Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Metalle unter der Lupe

23.11.2005


Deutlich sind die kleinen Kristallite in der Eisen-Nickel-Legierung zu erkennen. Farben zeigen an, wie sie sich nach starker Umformung umorientieren (Breite des Bildfelds: 20 µm). © MPI für Eisenforschung


Gemeinsam forscht es sich leichter, haben sich Forscher der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft gedacht. Um die Eigenschaften von Metallen genauer simulieren zu können, vereinen sie ihre Methoden und hoffen, so die Vorteile simultan nutzen zu können.

... mehr zu:
»IWM »Kristallite »Magnesium »Metall

Die Zeiten, in denen der Schmied Metalle nur nach seiner Erfahrung bearbeitet hat, sind lange vorbei. Heute ist vor der Bearbeitung der Computer gefragt: Materialwissenschaftler simulieren zunächst, wie sich ein metallisches Bauteil entlang der Prozesskette verhält. Bei Karosserieteilen etwa reicht dies vom Walzen des Blechs über das Tiefziehen und das Schweißen bis hin zum Verhalten beim Crash. Bei vielen Werkstoffen, etwa Aluminium und herkömmlichen Stählen, liegen die Forscher mit ihren Berechnungen schon recht nah an der Realität. Schwierig wird es jedoch, wenn es um Materialien mit ganz anderen Eigenschaften geht - beispielsweise hochfeste Stähle oder Magnesium. So ist es recht problematisch, Magnesium zu walzen: Seine Textur, also die Ausrichtung kleinster Metallkristalle, sperrt sich dagegen.

Um solche Probleme in den Griff zu bekommen, berechnen Wissenschaftler zunächst die Eigenschaften der einzelnen Kristallite, aus denen der Werkstoff besteht. Aus diesen schließen sie über mehrere Zwischenstufen auf das Verhalten des gesamten Bauteils. Für den modellmäßigen Übergang von der Skala der Kristallite zur Makroebene gibt es unterschiedliche Ansätze. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben ein selbstkonsistentes Modell gewählt: Sie betrachten einen einzigen Testkristallit in einer Umgebung, die den gemittelten Eigenschaften aller anderen Kristallite entspricht. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung MPIE in Düsseldorf dagegen entlocken dem Metall seine Eigenschaften mit Hilfe verbesserter Taylor-Modelle. "Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile", erklärt Hermann Riedel, Leiter des Geschäftsfelds Werkstoffbasierte Prozess- und Bauteilsimulation am IWM. "So sind wir mit dem selbstkonsistenten Modell beim Magnesium bereits einen guten Schritt weitergekommen. Die Simulationserfolge bei Aluminium hingegen beruhen auf modifizierten Taylor-Modellen."


Die Wissenschaftler von Fraunhofer und Max-Planck haben kürzlich ihre experimentellen Möglichkeiten und ihre Modellansätze erstmalig zusammengelegt. In einem dreijährigen gemeinsamen Projekt möchten sie die Industrie bei der Entwicklung neuer und der Verbesserung existierender metallischer Werkstoffe noch wirksamer unterstützen. "Der Bedarf an solchen Multiskalen-Simulationsmodellen ist groß", weiß Riedel. "Das Bauteilverhalten kristalliner Werkstoffe aus Metall ist heute in der Mikrosystemtechnik genauso wichtig wie im Automobilsektor, in der Medizintechnik oder der Elektrotechnik."

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hermann Riedel
Telefon: 07 61 / 51 42-1 03, Fax: -1 10
hermann.riedel@iwm.fraunhofer.de

Dr. Franz Roters
Telefon: 02 11 / 67 92-3 93, Fax: -3 33
roters@mpie.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/pdf/presse/PM_Vielkristallmech.pdf
http://www.mpie.de
http://www.iwm.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: IWM Kristallite Magnesium Metall

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund
22.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Nah dran an der Fiktion: Die Außenhaut für das Raumschiff „Enterprise“?
22.06.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics