Best Practice

Die Mitgliedsunternehmen des TECHNOS e. V. sind sehr an gemeinsamen Forschungsprojekten interessiert. Die sich durch die unterschiedlichen Blickwinkel ergebenden Synergien haben schon häufig zu neuen und erfolgversprechenden Ergebnissen und Zusammenarbeiten geführt.

Gerne informieren wir Sie über aktuelle öffentlich geförderte Forschungsprogramme.

Hier sehen Sie Beispiele gelungener Forschungskooperationen:

Forschungsprojekte in Kooperation mit TECHNOS e. V. – Unternehmen

Laufende Projekte

topAM
Im Januar 2021 ist ein neues Projekt am Institut für Eisenhüttenkunde gestartet: topAM – Tailoring ODS materials processing routes for additive manufacturing of high temperature devices for aggressive environments.
Bei dem im Rahmen des EU-geförderten Spire 2030 Programms geförderten Projekt geht es darum, die nachhaltige Prozessindustrie durch Ressourcen- und Energieeffizienz voranzutreiben.
Zusammen mit industriellen Partnern aus 6 europäischen Ländern soll in diesem interdisziplinären Projekt neuartige ODS- (oxid-particle-dispersoid strengthened) Hochtemperaturlegierungen entwickelt werden, die mittels additiver Fertigung verarbeitet werden können und in aggressiven Hochtemperaturumgebungen zum Einsatz kommen können. Dadurch soll die Prozesskette bei der Herstellung von Gasbrennerköpfen und Wärmetauschern verkürzt und optimiert werden, um eine erhöhte Lebensdauer dieser Teile im Einsatz zu ermöglichen. Durch die Verbindung von ICME (integrated computational material engineering) und additiver Fertigung mit selektiven Laserschmelzens sollen einzigartige Materialeigenschaften erzielt werden.
InnoMat3D
Im ZIM-Innovationsnetzwerk InnoMat3D forschen 16 Unternehmen, die Hochschule Osnabrück und das Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen gemeinsam an neuen maßgeschneiderten Legierungen für den Metall-3D-Druck bzw. die metallbasierte additive Fertigung (AM).
Durch die enge Kooperation des Research Centers for Digital Photonic Production der RWTH Aachen, des Technologiecampus für 3D-Materialdesign der Hochschule Osnabrück/Technos e. V. und der Netzwerkpartner kann die gesamte Prozesskette der additiven Fertigung von Pulververdüsung über den laserbasierten Metalldruck hin zur Anwendung vollständig abgebildet werden.

Ziel der ersten einjährigen Phase des Innovationsnetzwerks ist neben der Entwicklung von Projektideen und der Erarbeitung einer technologischen Roadmap, die Akquise von weiteren Partnern, welche die Kompetenzen des Netzwerks ergänzen.

Bei Interesse an der Mitwirkung im Netzwerk nehmen Sie bitte Kontakt zur Netzwerkmanagerin Dr. Katrin Jahns auf.

Förderung
Europäischer Fond zur Regionalen Entwicklung (EFRE)

Efre_Logo

E-Mat3D


Buchsenkontakt des TC-200 Stecker der Firma Harting

Entwicklung neuer Kupferwerkstoffe für die Additive Fertigung von Hochleistungsbaustoffen für die Elektromobilität
Partner: KME Germany, Harting Technologiegruppe
Gesamtvolumen: 311.000 €
Projektlaufzeit: 01.12.2019 – 30.11.2022

Weitere Informationen hier.

Abgeschlossene Projekte

KombiMat3D
Infrastrukturprojekt für die Additife Fertigung in Osnabrück

Die Hochschule Osnabrück erhält mehr als 1,6 Millionen Euro Fördermittel, um Anlagen für die additve Fertigung zu beschaffen.

Das Team der Forscherinnen und Forscher um Prof. Dr. Ulrich Krupp freut sich über das bewilligte Infrastrukturprojekt „Kombiniertes Material- und Produktdesign durch additive Fertigungsverfahren – Technologiecampus 3D-Werkstoffdesign (KombiMat3D)“ und sieht spannenden Aufgaben entgegen. Erste Folgeprojekte mit industrieller Beteiligung sind bereits geplant. Das TECHNOS-Netzwerk wird sich auch hier einbringen.

