Profilbereich ?Nachhaltige Werkstoffe, Prozesse und Produkte"
Klimaschutz und Ressourcenschonung sind zentrale Aufgaben unserer Gesellschaft. Die Natur- und Ingenieurwissenschaften k?nnen ihren Beitrag dazu leisten, indem sie an L?sungen für neue Materialien (Metalle, Polymere und die kombinierten Hybride), an materialspezifischen Konstruktions-, Füge- und Fertigungsverfahren, spezifischen Produktions- und Simulationsprozessen oder im Bereich nachhaltiger Energieversorgung arbeiten.
Um diese enorme Forschungsbreite abzudecken, bündelt die Universit?t Paderborn mit dem Profilbereich "Nachhaltige Werkstoffe, Prozesse und Produkte" interdisziplin?re Forschung aus dem Maschinenbau, Chemie, Physik und der Elektrotechnik.
Schlüsseltechnologien
News
Anwendungsorientierte- und Grundlagenforschung vereint
Anwendungsorientierte Forschung wird in bew?hrten Partnerschaften aus Wissenschaft und Industrie vorangetrieben und erg?nzt exzellente Grundlagenforschung, die beispielsweise auf dem Gebiet der Methoden- oder Materialentwicklung durchgeführt wird. Dabei wird auch in langfristig angelegten Projekten im überregionalen und internationalem Verbund geforscht.
Die Forschenden nutzen dabei in Paderborn die moderne Infrastruktur des ILH und DMRC - Academic und sind in ein umfangreiches Forschungsnetzwerk eingebunden.
Interdisziplin?re Forschungseinrichtungen
Ziel des ILH ist es, Leichtbau ganzheitlich zu betrachten und Fragen zum gesamten Lebenszyklus eines Bauteils zu erfassen. Hervorragende Expertisen der additiven Fertigung als besonderes Fertigungsverfahren mit hohem Leichtbaupotential werden am DMRC - Academic (Direct Manufacturing Research Center (DMRC) - Academic) gebündelt. Am Kompetenzzentrum für Nachhaltige Energietechnik (KET) werden Ans?tze und Methoden entwickelt, welche eine nachhaltige Energieversorgung der Sektoren Strom, W?rme, Industrie und Verkehr zum Ziel haben.
Das ILH ist eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universit?t Paderborn. Hier werden gezielt die Expertisen von elf Gruppen aus den Fachdisziplinen Maschinenbau, Chemie und Physik gebündelt, um neue Hybridsysteme aus verschiedenartigen Materialien zu entwickeln und erforschen. Durch anwendungsorientierte Forschung entstehen innovative Leichtbaukonzepte. Prototypen und Demonstratoren werden zusammen mit Industrie entwickelt und sichern die Realisierbarkeit ab. Die Grundlagenforschung besch?ftigt sich mit der skalenübergreifenden Entwicklung von Methoden und Materialien.
In hybriden Multimatrialsystemen werden leistungsf?hige Materialien wie z. B. ultrahochfeste St?hle mit Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbunden (CFK) intelligent kombiniert. Voraussetzung für die Entwicklung derartiger Werkstoffverbindungen ist die Analyse von Materialeigenschaften und -Grenzfl?chen sowie die Betrachtung der Fertigungsprozesse mit neuen Materialstrukturen. Dafür steht im ILH ein breit aufgestelltes Team von Forscher*innen und eine moderne Infrastruktur bereit.
Mehr Informationen finden 365体育_足球比分网￥投注直播官网 auf der Website des Instituts.
Das Direct Manufacturing Research Center (DMRC) - Academic, ein an der Universit?t Paderborn angesiedeltes Transferinstitut, forscht daran, die additive Prozesskette als robustes industrielles Produktionsverfahren zu etablieren. Hier arbeiten technologieführende Industrieunternehmen Hand in Hand mit Forschern der Universit?t an der Industrialisierung der additiven Fertigung. Die gesamte additive Wertsch?pfungskette von der Rohstoffgewinnung über die Fertigung bis zur Anwendung wird sowohl von gro?en als auch von kleinen und mittelst?ndischen Unternehmen abgedeckt. Die Struktur des DMRC ist sehr flexibel und interdisziplin?r; je nach den aktuellen Forschungsthemen kann die Konstellation der am DMRC beteiligten Lehrstühle ver?ndert werden.
Derzeit arbeiten im DMRC 11 verschiedene Lehrstühle und eine gro?e Anzahl von wissenschaftlichen Mitarbeitern zusammen.
Je nach Fragestellung und Zeithorizont finanzieren die Industriepartner des DMRC oder ?ffentliche F?rderorganisationen Forschungsprojekte, die dann an der Universit?t Paderborn durchgeführt werden. Die im DMRC-Konsortium gemeinsam finanzierten Projekte werden dabei von den Industriepartnern gesteuert und kontrolliert. So k?nnen alle Partner den gr??tm?glichen Nutzen im Hinblick auf die Industrialisierung der DMRC-Forschungsergebnisse erzielen.
Mehr Informationen finden 365体育_足球比分网￥投注直播官网 auf den Seiten des Instituts:
Direct Manufacturing Research Center (DMRC) – Academic | Universit?t Paderborn
Das Kompetenzzentrum für Nachhaltige Energietechnik (KET) wurde im Januar 2012 als eine Zentrale Wissenschaftliche Einrichtung der Universit?t Paderborn gegründet. Die Aufgaben des KET sind Forschung, Lehre und Technologietransfer auf dem Gebiet der umweltfreundlichen und innovativen Energieerzeugung, Wandlung und Nutzung.
