Als Ziel des Forschungsprojektes gilt den Einfluss der Vorschädigung einer Klebschicht durch eine thermisch bedingte Relativverschiebung der Fügepartner zu untersuchen. Weitergehend soll eine Methodik entwickelt werden, um die untersuchte Vorschädigung in einem Simulationsmodell abbilden zu können. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Analyse des Versagensverhaltens geklebter Stahl-Verbindungen beim werkstoffschonenden Entfügen in der Karosserieinstandsetzung (Versagen Entfügen)“: Ziel des Vorhabens ist ein tiefgehendes Verständnis über die physikalischen Vorgänge im Klebstoff und den Fügeteilwerkstoffen bei Temperaturen < -40 °C zur prozesstechnischen Umsetzbarkeit des Entfügens bei tiefen Temperaturen für die Anwendung beim KMU. Zusätzlich soll ein Demonstrator-Werkzeug für die Laboranwendung entwickelt werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Entwicklung multifunktionaler Schnittstellen zum Verbinden von FKV mit Metallen unter Nutzung etablierter Fügeverfahren“ (Multifunktionale Schnittstellen FKV)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Technologie für schädigungsarme, kraftflussgerechte FKV/Metall-Verbindungen unter Anwendung etablierter punktueller Fügeverfahren, wie dem Widerstandspunktschweißen oder dem Clinchen. Hierzu werden metallische multifunktionale Schnittstellen mithilfe eines Dornwerkzeuges bereits während der Bauteilfertigung in eine thermoplastische FKV-Struktur integriert. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Entwicklung einer Methode zur Bewertung einer stahlintensiven Mischbau-Klebverbindung eines Batteriegehäuses gegenüber mechanischer und medialer Belastung unter Berücksichtigung der Interphasenstruktur (Beständigkeit geklebter Batteriekasten): Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Langzeitbeständigkeitseigenschaften, insbesondere der Dichtheit, eines geklebten Verbundsystems unter mechanischen und medialen Belastungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Methodenentwicklung zur Prognose des Crashverhaltens von widerstandspunktgeschweißten 3-Stahlblechverbindungen (WPS-Crash 3 Blech)“: Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist die Methodenentwicklung zur Vorhersage des Trag- und Versagensverhaltens von widerstandspunktgeschweißten 3-Stahlblechverbindungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„HyMat2 - Teilvorhaben: HyPro - Entwicklung und Validierung extrinsischer Schnittstellen (hypro)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Validierung extrinsischer Schnittstellen, um eine effiziente und möglichst homogene Werkstoffausnutzung in der hybriden Struktur zu erreichen. In diesem Vorhaben liegt der Fokus u. a. auf der hybridbauteilseitigen Flanschgestaltung.Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Projektträger Jülich

„Methodenentwicklung zur Vermeidung von Liquid Metal Embrittlement während des Widerstandspunktschweißens von hochfesten Stahlwerkstoffen (Methodenentwicklung zur Vermeidung von LME)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Phänomen LME beim Widerstandspunktschweißen von verzinkten Stahlwerkstoffen auf seine Ursachen sowie seine Auswirkungen hinsichtlich der Verbindungsfestigkeit zu untersuchen und Ansätze zur Vermeidung von LME-Rissen aufzuzeigen. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Linienförmiges Fügen von Profilverbundsystemen mit erhöhten Dichtheitsanforderungen (Linienförmiges MF Strangpressprofile)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, mit Hilfe der numerischen Simulation und geeigneten Konstruktionsmethoden einen wirtschaftlich herstellbaren Profilverbund mit integrierten Funktionsabschnitten zur mechanischen Verbindungsausbildung unter Berücksichtigung erhöhter Dichtheitsanforderungen zu entwickeln. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stifterverband Metalle e. V.

