Strategien und Ziele
Der globale Bedarf an Energie und Rohstoffen steigt rasant, die dafür notwendigen natürlichen Ressourcen sind jedoch begrenzt. Heute und in Zukunft ist es daher besonders wichtig, diese Ressourcen effektiv zu nutzen und dabei gleichzeitig die Umwelt zu schonen Für diese Ziele arbeiten wir im Institut für Werkstoffforschung an der Entwicklung und Anwendung neuartiger Leichtbau-Werkstoffe und funktionalisierbarer Materialien.
Die Einsatzgebiete sind vielfältig: Vom Automobil- und Flugzeugbau bis hin zur Medizintechnik. Völlig neue Systemlösungen, zum Beispiel für Energie sparende Leichtbaukonstruktionen im Karosserie-, Motoren- oder Turbinenbau, für emissonsfreie Antriebe in der Verkehrstechnik oder auch für funktionalisierte medizinische Implantate, werden erst durch diese Werkstoffentwicklungen möglich.
Wir konzentrieren uns dabei auf vier wesentliche Entwicklungsbereiche:
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Neuartige Leichtbauwerkstoffe auf der Basis von Magnesium- und Titanaluminid-Legierungen für die Verkehrs- und Energietechnik
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Funktionalisierte Materialien mit den Schwerpunkten Materialien für die nachhaltige Energietechnik, Speichermaterialien für die zukünftige Wasserstofftechnologie und metallische Biomaterialien
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Werkstoffcharakterisierung mit mechanischer Prüfung sowie mit Neutronen und Synchrotronstrahlen sowie Elektronenmikroskopie
Die Herausforderungen der Hochskalierung von Werkstoffentwicklung und –produktion sowie dem Design optimierter Leichtbaustrukturen und Fertigungsprozessen werden mit der Ausbildung von Forschungsplattformen beantwortet, die die erforderlichen Infrastrukturen und die multidisziplinäre Methodenkompetenz in Form koordinierter Einheiten thematisch bündeln und für strategische Projekte mit internen und externen Partnern verfügbar machen:
- “Magnesium Innovation Centre” (MagIC)
- “Magnesium Biomaterials Centre” (MBC)
- “Lightweight materials Assessment, Computing, and Engineering Centre” (ACE)
- “Hydrogen Technology Centre” (HTC)
Um die Entwicklungszeiten zu verkürzen, bilden wir nationale und internationale Netzwerke mit Wissenschaftlern aus Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen und insbesondere der Anwenderindustrie. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird ein großer Teil der Wertschöpfungskette berücksichtigt – von den grundlegenden Fragen der Legierungsentwicklung über die Be- und Verarbeitung bis hin zur Bauteil- und Prozesserprobung. Die Umsetzung der Ergebnisse in die technische Anwendung wird dadurch wesentlich beschleunigt.
Die Entwicklung und Charakterisierung neuartiger funktionalsisierter Materialien und Werkstoffe ist eng mit den Forschungsarbeiten am Institut für Polymer Forschung verknüpft.
Die Arbeiten am Institut für Werkstoffforschung sind in die Helmholtz-Programme "Funktionale Werkstoffsysteme" im Forschungsbereich "Schlüsseltechnologien" und "From Materials to Matter and Life" im Forschungsbereich "Struktur der Materie" eingebettet.