Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSKontrolliert zerstören, was andere aufgebaut haben: Die Werkstoff- und Bauteilprüfung nimmt das Materialinnere in den Blick und geht selbst dem kleinsten Detail auf den Grund. Auf diese Weise beurteilen die Wissenschaftler die Werkstoff- und Bauteilqualität und liefern Hinweise darüber, an welchen Stellen sich Herstellungs- und Bearbeitungsprozesse optimieren lassen. Das Kompetenzfeld ist ein Partner für externe industrielle Kunden und interner Berater für alle Technologiefelder des IWS.
Werkstoffcharakterisierung und -prüfung
Werkstoff- und Schadensanalytik
Ein umfassendes Werkstoffwissen, langjährige methodische Erfahrungen und eine umfangreiche Geräteausstattung bilden die Basis für die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Zum Leistungsspektrum gehören die metallographische Charakterisierung sowie die elektronenmikroskopische Analyse von Werkstoffen und deren Verbunden von der Makro- bis zur Nanoskala. In hoher Auflösung werden lasermodifizierte Randzonen, Fügegrenzflächen, Dünnschichtsysteme oder Nanopartikel abgebildet. Es werden Kennwerte ermittelt und Strategien abgeleitet, um Bauteile werkstoff- und beanspruchungsgerecht auslegen zu können. Für die Neu- und Weiterentwicklungen von Fertigungstechnologien übernehmen die Wissenschaftler die Eignungsbewertung, Werkstoffauswahl und Bauteiloptimierung. Darüber hinaus werden Prüfverfahren entwickelt, bewertet oder angepasst. Versagens- und Schadensanalysen runden das Portfolio ab.
Werkstoff- und Bauteilzuverlässigkeit
Das Team der Werkstoff- und Bauteilprüfung untersucht neben den klassischen mechanischen Eigenschaften vor allem das Ermüdungsverhalten von Werkstoffen bei sehr hohen Schwingspielzahlen. Die vorhandene Hochfrequenzprüftechnik ermöglicht es, Dauerschwingversuche auf dem Gebiet der Very High Cycle Fatigue (VHCF) in vertretbarer Zeit durchzuführen. In Verbindung mit den vorhandenen analytischen Möglichkeiten lassen sich schnelle und fundierte Bewertungen von Werkstoffzuständen oder Prozessparametern erzielen. Diese Kurzzeitdiagnostik ermöglicht es, Werkstoff- und Bauteilentwicklungen aktiv zu unterstützen.
Im Zusammenhang mit den Entwicklungen zum Thema Industrie 4.0 und der digital unterstützten Wertschöpfung gewinnt auch die Validierung dieser Prozesse stark an Bedeutung. Aus diesem Grund liegt der Schwerpunkt vieler Untersuchungen auf der Prozesseigenschaftskorrelation von Werkstoffen. Das Kompetenzfeld Werkstoffcharakterisierung und -prüfung entwickelt und analysiert testbasierte Validierungsprozesse für den digitalen Zwilling und versteht sich als Brückenbauer zwischen der Produkt- bzw. Prozesssimulation sowie der Qualitätssicherung.