„Lebensdauerprognose für Stahlklebverbindungen bei multiaxialer Belastung mit Phasenverschiebung, veränderlicher Mittelspannung und variablen Amplituden (LAMbdA)“: Das Forschungsziel besteht darin, Berechnungsansätze zur Lebensdauerabschätzung multiaxial belasteter Klebverbindungen so zu erweitern, dass die Effekte von Phasenverschiebung, Mittelspannungsempfindlichkeit und variabler Amplituden beschrieben werden können. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„FractureSurfaceTechnologies“: Ziel von FractureSurfaceTechnologies ist die Entwicklung einer industriell nutzbaren Technologie zur automatisierten und objektiven Analyse von Bruchflächen geklebter Verbindungen. Förderinstitution: Europäische Union (EU), Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)

„Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses variabler Betriebstemperaturen auf das Trag- und Versagensverhalten struktureller Klebverbindungen unter Crashbelastung (Crash Kleben Temperatur)“: Das angestrebte Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, den Einfluss von variablen Betriebstemperaturen auf das mechanische Verhalten geklebter Verbindungen unter Crashbelastung experimentell zu erfassen und simulationstechnisch zu beschreiben bzw. sowohl experimentell als auch numerisch eine grundlegende praxistaugliche Methodik dazu aufzuzeigen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Modellbasierte inline Prozessüberwachung für Clinchprozesse (Modellbasierte PÜ MF)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines schnellen, inline fähigen Berechnungsmodells zur Prozessüberwachung beim Clinchen, welches die Grundlage für einen regelnden Eingriff in den Clinchprozess durch eine kontinuierliche Überwachung und ggf. Anpassung der Stempeleindringtiefe von Fügepunkt zu Fügepunkt darstellt. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Auslegung geklebter Verbindungen aus hochfestem Stahl unter Berücksichtigung betriebsrelevanter Beanspruchungen im Landmaschinen- und Anlagenbau (Auslegung Kleben Landmaschinenbau)“: Ziel des Projektes ist eine Methodenentwicklung in Anlehnung an die FKM-Richtlinie zur Auslegung geklebter Strukturen im Landmaschinen- und Anwendungsbau. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Systematisierung einer rechnergestützten Auswertemethode zur Versagensanalyse geklebter Verbindungen (Versagensanalyse Klebverbindung)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die grundlegenden Versagensmechanismen von Klebverbindungen in Abhängigkeit der äußeren Betriebseinflüsse zu ermitteln und durch die Definition von Versagenskriterien in eine Methode zur Versagensanalyse zu integrieren. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Validierung von Methoden zur Vermeidung von Liquid Metal Embrittlement an realitätsnahen Prinzipbauteilen (LME Prinzipbauteile)“: Ziel des Projektes ist es, durch experimentelle und numerische Untersuchungen an für den Karosseriebau realitätsnahen Fügeaufgaben über den gängigen Stand der Technik hinaus diejenigen Effekte systematisch zu untersuchen, welche die Entstehung von LME bedingten Rissen beeinflussen. Gleichzeitig sollen so die einzuhaltenden Prozessrandbedingungen und möglichen Auswirkungen von LME Rissen ermittelt werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Methoden und Technologien zur Validierung und Optimierung der Ressourceneffizienz von Prozessnetzwerken bei der Herstellung von Leichtbaustrukturen (METEOR)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Realisierung eines weitgehend umweltneutralen Produktionsnetzwerks, um die CO2-Emissionen in der industriellen Produktion von hybriden Leichtbaustrukturen um bis zu 80 Prozent zu senken. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger Jülich