Ohne Umwege von der Idee zum Produkt – die additive Fertigung ermöglicht die endkonturnahe, werkzeuglose Umsetzung fast beliebiger dreidimensionaler-Geometrien. Komplex geformte biomedizinische Implantate, mit Kühlkanälen durchdrungene Hochleistungswerkzeuge, Ersatzteile on demand – die Gerätetechnik zum 3D-Drucken befindet sich in einem rasanten Entwicklungsprozess. Neben thermoplastischen Polymeren, die in einem Druckkopf extrudiert und ähnlich einem Tintenstrahldrucker in 3D aufgespritzt werden, können Metalle schichtweise in einem Pulverbett aufgeschmolzen werden und so zu einer 3D-Struktur aufgebaut werden.

Die sogenannte SLM-Technik (selective laser melting) wird im Rahmen einer Forschungsinfrastruktur-Initiative der EU und des Landes Niedersachsen (Umfang: ca. 1,9 Mio. Euro) gemeinsam mit einem System zur Herstellung neuer Metallpulver und einer robotergestützten Laser-Fügeanlage ab 2018 auf einem neuen Außenstandort der Hochschule Osnabrück in einer eigenen Industriehalle aufgebaut und für Transfer- Projekte mit regionalen Industrieunternehmen im TECHNOSNetzwerk zur Verfügung stehen.

Der Technologiecampus soll die Wertschöpfungskette moderner Fertigungstechnik zur 3D-Umsetzung von der Idee, über das CAD-Modell, virtuelle Dimensionierung bis zur Eigenschaftsprüfung von Prototypen abbilden. In dem eigens eingerichteten Technikum erarbeiten Studierende, Designer und Konstrukteure und Wissenschaftler maßgeschneiderte Lösungen für neue Produktideen. Flankiert durch das Unternehmensnetzwerk TECHNOS (Technologiezentrum Neue Materialien Osnabrück- Emsland) soll der Forschungscampus zu einem erfolgreichen Transfer neuer Fertigungsmöglichkeiten mit Rückkopplung in multidisziplinäre, innovative Lehransätze durch

• Fortbildungen, Workshops und Trainings,

• Planung und Fertigung von Prototypen,

• Charakterisierung und Prüfung von Werkstoff- und Bauteileigenschaften,

• Ideen-Börsen mit Schülern, Studierenden und Professionals.

Kooperationspartner: Fraunhofer-Institut für Angewandte Materialforschung IFAM (Dresden), Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU (Chemnitz), Institut für Werkstofftechnik der Universität Kassel, Laser Zentrum Nord (Hamburg), Krause DiMaTec (Bielefeld), Zoz GmbH (Wenden), MEMA-Netzwerk in der Emsland GmbH Meppen, KME Germany GmbH und Co. KG, Hochschule Osnabrück

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Metform
Thermomechanische Wärmebehandlung von Vergütungsstählen mit gesteuerter Abkühlung aus der Schmiedewärme

Umformsimulation zum virtuellen Design metallischer Hochleistungswerkstoffe (Metform)

Die hohe Effizienz, mit der heutzutage Werkstoffe produziert und verarbeitet werden, wird maßgeblich durch die zunehmende Digitalisierung industrieller Fertigungsprozesse erreicht.

Im Rahmen des Projekts Metform wird ein Werkstoffprozesssimulator angeschafft, mit dessen Hilfe die exakte Abbildung realer Fertigungstechnologien gelingt und gleichzeitig benötigte Kennwerte zum virtuellen Design von Produktionsprozessen, wie bspw. das temperaturgeregelte Walzen oder das Warmfließpressen, für metallische Hochleistungswerkstoffe generiert werden können.
Werkstoffe 4.0: Von der Gefügesimulation zum neuen Werkstoff Eine ressourcenschonende und effiziente Wertschöpfungskette im großindustriellen Maßstab, wie bspw. die Walzprozesse bei den Projektpartnern Georgsmarienhütte Stahl oder KME Germany, erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Mikrostrukturveränderungen während der individuellen Prozessschritte.

