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Forschungsprojekte & Kooperationsprojekte
Aktuelle Projekte
Teilprojekt im FuE-Projekt "mMCP - Maßgeschneiderte Modellierung, charakterisierung und Parameteridentifizierung" (2025-2027)
Titel: "Innovatives Design neuer Charakterisierungsexperimente, Probekörper und Auswertungsstrategien"
Das Projektziel ist die Erforschung und prototypische Umsetzung eines neuen Ansatzes zur Nachbildung des viskoplastischen Materialverhaltens von Metallen bei schlagartigen Prozessen. Der Ansatz umfasst die Entwicklung eines neuen, für solche Prozesse maßgeschneiderten kontinuumsmechanisch formulierten Materialmodells und einer neuartigen, speziell auf diese Prozesse und das neue Materialmodell abgestimmten Charakterisierungsstrategie. Mit dieser Kombination wird angestrebt, die gegenwärtig erreichbare Simulationsgenauigkeit erheblich zu steigern und trotzdem die Kosten für die Charakterisierung nicht zu steigern, sondern sogar zu senken. Möglich wird dies durch die konsequente Fokussierung auf eine bestimmte Kategorie von Prozessen und durch innovative Designs für neue Charakterisierungsexperimente, die eine gegenüber dem Stand der Technik rapide gesteigerte Informationsausbeute je Experiment ermöglichen. Dementsprechend ist für die vollständige Charakterisierung eines Werkstoffs ein in Summe geringerer experimenteller Aufwand erforderlich. Die auf diesem Weg erreichbaren Einsparungen sollten die Kosten für den gesteigerten Bedarf an Computerkapazitäten deutlich übertreffen.
Teilprojekt im FuE-Projekt ZIM FAST - "Entwicklung von Komponenten für hochdynamische Fallprüfung von Großbauteilen und Schnellmesstechnologie" (2025-2026)
Titel: „Entwicklung von Messverfahren und Messtechnik zur Aufnahme relevanter Parameter bei hochdynamische Schlagbelastungen“
Die Daten aus Material-, Bauteil- und Crash-Testprüfungen sind eine wichtige Säule in der Entwicklung und Auslegung technischer Systeme. Die Erfassung dynamischer Materialwerte erfolgt dabei in der Regel an Pendelschlagwerken oder Fallprüfständen. Die ermittelten Kennwerte fließen in Berechnungen ein und dienen als Rohdaten für komplexere Simulationsmodelle. Oftmals sind in der Industrie rechnerische oder analytische Ergebnisse nicht ausreichend um erwartete Eigenschaften zu validieren, so dass eine experimentelle Erprobung erforderlich ist. Die Prüfbarkeit insbesondere von Großbauteilen unter hochdynamischen Bedingungen ist mit heutiger Prüftechnik aufgrund hoher technologischer Herausforderungen nicht umsetzbar. Dieses FuE-Projekt soll dazu dienen, funktionsrelevante Komponenten zu entwickeln, um zukünftig dem Markt Fallprüfstände für Großbauteile und High-Speed-Messungen zur Verfügung zu stellen.
Teilprojekt im Projekt "Innovative Berechnungsmodelle für keramische Werkstoffe bei dynamischen Impakt" - Eurostars ICOCE (2025-2028)
Titel: „Hochdynamische Werkstoffcharakterisierung für Hochleistungskeramiken“
Das ICOCE-Projekt schlägt eine neue Methode zur Charakterisierung spröder Materialien, wie Keramik, vor. Wir werden einen Datensatz entwickeln, d. h. ein neuartiges Materialmodell, das sich für die Simulation ihres Verhaltens unter dynamischen Belastungen eignet. Diese Daten werden in FEA-Software integriert, wodurch digitale Zwillinge von Materialien für realistische Simulationen entstehen. Ein Ökosystem digitaler Zwillinge von Materialien wird Interessengruppen wie FEA-Softwareanbieter, Materialprüfer und Hersteller miteinander verbinden, um diese Daten zu nutzen und den Designprozess neuer oder angepasster Produkte zu verbessern.