„Verfahrenserweiterung des Widerstandselementschweißens für stahlintensive Dreiblech-Hybrid-Mischverbindungen mit zwei höchstfesten Stahlgüten in Mittel- und Basislage (WES Dreiblech)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die grundlegende Untersuchung des zweistufigen Widerstandselementschweißens hinsichtlich der Erzeugung von Dreiblech-Hybrid-Mischverbindungen mittels konventioneller Widerstandspunktschweißanlagen. Die Untersuchungen beinhalten grundlegende Fügepunkt-, Blechdicken- und Steifigkeitsanalysen, welche zu einem tieferen Prozessverständnis beitragen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Fügbarkeitsanalyse gasdichter Widerstandspunktschweißklebverbindungen für Stahlbatteriegehäuse (Fügbarkeitsanalyse Stahlbatteriegehäuse)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Qualifizierung der Fügetechnik zur Herstellung gasdichter Verbindungen und das Formulieren eines Methodenleitfadens zur Fügbarkeit von Stahlbatteriegehäusen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Konzepte für die ressourceneffiziente und sichere Produktion von Leichtbaustrukturen (KORESIL)“:  Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Potenziale moderner, soziotechnischer Lösungen für Prozessketten mit geschlossenen Stoffkreislaufen, von der Entwicklung und Produktion über die Nutzung bis hin zur Stoffkreislaufrückführung, zu demonstrieren und deren Einfluss auf eine sichere und attraktive Arbeitsplatzgestaltung aufzuzeigen. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Methodenentwicklung zur rechnerischen Auslegung geklebter Stahlverbindungen unter Alterungsbeanspruchung im Stahl- und Anlagenbau (PermaBond)“: Das Ziel des Forschungsprojekts ist eine praxisgerechte, simulationsgestützte Auslegungsmethode für den Stahl- und Anlagenbau zur Berechnung und Beurteilung des Langzeittragverhaltens dickschichtgeklebter Stahlverbindungen unter hygro-thermo-mechanischer Belastung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Mechanisches Fügen metallischer, additiv auf Pulverbasis gefertigter Bauteile (Mechanisches Fügen AM)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bewertung der mechanischen Fügeeignung von metallischen AM-Bauteilen mit besonderem Schwerpunkt auf der Bewertung des Einflusses der AM-bauteiltypischen Eigenschaften auf die Verbindungsausbildung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur verbesserten Prognosegüte beim Clinchen mit beweglicher Matrize in der numerischen Fügeprozesssimulation (Simulation 3D-Clinchen)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Prognosegüte für die Prozesssimulation des Clinchens mit beweglicher Matrize zu verbessern. Den hierfür benötigten Detaillierungsgrad soll eine präzise 3D-Modellierung im Rahmen einer Methodenentwicklung für eine 3D-Fügeprozesssimulation liefern. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Simulation des Viscous Fingering in Klebverbindungen von stahlintensiven Mischbaustrukturen (Viscous Fingering)“: Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur experimentellen Charakterisierung und numerischen Analyse von Klebverbindungen, die aufgrund von fertigungsinduzierten Verschiebungen in Normalenrichtung in der flüssigen Phase beansprucht wurden und im Folgendem einer quasistatischen Beanspruchung unterzogen werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Methodenentwicklung zur Simulation von hyperelastischen Klebverbindungen unter Crashbelastung (Crashverhalten hyperelastisch)“: Das vorrangige Ziel dieses Gemeinschaftsprojekts liegt in der Entwicklung einer für die Crashsimulation tauglichen Berechnungsmethode für Stahlklebverbindungen mit semistrukturellen, gummielastischen Klebstoffen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Qualifizierung mechanischer Fügeverfahren für Batteriekästen (Fügen Batteriekästen)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Weiterentwicklung der ausgewählten mechanischen Fügeverfahren mit reduzierter Fügeteildeformation und effizienter zielorientierter Klebstoffapplikation für die Herstellung mediendichter Batteriekästen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Verbesserung der Schädigungsmodellierung in der numerischen 3D-Belastungssimulation mechanischer Fügeverfahren unter Berücksichtigung der fügeinduzierten Vorbeanspruchung (Belastungssimulation MF)“: Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Beurteilung des Versagensverhaltens von mechanisch gefügten Verbindungen und zur Verbesserung der Schädigungsmodellierung in der numerischen 3D-Belastungssimulation mechanischer Fügeverfahren unter Berücksichtigung der fügeinduzierten Vorbeanspruchung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung für die Fügbarkeitsprognose (TRR285 A01)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Methodenentwicklung zur ganzheitlichen Prognose der Fügbarkeit entlang der Prozesskette Mechanisches Fügen in wandlungsfähigen Prozessketten. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Wandlungsfähiges Fügen mit Hilfsfügeteil (TRR285 C02)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Wandlungsfähigkeit des Halbhohlstanznietens, durch Veränderung der Werkzeugkinematik sowie der Entwicklung innovativer Nietgeometrien zu steigern. Förderinstitution: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

„Methodenentwicklung zur Prognose des Crashverhaltens von widerstandspunktgeschweißten 3-Stahlblechverbindungen (WPS-Crash 3 Blech)“: Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist die Methodenentwicklung zur Vorhersage des Trag- und Versagensverhaltens von widerstandspunktgeschweißten 3-Stahlblechverbindungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„HyMat2 - Teilvorhaben: HyPro - Entwicklung und Validierung extrinsischer Schnittstellen (hypro)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Validierung extrinsischer Schnittstellen, um eine effiziente und möglichst homogene Werkstoffausnutzung in der hybriden Struktur zu erreichen. In diesem Vorhaben liegt der Fokus u. a. auf der hybridbauteilseitigen Flanschgestaltung.Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Projektträger Jülich