Mit Hilfe moderner computergestützter Rechenmodelle für die Werkstoffsimulation können heute diese Mikrostrukturveränderungen und die daraus resultierenden mechanisch-technologischen Eigenschaften vorausberechnet werden. Grundvoraussetzung dafür ist die Verfügbarkeit genauer Werkstoffdaten. Sind diese als Eingangsgrößen bekannt, ist die Modellierung der Wechselwirkung zwischen Fertigungsprozess und physikalischen/ technologischen Eigenschaften des Werkstücks möglich. Mit Hilfe einer durchgehenden Prozessdatenerfassung, wie bspw. Umformkräfte und -temperaturen, können die Modelle kontinuierlich angepasst werden.

So erlaubt „Big Data“ aus der fertigungsbegleitenden Messtechnik die Korrelation von Prozessabweichungen, wie z. B. Variationen in der chemischen Zusammensetzung, mit der Variationsbreite der Werkstoffeigenschaften und ermöglicht so eine zielgerichtete und schnelle Weiterentwicklung der Werkstoffprozesstechnik und der Qualitätssicherung.

Kooperationspartner:

  • Hochschule Osnabrück
  • Georgsmarienhütte Stahl
  • KME Germany GmbH & Co. KG
  • MBH Maschinenbau & Blechtechnik GmbH

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Dubio
Einsatzgrenzen von Duplexstählen für bioverfahrenstechnische Anlagen

Einsatzgruppen von Duplexstählen für bioverfahrenstechnische Anlagen

Duplexstähle weisen nicht nur eine hohe Ermüdungsfestigkeit auf, sondern zeigen auch gute Korrosionsbeständigkeit, was sie für den Einsatz in der Verfahrenstechnik, im Offshorbereich und für andere Anwendungen geeignet macht. Unter bestimmten korrosiven Bedingungen reduziert sich allerdings die Lebensdauer dieser Stähle. Untersuchungen haben gezeigt, dass dies vermutlich durch Schwingungsrisskorrosion bedingt ist und die korrosive Wirkung von Salznebel einen erhöhten Anteil an gebrochenen Gleitbändern bewirkt. Duplexstähle sind gut schweißbar und die Schweißnähte sind als Bauteilverbinder oft besonders belastet. Durch ihr verändertes Gefüge wird auch der Widerstand gegenüber Schwingungsrisskorrosion beeinflusst.

Es werden daher aus X2CrNiMoN22-5-3 (1.4462) Proben aus dem Grundwerkstoff , sowie aus Schweißgut untersucht, wobei sowohl die Schweißnaht selbst, als auch die Wärmeeinflusszone betrachtet werden. Dazu wurde eine Prüfkammer entwickelt, in der die Proben in einem Salznebel nach DIN EN ISO 9227 mittels Ultraschall-Ermüdungstechnik belastet werden und somit den Einfluss des Umgebungsmediums auf die Dauerschwingfestigkeit reproduzierbar bestimmt werden kann.

Neben der Untersuchung der Dauerschwingfestigkeit werden die Bruchflächen und ermüdeten Oberflächen (elektronen-)mikroskopisch untersucht, um weitere Hinweise auf die Wirkung des Salznebels zu erhalten.

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp
Prof. Dr.-rer. nat. Angela Hamann-Steinmeier
Dr.-Ing. Javad Mola

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp
IEHK-Institut für Eisenhüttenkunde/Steel Institute
RWTH Aachen University
Intzestraße 1
D-52072 Aachen
Telefon: +49 241-8092913
E-Mail: krupp@iehk.rwth-aachen.de

Frau Dr. rer. nat. Angela Hamann-Steinmeier
Laborbereich Biologische Verfahrenstechnik
Hochschule Osnabrück-University of Applied-Sciences
Albrchtstraße 30
D-49076 Osnabrück
Telefon: +49 541-969-2902
E-Mail: a.hamann@hs-osnabrueck.de