MaJoR - "Innovation im Bereich Wartung, Verbindung und Reparatur in der multidomänen Verteidigung" (2025-2029)
Das MaJoR-Projekt des EDF für 2023 befasst sich mit den Materialien und Techniken, die für Verteidigungsanwendungen im Bereich Reparatur, Verbindung und Wartung angepasst und zertifiziert werden müssen. Auf der Grundlage früherer Ergebnisse aus zivilen oder Verteidigungsanwendungen ist es das Ziel, solche Technologien über die „Tal der Tränen”* hinweg voranzutreiben.1 Dieses Projekt ist das Ergebnis einer Ausschreibung zur Unterstützung eines grenzüberschreitenden Verteidigungsinnovationsnetzwerks, dass die Testplattform beherbergen und Tests und andere Dienstleistungen für innovative Akteure anbieten wird.
* Das Phänomen, dass vielversprechende Technologien es nicht schaffen, über die Forschungsphase hinaus in die Entwicklung und schließlich in die Beschaffung zu gelangen.
1 aus: https://defence-industry-space.ec.europa.eu, S. 31
Teilprojekt im Projekt D2C - "Design2Collide - Kollisionsgeschweißte Hybrid-Leichtbaustrukturen" (2023-2027)
Im Verbundprojekt wird das Fügen von hochfesten Aluminium- und Stahlwerkstoffen durch das Kollisionsschweißen untersucht. Ziel des Projektes ist die Qualifizierung des elektromagnetischen Pulsschweißens als Fertigungsverfahren für den Einsatz bei hybriden Leichtbaustrukturen aus hochfesten Werkstoffen.
Teilvorhabentitel: „Erhöhung der numerischen Prognosefähigkeit für den EMPS-Prozess durch Erweiterung messtechnischer Grenzen und neue Materialmodelle“
Die Firma Nordmetall führt innerhalb des Projekts Materialcharakterisierungen bei hohen Dehnraten und verschiedenen Temperaturen durch, um damit insbesondere den Effekt der thermischen Aktivierung zu untersuchen und geeignete Materialmodelle für die numerische Simulation abzuleiten.
Abgeschlossene Projekte
ATLAS – Alloy Testing Laboratory at Advanced Specifications (2021-2024)
Der Kompetenzcluster „ATLAS“ wurde am 01.08.2021 gestartet und ist ein Förderprogramm des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).
Das Vorhaben soll durch Bündelung von Know-how und die Entwicklung innovativer Verfahren neue Ansätze auf den Themenfeldern der Materialentwicklung, Materialcharakterisierung und Materialoptimierung schaffen. Hierzu haben sich die Firmen DeltaSigma Analytics GmbH, Nordmetall GmbH und Sampro GmbH zu einem Cluster zusammengefunden.
Die Entwicklung metallischer Hochleistungswerkstoffe bedarf teurer Versuchsschmelzen und aufwendigen Materialcharakterisierungen und spezifischen Werkstoffbeschreibungen durch FE-Materialkarten – speziell bei hochdynamischer Hochtemperatur-Verformung unter Scher- bzw. Torsionsbelastung.
AMMICAL – Integration fortgeschrittener Werkstoffmodelle für CAE-Anwendungen (2019-2021)
Das Ziel dieses deutsch-tschechischen Verbundprojekts ist die die horizontale und vertikale Integration von Werkstoffdaten in die Industrie 4.0 Wertschöpfungsketten sowie die Ableitung eines generischen Materialmodells für die Prozess- und Systemsimulation.
Weitere Informationen unter www.ammical.de
Thermopre (2012 - 2020)
Verbundprojekt mit Partnern aus Forschung und Industrie zur Erforschung großserientauglicher Fertigungsketten für Produkte aus faserverstärkten Kunststoffen
ZIM MKV (2015 - 2018)
Forschungsprojekt zu Kennwerten von Metall-Kunststoffverbunden und deren Modellierung
ZIM Basaorth (2015 – 2018)
Forschungsprojekt zu Basaltfaser verstärkten Kunststoffverbunden und deren Kennwertermittlung
Smart Sensors (2015 - 2018)
Im Rahmen des Verbundprojektes mit Partnern aus Forschung und Industrie bearbeitete die Firma Nordmetall GmbH eine Teilaufgabe zur Integration von Smart Sensors in crashbelasteten Faserverbundstrukturen in der Elektromobilität.
Das Projekt wurde mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und der Sächsischen AufbauBank (SAB) im Zeitraum vom 1.7.2015 bis 30.6.2018 gefördert.
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