„Erarbeitung von Lösungsstrategien für das prozesssichere Halbhohlstanznieten von höchstfesten und ultrahöchstfesten Stählen mit Aluminiumwerkstoffen (Stanznietoptimierung)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Optimierung von Stanznieten hinsichtlich der Geometrie und des Werkstoffs für das Fügen von höchstfesten Stählen mit Aluminium und deren Herstellung in einem seriennahen Umformprozess. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Linienförmiges Fügen von Profilverbundsystemen mit erhöhten Dichtheitsanforderungen (Linienförmiges MF Strangpressprofile)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, mit Hilfe der numerischen Simulation und geeigneten Konstruktionsmethoden einen wirtschaftlich herstellbaren Profilverbund mit integrierten Funktionsabschnitten zur mechanischen Verbindungsausbildung unter Berücksichtigung erhöhter Dichtheitsanforderungen zu entwickeln. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stifterverband Metalle e. V.

„Lebensdauerprognose für Stahlklebverbindungen bei multiaxialer Belastung mit Phasenverschiebung, veränderlicher Mittelspannung und variablen Amplituden (LAMbdA)“: Das Forschungsziel besteht darin, Berechnungsansätze zur Lebensdauerabschätzung multiaxial belasteter Klebverbindungen so zu erweitern, dass die Effekte von Phasenverschiebung, Mittelspannungsempfindlichkeit und variabler Amplituden beschrieben werden können. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Experimentelle und numerische Untersuchung des Einflusses variabler Betriebstemperaturen auf das Trag- und Versagensverhalten struktureller Klebverbindungen unter Crashbelastung (Crash Kleben Temperatur)“: Das angestrebte Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, den Einfluss von variablen Betriebstemperaturen auf das mechanische Verhalten geklebter Verbindungen unter Crashbelastung experimentell zu erfassen und simulationstechnisch zu beschreiben bzw. sowohl experimentell als auch numerisch eine grundlegende praxistaugliche Methodik dazu aufzuzeigen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Modellbasierte inline Prozessüberwachung für Clinchprozesse (Modellbasierte PÜ MF)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines schnellen, inline fähigen Berechnungsmodells zur Prozessüberwachung beim Clinchen, welches die Grundlage für einen regelnden Eingriff in den Clinchprozess durch eine kontinuierliche Überwachung und ggf. Anpassung der Stempeleindringtiefe von Fügepunkt zu Fügepunkt darstellt. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Auslegung geklebter Verbindungen aus hochfestem Stahl unter Berücksichtigung betriebsrelevanter Beanspruchungen im Landmaschinen- und Anlagenbau (Auslegung Kleben Landmaschinenbau)“: Ziel des Projektes ist eine Methodenentwicklung in Anlehnung an die FKM-Richtlinie zur Auslegung geklebter Strukturen im Landmaschinen- und Anwendungsbau. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Systematisierung einer rechnergestützten Auswertemethode zur Versagensanalyse geklebter Verbindungen (Versagensanalyse Klebverbindung)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die grundlegenden Versagensmechanismen von Klebverbindungen in Abhängigkeit der äußeren Betriebseinflüsse zu ermitteln und durch die Definition von Versagenskriterien in eine Methode zur Versagensanalyse zu integrieren. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Validierung von Methoden zur Vermeidung von Liquid Metal Embrittlement an realitätsnahen Prinzipbauteilen (LME Prinzipbauteile)“: Ziel des Projektes ist es, durch experimentelle und numerische Untersuchungen an für den Karosseriebau realitätsnahen Fügeaufgaben über den gängigen Stand der Technik hinaus diejenigen Effekte systematisch zu untersuchen, welche die Entstehung von LME bedingten Rissen beeinflussen. Gleichzeitig sollen so die einzuhaltenden Prozessrandbedingungen und möglichen Auswirkungen von LME Rissen ermittelt werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Methoden und Technologien zur Validierung und Optimierung der Ressourceneffizienz von Prozessnetzwerken bei der Herstellung von Leichtbaustrukturen (METEOR)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Realisierung eines weitgehend umweltneutralen Produktionsnetzwerks, um die CO2-Emissionen in der industriellen Produktion von hybriden Leichtbaustrukturen um bis zu 80 Prozent zu senken. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger Jülich