Die Ausrichtung und Kompetenzen der im KET kooperierenden fünf Fachgebiete und Lehrstühle der Elektrotechnik und des Maschinenbaus erm?glichen die interdisziplin?re Entwicklung fachübergreifender L?sungen energietechnischer Herausforderungen aus einer Hand.
Als Schnittstelle zwischen Industrie und universit?ren Forschungseinrichtungen richtet sich das KET an institutionelle und industrielle Anwender und bietet umfassende Kooperationsm?glichkeiten durch Beratung, Entwicklung, Simulation und Umsetzung im Bereich moderner Energietechnik.
Auf der Grundlage des Wissens und der Erfahrung der am KET beteiligten Partner stehen aktuelle Erkenntnisse aus dem Bereich innovativer Energietechnik zur Verfügung.
Mehr Informationen finden 365体育_足球比分网￥投注直播官网 auf der Website des Instituts.
Ausgew?hlte Projekte im Profilbereich
Die additive Fertigung (AM) hat das wirtschaftliche Potenzial, herk?mmliche Fertigungsverfahren zu erg?nzen, insbesondere bei der Herstellung komplexer Multimaterial-Bauteile. Um die Vorteile optimierter Leichtbaustrukturen voll aussch?pfen zu k?nnen, müssen in der Regel mehrere Werkstoffe mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Dennoch sind Multimaterialkombinationen aus konventionellen Verfahren aufgrund von Eigenspannungen, Rissen oder thermischen Ausdehnungsraten der verschiedenen Materialien nicht auf AM übertragbar. Au?erdem sind geometrische Form- und Lagetoleranzen sowie Recyclingstrategien für Pulverabf?lle, nachbearbeitete Abf?lle und das Bauteil selbst noch nicht definiert. Basierend auf den 3D-Druckverfahren PBF-LB und DED zielt das Projekt ?MADE-3D“ (Multi-Material Design using 3D Printing) auf die gleichzeitige Entwicklung verarbeitungsf?higer, multimaterialoptimierter Legierungen, die Entwicklung von Designkonzepten für Multimaterialstrukturen mit spezifischen Simulationen für Lastf?lle und Topologieoptimierungen, sowie eine umfassende Prozessanpassung. Die Legierungs- und Prozessentwicklung wird durch fortschrittliche integrierte rechnergestützte Materialentwicklungsans?tze unterstützt, die Thermodynamik-, Mikrostruktur- und Prozesssimulationen durch maschinelles/aktives Lernen kombinieren, was zu kürzeren Materialentwicklungszyklen führt. Bei Massen- und Pulverwerkstoffen wird das Recycling von Multimaterialkomponenten durch innovative Konzepte die Nachhaltigkeit der additiven Multimaterialfertigung f?rdern. Diese Anpassung wird zu einer erh?hten Prozesssicherheit und -geschwindigkeit führen und die Verbreitung der Multimaterial-Fertigung in der gesamten Industrie erm?glichen. Das Projekt wird für die n?chsten dreieinhalb Jahre mit rund 6,7 Millionen Euro im ?Horizon Europe 2022“-Programm der Europ?ischen Union gef?rdert. Das Konsortium, bestehend aus Forschungseinrichtungen, Marktführern der additiven Fertigung, Luft-/ Raumfahrt, Automobiltechnik und Start-ups, bringt ein breites Spektrum internationaler Expertise mit: Projektpartner sind neben der Leitung der Universit?t Paderborn: SLM Solutions; das Fraunhofer Institut für Gie?erei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV (alle drei aus Deutschland); die Universit?t der ?g?is (Griechenland); f3nice (Italien); Exponential Technologies (Lettland); QuesTek Europe (Schweden); AVL List (?sterreich); Skyrora (Gro?britannien); Safran Additive Manufacturing Campus; Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives CEA (beide aus Frankreich); Amires(Tschechien) und das Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique CSEM (Schweiz).
Im Projekt ?Climate neutral Business in Ostwestfalen-Lippe (Climate bOWL)“ arbeiten Wissenschaftler*innen der Universit?t Paderborn, vertreten durch den Software Innovation Campus Paderborn und das Fachgebiet Leichtbau im Automobil, mit der Universit?t Bielefeld und den Praxispartnern Miele, GEA, Phoenix Contact sowie NTT Data interdisziplin?r zusammen, um Unternehmen bei der Erreichung von Klimaschutzzielen zu unterstützen. Auf dem Weg zur Klimaneutralit?t bedarf es einer ganzheitlichen Herangehensweise, die ressourceneffizient die Aggregation und Bewertung von Treibhausgasemissionen (THGE) sowie die Identifizierung und Priorisierung von THGE-Reduktionsma?nahmen erm?glicht. Dieser Herausforderung nimmt sich das Projekt Climate bOWL mit der Entwicklung eines digitalen Assistenzsystems an, welches Unternehmen bei der standardisierten und automatisierten Datenerhebung sowie bei der Identifizierung von Effizienzpotentialen unterstützt. Das Projekt wird im Rahmen des Spitzenclusters ?it’s OWL“ seit April 2022 mit 1,86 Millionen Euro vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gef?rdert, das Gesamtvolumen des Projektes betr?gt 3,16 Millionen Euro.
Projektkoordination: Dr.-Ing. Florian Schlosser | Software Innovation Campus Paderborn | FG Energiesystemtechnik