Herr Dr. Javad Mola
Laborbereich Materialdesign und Werkstoffzuverlässigkeit (hier…)
Hochschule Osnabrück-University of Applied Sciences
Albrechtstraße 30
D-49076 Osnabrück
Telefon: +49 541-969-2188
E-Mail: j.mola@hs-osnabrueck.de

Kooperationspartner:

Wilhelm Niemann GmbH & Co.
Nordlandstraße 16
D-49326 Melle

Wissenschaftlicher Mitarbeiter:

M.Sc. Jan-Stefan Peters

Projektdauer:

12/2017-11/2019

Finanzierung:

Europäischer Founds für regionale Entwicklung (EFRE)

Weitere Informationen hier.

HochSeil

Quantitative Analyse und Optimierung der Fertigungsprozesse für hoch beanspruchte Stahlseile

SimkoSteel

Modellierung und Simulaion der Hochtemperaturaufkohlung für dynamisch beanspruchte Hochleistungsstähle

OptiHeat

Optimierung von Umform- und Wärmebehandlungsprozessen für eine wirtschaftliche und anwendungsorientierte Gestaltung von Hochleistungswerkstoffen

Der von 2013 bis 2019 an der Hochschule Osnabrück etablierte Forschungsschwerpunkt zielt auf die Entwicklung einer Methodik, mit der sich Wärmebehandlungsverfahren mit den Fertigungsprozessen derart abstimmen lassen, so dass eine deutliche Verkürzung der Prozessdauer bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erreicht wird.

Ausgangspunkt sind dabei konkrete Aufgabenstellungen der Industriepartner, darunter die thermomechanische Behandlung von Nickelbasis-Superlegierungen und bainitischen Stählen.

Der Forschungsschwerpunkt zielt auf die Entwicklung einer Methodik, mit der sich Wärmebehandlungsverfahren mit den Fertigungsprozessen für Konstruktionswerkstoffe derart abstimmen lassen, dass eine deutliche Reduktion der Prozessdauer bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erreicht werden. Ausgangspunkt sind dabei konkrete Problemstellungen der Industriepartner, die bereits in kleineren Entwicklungsprojekten beleuchtet werden konnten.

Bei den im Projekt untersuchten Werkstoffen handelt es sich um bainitische Stähle, die beispielsweise in Common-Rail-Systemen verbaut werden und um hochtemperaturbeständige Nickelbasislegierungen, welche im Turbinenbau zu finden sind.

Die Hochschule Osnabrück verfügt über eine 10.000kN Spindelpresse und kann somit nahezu den gesamten Fertigungsprozess abbilden. Die Abbildung zeigt das experimentelle Vorgehen am Beispiel des bainitischen Stahls: Zunächst werden Prüfkörper geschmiedet und gezielt abgekühlt. Anschließend werden die Eigenschaften mittels Metallographie (u.a. analytischer Elektronenmikroskopie) und mechanischer Werkstoffprüfung charakterisiert.

Neben den experimentellen Arbeiten, spielt die Modellierung eine immer größere Rolle bei der Optimierung von Prozessen. Hierbei wird sowohl der Schmiedeprozess als auch die komplexe Ausscheidungskinetik der Werkstoffe berücksichtigt.

Die Kombination von Umformsimulation (SimuFact), Finite-Elemente-Berechnungen der Abkühlung und schließlichder Einbeziehung von Kinetik und Thermodynamik der Ausscheidungsbildung (MatCalc) soll dazu beitragen, die Prozessparameter für die vielfältigen Werkstoffanforderungen bereits im Vorfeld festlegen zu können.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp
Dr.-Ing. Javad Mola (Nachfolgevertretung)

Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Michels

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Adams

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Wübbelmann

Prof. Dr.-Ing. Alexander Schmehmann

Kontakt

Herr Prof. Krupp
IEHK-Institut für Eisenhüttenkunde / Steel Institute
RWTH Aachen University
Intzestraße 1
D-52072 Aachen
Telefon: +49 241-8092913
krupp@iehk.rwth-aachen.de