„Verfahrenserweiterung des Widerstandselementschweißens für stahlintensive Dreiblech-Hybrid-Mischverbindungen mit zwei höchstfesten Stahlgüten in Mittel- und Basislage (WES Dreiblech)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die grundlegende Untersuchung des zweistufigen Widerstandselementschweißens hinsichtlich der Erzeugung von Dreiblech-Hybrid-Mischverbindungen mittels konventioneller Widerstandspunktschweißanlagen. Die Untersuchungen beinhalten grundlegende Fügepunkt-, Blechdicken- und Steifigkeitsanalysen, welche zu einem tieferen Prozessverständnis beitragen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Fügbarkeitsanalyse gasdichter Widerstandspunktschweißklebverbindungen für Stahlbatteriegehäuse (Fügbarkeitsanalyse Stahlbatteriegehäuse)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Qualifizierung der Fügetechnik zur Herstellung gasdichter Verbindungen und das Formulieren eines Methodenleitfadens zur Fügbarkeit von Stahlbatteriegehäusen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Konzepte für die ressourceneffiziente und sichere Produktion von Leichtbaustrukturen (KORESIL)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Potenziale moderner, soziotechnischer Lösungen für Prozessketten mit geschlossenen Stoffkreislaufen, von der Entwicklung und Produktion über die Nutzung bis hin zur Stoffkreislaufrückführung, zu demonstrieren und deren Einfluss auf eine sichere und attraktive Arbeitsplatzgestaltung aufzuzeigen. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Methodenentwicklung zur rechnerischen Auslegung geklebter Stahlverbindungen unter Alterungsbeanspruchung im Stahl- und Anlagenbau (PermaBond)“: Das Ziel des Forschungsprojekts ist eine praxisgerechte, simulationsgestützte Auslegungsmethode für den Stahl- und Anlagenbau zur Berechnung und Beurteilung des Langzeittragverhaltens dickschichtgeklebter Stahlverbindungen unter hygro-thermo-mechanischer Belastung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Mechanisches Fügen metallischer, additiv auf Pulverbasis gefertigter Bauteile (Mechanisches Fügen AM)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bewertung der mechanischen Fügeeignung von metallischen AM-Bauteilen mit besonderem Schwerpunkt auf der Bewertung des Einflusses der AM-bauteiltypischen Eigenschaften auf die Verbindungsausbildung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur verbesserten Prognosegüte beim Clinchen mit beweglicher Matrize in der numerischen Fügeprozesssimulation (Simulation 3D-Clinchen)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Prognosegüte für die Prozesssimulation des Clinchens mit beweglicher Matrize zu verbessern. Den hierfür benötigten Detaillierungsgrad soll eine präzise 3D-Modellierung im Rahmen einer Methodenentwicklung für eine 3D-Fügeprozesssimulation liefern. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Simulation des Viscous Fingering in Klebverbindungen von stahlintensiven Mischbaustrukturen (Viscous Fingering)“: Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur experimentellen Charakterisierung und numerischen Analyse von Klebverbindungen, die aufgrund von fertigungsinduzierten Verschiebungen in Normalenrichtung in der flüssigen Phase beansprucht wurden und im Folgendem einer quasistatischen Beanspruchung unterzogen werden. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Methodenentwicklung zur Simulation von hyperelastischen Klebverbindungen unter Crashbelastung (Crashverhalten hyperelastisch)“: Das vorrangige Ziel dieses Gemeinschaftsprojekts liegt in der Entwicklung einer für die Crashsimulation tauglichen Berechnungsmethode für Stahlklebverbindungen mit semistrukturellen, gummielastischen Klebstoffen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Qualifizierung mechanischer Fügeverfahren für Batteriekästen (Fügen Batteriekästen)“: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Weiterentwicklung der ausgewählten mechanischen Fügeverfahren mit reduzierter Fügeteildeformation und effizienter zielorientierter Klebstoffapplikation für die Herstellung mediendichter Batteriekästen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Methodenentwicklung zur Verbesserung der Schädigungsmodellierung in der numerischen 3D-Belastungssimulation mechanischer Fügeverfahren unter Berücksichtigung der fügeinduzierten Vorbeanspruchung (Belastungssimulation MF)“: Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Beurteilung des Versagensverhaltens von mechanisch gefügten Verbindungen und zur Verbesserung der Schädigungsmodellierung in der numerischen 3D-Belastungssimulation mechanischer Fügeverfahren unter Berücksichtigung der fügeinduzierten Vorbeanspruchung. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Gesamtrumpf Eco effiziente Technologie Anwendung (GrETa)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Vereinfachung des Prozessablaufs beim Setzen von selbststanzenden Verbindungselementen, um eine Steigerung der Effizienz und damit eine Senkung der Kosten für den Fügeprozess zu erreichen. Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

