Materialien

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Materialdesign

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Aus der spezifischen Materialanwendung beim Kunden ergibt sich ein Katalog an thermischen, mechanischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften, die beim Materialdesign erfüllt werden müssen. Dazu kommen Randbedingungen bei der Materialverarbeitung.

Mit welchem Material ergibt sich die optimale technische und wirtschaftliche Lösung?
Müssen möglicherweise auch Werkstoffverbunde oder Kompositwerkstoffe eingesetzt werden?

Das Anforderungsprofil wird systematisch analysiert, um die wesentlichen Entscheidungskriterien herauszuarbeiten. Schwachpunkte und Stärken eventuell bestehender Lösungen werden geprüft. Aspekte des keramikgerechten Bauteildesigns werden berücksichtigt. Mit Hilfe von Materialdatenbanken, eigenen Untersuchungen und Simulationsrechnungen ermitteln wir die optimale Antwort.

Am Fraunhofer-Zentrum HTL berechnen wir die Materialeigenschaften mehrphasiger Werkstoffe anhand der Mikrostruktur. Dafür stehen uns speziell entwickelte In-House-Software und kommerziell verfügbare Finite-Elemente-Programme zur Verfügung. Damit die Simulationsergebnisse hinreichend präzise sind, werden sie experimentell kalibriert und validiert. Alle erforderlichen Untersuchungsmethoden zur quantitativen Gefügeanalyse und zur Messung der thermischen, mechanischen und elektrischen Materialeigenschaften sind vorhanden. Die Gefüge werden am Computer für die spezifischen Aufgaben des Kunden optimiert. Poren und Schmelzphasen werden adäquat berücksichtigt. Wir entwickeln bei Bedarf die passenden Herstellprozesse zur Einstellung optimaler Gefüge und Materialeigenschaften. Die Prozessentwicklung erfolgt effizient mit Hilfe von In-Situ-Messmethoden und Computersimulation

Fraunhofer-Zentrum HTL Materialdesign Gefügemodell AlN Keramik
Fraunhofer-Zentrum HTL Materialdesign Mikrostrukturmodell SiC Grünkörper

Leistungsangebot:

  • Ermittlung jeweils geeigneter Materialien für kundenspezifische Fragestellung
  • Prüfung von Konzepten für Materialverbunde
  • Analyse von Werkstofffunktionen bei komplexen thermomechanischen Beanspruchungen
  • Erstellung von Entscheidungskriterien für die Materialauswahl
  • Messung kritischer Materialeigenschaften
  • Ermittlung optimaler Gefüge für kundenspezifisches Anforderungsprofil
  • Kosten-/Nutzen-Analysen für unterschiedliche Designvarianten
  • Auswahl geeigneter Phasen für Komposite
  • Optimierung von Herstellprozessen zur Einstellung von optimalen Gefügen
  • Erstellung von Studien, Durchführung von Entwicklungsprojekten

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