Herr Dr. Javad Mola
Laborbereich Materialdesign und Werkstoffzuverlässigkeit
Hochschule Osnabrück-University of Applied Sciences
Albrechtstraße 30
D-49076 Osnabrück
Telefon: +49 541 969-2188
j.mola@hs-osnabrueck.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Dr. rer. nat. Christine Derks
M. Sc. Anne Hesselink
M. Sc. Mikhail Solovev

Kooperationspartner 

Georgsmarienhütte GmbH (Hauptpartner)
MAN Diesel & Turbo SE
Aubert Duval (Eramet)
Siemens Energy AG

Projektdauer

03/2013-06/2019

Finanzierung

Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft und Kultur, MWK (ursprünglich gefördert durch die Arbeitsgruppe Innovative Projekte (AGIP))

Veröffentlichungen

Artikel in Fachzeitschriften:

A. Hesselink, J.-M. Tiemann, M. Solovev, U. Krupp, Influence of the y´Phase on the Creep Behavior of a New Polycrystalline Nickel-Based Superalloy (AD 730), PM54(2017) 838-848

Konferenzbeiträge:

A. Hesselink, J.-M. Tiemann, M. Solovev, U. Krupp, Einfluss der g`- Phase auf das Kriechverhalten einer neuen polykristallinen Nickelbasis-Superlegierung (AD730), in: 50. Metallographie-Tagung, 21-23. September 2016, Berlin

M. Solovev, J.-M. Tiemann, A. Hunfeld, C. Derks, B. Adams, U. Krupp, W. Michels, Influence of Hot-Extrusion on Microstructure and High-Temperature Properties of a new Nickel Based Superalloy (AD730) in: MSE-Materials Science and Engineering Congress, 27.-29. September 2016, Darmstadt

A. Hesselink, J.M. Tiemann, M. Solovev, B. Adams, U. Krupp, Influence of a thermomechanical treatment on g`-precipitates and the creep behavior of the new nickel base superalloy AD730, in: Euromat, 17.-22. September 2017, Thessaloniki, Griechenland

A. Hesselink, S. Walter, M. Harwarth, U. Krupp, Microstructure and creep / dwell-time fatigueproperties of a hot extruded superalloy (AD730), in: MSE-Materials Science and Engineering Congress, 26.-28. September 2018, Darmstadt

A. Hesselink, S. Walter, M. Harwarth, U. Krupp, Einfluss einer thermomechanischen Behandlung auf die Hochtemperaturfestigkeitseigenschaften der neuen polykristallinen Nickelbasis-Superlegierung AD730. in: 36. Tagung Werkstoffprüfung 2018, 6.-7. Dezember 2018, Bad Neuenahr

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Analyse des Leichtbaupotentials landwirtschaftlicher Maschinen
landwirtschaftliche Maschinen

Entwicklungsprojekt gefördert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, EFRE

Das seit Oktober 2016 laufende Forschungsprojekt verfolgt die Charakterisierung und Nutzbarmachung moderner Werkstoff- und Fügetechnologien für eine neue Generation gewichts- und funktionsoptimierter landwirtschaftlicher Maschinen anhand einer Baugruppe des Partnerunternehmens Ludwig Bergmann GmbH.

In der Landtechnik werden analog zur Automobilindustrie zunehmend hoch- und höchstfeste Stähle für Leichtbaulösungen eingesetzt.

Darüber hinaus zeichnet sich auch in der Landtechnik aus wirtschaftlichen, aber auch aus funktionellen Gründen ein Bedarf an maßgeschneiderten Leichtbaukonzepten ab.

Der Einsatz höherfester Werkstoffe erlaubt nicht nur eine Gewichtsreduktion, sondern bei geschickter Wahl der Werkstoffe und der zugehörigen Prozess- und Fügetechnik auch eine Erhöhung der Verschleißbeständigkeit.

Kooperationspartner:

  • Ludwig Bergmann GmbH
  • Hochschule Osnabrück

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