„Flexible Teilautomatisierung des robotergestützten mechanischen Fügens bei hohen Zangengewichten (FlexRob100Plus)“: Zielsetzung des Projektes ist die Etablierung einer intuitiven, robotergestützten, manuell geführten mechanischen Fügetechnik zur Teilautomatisierung sowie die Entwicklung und Qualifizierung einer erweiterten Fügeprozessüberwachung auf Basis der systeminhärenten und zusätzlichen Sensorik. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

„Weiterentwicklung der induktiven Schnellhärtung von Klebverbindungen für robuste Fertigungsprozesse unter Berücksichtigung von serienrelevanten Einflussfaktoren (Robuste Klebstoff-Schnellhärtung)“: Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Weiterentwicklung der induktiven Schnellhärtung zur Ermöglichung robuster elementarer Klebprozesse mit flexiblen Induktoren. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Entwicklung eines methodischen Ansatzes zur Vermeidung der Spritzer-bildung beim Widerstandspunktschweißen durch multiparametrische Prozessanalyse mittels künstlicher Intelligenz (WPS-KI-Spritzervermeidung)“: Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein methodischer Ansatz zur Vermeidung von Spritzern beim WPS entwickelt werden. Dieser erlaubt eine Optimierung der Verbindungsausbildung durch das reproduzierbare Erreichen der situationsabhängigen, maximalen Punktdurchmesser. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA)

„Untersuchung überlagerter Belastungen auf die elektrischen Verbindungseigenschaften von thermisch und umformtechnisch gefügten Massebolzen auf modernen Aluminiumwerkstoffen (Massebolzen)“: Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Charakterisierung des elektrischen Eigenschaftsprofils thermisch und umformtechnisch gefügter Massebolzenverbindungen (MBV) mit überlagerter Belastung sowie die Entwicklung einer geeigneten Prüfmethodik und Erarbeitung von Hinweisen für die Herstellung und Anwendung von langzeitstabilen Massebolzenverbindungen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Forschungsvereinigung Stifterverband Metalle e. V.

„Verfahrensflexible Halbhohlstanzniet-Clinch-Werkzeuge für das mechanische Fügen (Verfahrensflexibles Fügen)“: Zielsetzung des Projektes ist die systematische Optimierung von Werkzeuggeometrien für den Einsatz in Clinch- und Halbhohlstanznietprozessen ohne einen Wechsel von Stempel und Matrize aber auch der Anlage vornehmen zu müssen. Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF), Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB)

Messen/Tagungen/Seminare/Vorträge

20. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, Würzburg, 3.-4. März 2020

10. Fügetechnisches Gemeinschaftskolloquium, Hannover, 1.-2. Dezember 2020

21. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik, Digital, 2.-3. März 2021

SheMet 2021 – The 19th international Conference on Sheet Metal, Digital, 29.-31. März 2021

ESAFORM 2021 – 24th International Conference on Material Forming, Digital, 14.-16. April 2021

Joining in Car Body Engineering 2021, Digital, 19.-22. April 2021

MSE 2020 - Materials Science and Engineering Congress, Digital, 22.-25. September 2021

IDDRG 2021 – 40th International Deep-Drawing Research Group Conference 21.Juni -2. Juli 2021

12. Doktorandenseminar der Klebtechnik, Paderborn, 21.-22. September 2021

Advanced Joining Processes (AJP 2021), Sintra, Portugal, 21.-22. Oktober 2021

Wissenschaftliche Kooperationen

Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM), Universität Hannover

Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm, Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren (tff), Universität Kassel

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Dilger, Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs), TU Braunschweig

Prof. Dr.-Ing. Klaus Dröder, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Technische Universität Braunschweig

