Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik
Werkstoffe und Strukturen
Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik 

Energieoptimierte und ressourcenschonende Werkstoffe, Strukturen und Verarbeitungsprozesse

Schwerpunkt im Handlungsfeld "Energieoptimierte und ressourcenschonende Werkstoffe, Strukturen und Verarbeitungsprozesse" ist die Erforschung eines energieeffizienten Werkstoffeinsatzes sowie einer ressourceneffizienten Fertigung. Das Handlungsfeld beschäftigt sich mit der werkstoffbezogenen Optimierung von Verarbeitungsprozessen sowie der anwendungsbezogenen Anpassung von Werkstoffeigenschaften.
Ziel ist die Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz von Bauteilen und Baugruppen, wobei Aspekte der Werkstoffauswahl bzw. -entwicklung, der Werkstoffbe- und -verarbeitung, des Werkstoffeinsatzes und des Werkstoffrecyclings in die Betrachtungen einfließen.
 

Teilprojekte

Funktionalisierte Schichten und Strukturen
Vor allem Leichtbauwerkstoffe und Werkstoffe in schädigenden Umgebungen schöpfen ihr Einsatzpotenzial oft erst durch angepasste Oberflächen aus, die durch Beschichtung erreicht werden. Durch verschiedene Beschichtungs- und Fügeverfahren können dabei unterschiedliche Werkstoffgruppen kombiniert werden, wodurch oberflächige und innere Bauteileigenschaften getrennt werden. Die so geführte lokale Werkstoffauswahl ermöglicht den energieeffizienten Einsatz von Baugruppen, indem beispielsweise Verschleiß- oder Temperaturschutzschichten Leichtbauwerkstoffe schützen. Die Ergebnisse heben sich dabei vom bisherigen Stand der Technik durch ihre werkstoffangepasste und niederenergetische Prozessführung ab.
Ressourcenschonende Verbundstrukturen durch Ultraleichtbau

Bauteilstrukturen in Ultraleichtbauweise bestehen meist aus anisotropen Verbundwerkstoffen. Im Vergleich zu anderen Konstruktionswerkstoffen besitzen sie sehr gute gewichtsbezogene mechanische Eigenschaften und daher ein hohes Energieeinsparpotenzial in bewegten Baugruppen. Die Erhöhung der Einsatzfähigkeit von kunststoffbasierten Faserverbundwerkstoffen durch konsequente Weiterentwicklung von Werkstoffen, Fertigungsverfahren und Fügeprozessen bei der Halbzeug- und Bauteilfertigung von Metall-CFK-Mischbauweisen steht dabei im Vordergrund. Ein Fokus liegt auch auf dem Einsatz nachwachsender Rohstoffe. Bei der Nutzung von Bauteilen kann die mechanische Belastungsfähigkeit durch den Einsatz von richtungsabhängigen Verbundeigenschaften verbessert werden. Für Produktion und Verarbeitung sind Materialien, Fertigungs- und Fügeprozesse sowie Recyclingtechnologien von Bedeutung.

Mikro- und nanoskalige Werkstoff- und Schichtsysteme
Moderne mikro- und nanoskalige Werkstoff- und Schichtsysteme besitzen ein enormes Potenzial hinsichtlich der Einsaprung von Energie, das sich einerseits aus der Weiterentwicklung ihrer Herstellungstechnologien, andererseits aus der Qualifizierung von Werkstoffen hoher Verfügbarkeit für neue Anwendungsfelder ergibt. Deshalb beschäftigt sich dieses Teilgebiet mit dem Ersatz konventioneller Material- und Schichtsysteme für den Verschleißschutz durch die Erweiterung des PVD-Einsatzes auf Hochleistungsthermoplaste sowie die Entwicklung hochverschleißfester Fe-Basiswerkstoffe, die mit thermischen Beschichtungsprozessen verarbeitet werden können. Des Weiteren wird durch die Entwicklung angepasster thermomechanischer Prozesse für Mehrphasenstähle die Energieeffizienz von thermischen Umform- und Wärmebehandlungsprozessen durch deren Zusammenlegen signifikant erhöht.
 

Handlungsfeldleiter

Prof. Bernhard Wielage
Prof. Bernhard Wielage

Prof. Bernhard Wielage

Professur Verbundwerkstoffe
Telefon: +49 (0)371 531-36169
Telefax: +49 (0)371 531-23819
E-Mail: bernhard.wielage@mb.tu-chemnitz.de

Professur Verbundwerkstoffe

Beteiligte

TUCaktuell

Soziale Medien

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