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Lutz Eckstein, Institut für Kraftfahrzeuge (ika), RWTH Aachen

Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts, Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebstechnik (IMAB), Technische Universität Clausthal

Prof. Dr.-Ing. Wilko Flügge, Lehrstuhl für Fertigungstechnik, Universität Rostock

Prof. Dr. rer. nat. Peter Gumbsch, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) / Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Prof. Sven Jüttner, Institut für Werkstoff- und Fügetechnik, Universität Magdeburg

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Kötting, Institut für Werkstofftechnik, Fügetechnik, Oberflächentechnik, FH Münster

Prof. Dr.-Ing. Holger Lieberwirth, Institut für Aufbereitungsmaschinen (iam), TU Bergakademie Freiberg

Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier, Institut für Werkstoffkunde (IW), Leibniz Universität Hannover

Prof. Dr.-Ing. Anton Matzenmiller, Institut für Mechanik (IfM) - Numerische Mechanik, Universität Kassel

Prof. Dr. rer. nat. Bernd Mayer, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), Bremen

Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz, Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM), TU Darmstadt

Prof. Dr. rer. nat. Reinhart Poprawe, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), RWTH Aachen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Reisgen, Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF), RWTH Aachen

Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier, Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK), TU Berlin

Prof. Dr.-Ing. Erman Tekkaya, Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL), TU Dortmund

Prof. Dr.-Ing. Michael Wibbeke, Fertigungstechnologie Mechatronik, Hochschule Hamm-Lippstadt

Prof. Dr.-Ing. Michael Zäh, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), TU München

Funktionen

Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut:

Gewählter Gutachter der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) „Otto von Guericke“ e.V.

Vorstandsvorsitzender der Fachsektion „Klebtechnik“ der DECHEMA, Gesellschaft für chemische Technik und Biotechnologie e.V.

Mitglied im Kuratorium der Forschungsvereinigung Stahlanwendung (FOSTA) e.V.

Mitglied im Forschungsbeirat der Europäischen Gesellschaft für Blechverarbeitung (EFB) e.V.

Mitglied im Forschungsrat der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS

Mitglied im Beirat des Normausschusses Schweißen und verwandte Verfahren sowie Obmann des Arbeitsausschusses Klebtechnik des DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

Mitglied im Wissenschaftlichen Arbeitskreis der Universitätsprofessoren der Werkstofftechnik e.V. (WAW)

Mitglied des Vorstandes des Ausschusses für Technik (AfT) des DVS, Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V.

Mitglied des Aufsichtsrates der JOWAT SE

Mitglied des Vorstandes des Freundeskreises LWF Universität Paderborn e.V.

Mitglied des Vorstandes des Ausschusses für Technik (AfT) des DVS, Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V.

Promotionen

Hader, Christoph: „Beitrag zur Steigerung der Qualität von Aluminium-Lichtbogen-Bolzenschweißverbindungen mit Hubzündung“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Sierak, Paulina: „Qualifizierung intelligenter Datenanalysemethoden bei vollautomatisierten Klebtechnikanwendungen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Gerkens, Michael: „Entwicklung einer Methodik zur numerischen Simulation des Hochgeschwindigkeits- Bolzensetzens“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Ditter, Jan: „Methodenentwicklung zum Entfügen von Stahl-Klebverbindungen bei tiefen Temperaturen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Laubrock, Miriam: „Auslegung lastübertragender Klebverbindungen für den Landmaschinenbau“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Çavdar, Serkan: „Spannungsbasierte Lebensdauerberechnung von zyklisch beanspruchten Klebverbindungen mit hyperelastischem Deformationsverhalten“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Giese, Patrick: „Methode zur Prognose des Tragverhaltens von Halbhohlstanznietverbindungen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Sartisson, Vadim: „Entwicklung eines selbstschließenden Vollstanznietverfahrens für das Fügen ultrahochfester Stahlwerkstoffe mit Aluminiumlegierungen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Janzen, Vitalij: „Weiterentwicklung des einstufigen Widerstandselementschweißens“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Meyer, Sebastian: „Umformtechnisches Fügen von Stanzmuttern während des Formhärtens von 22MnB5“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)

Zweck, Jonas: „Robotergeführtes Fließlochformschrauben hochfester Stahlwerkstoffe mit Aluminium-Strangpressprofilen“. (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut)