Labor für Werkstofftechnik und Betriebsfestigkeit (LWB)

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Werkstofftechnik spielt sich in vielen Welten ab, zwischen Stahl und Leichtmetallwerkstoffen, Eisen- und Nichteisenmetallurgie, zwischen urformenden, umformenden, fügenden und zerspanenden Fertigungsverfahren. Diese Vielfalt verlangt eine technisch und wissenschaftlich fundierte Basis und die permanente Qualifizierung unserer Mitarbeiter. Mit unserem Verständnis für Werkstoffe und deren Verarbeitung lösen wir Aufgaben für die Teilentwicklung, in der Produktion bis hin zum Einsatz des Bauteiles.  Wir bieten Lösungen und geben Antworten auf Fragen.

Lehre und Forschung

Unser Arbeitsfeld haben wir in der Absicherung, der Optimierung und der Weiterentwicklung von Werkstoffen und Prozessen für die Herstellung von Bauteilen und Komponenten aus metallischen Werkstoffen definiert. Es bildet die Grundlagen unserer Lehrinhalte und unserer Projektarbeit in angewandter Forschung und Entwicklung.

Lehre und Forschung werden durch unsere Mitarbeiter in Personalunion wahrgenommen. Dies sichert die schnelle Umsetzung von Forschungsergebnissen und gewährleistet den klaren Praxisbezug unserer Arbeit. So öffnet sich ein effizienter Weg, um gezielt Wissen aufzubauen, Wissenslücken zu schließen, und Problemlösungskompetenz zu schaffen.

Unsere Forschungsaktivitäten liegen vornehmlich im Bereich der Prozessindustrie. Sie bilden die wissenschaftlich-technische Grundlage für Innovationen bis hin zu Detailverbesserungen bei Werkstoffen, Prozesstechnik und Prozessführung.

Industrie 4.0

Die komplexen und wechselseitigen Abhängigkeiten zwischen Design, Werkstoff und Produktion müssen immer exakter und flexibler beherrscht werden. Dafür entwickeln und nutzen wir Methoden der predictive analytics für die Analyse von Fertigungs- und Produktionsprozessen und die Entwicklung von datengetriebenen Prozessmodellen und Digitaler Zwillinge für die Optimierung und Steuerung dieser Prozesse.

Mit unserer Erfahrung und unserem Know-How arbeiten wir in der industriellen Verbundforschung mit unseren Partnern an anwendungsnahen und umsetzbaren Lösungen. Unsere Projekte sind rein industriefinanziert oder öffentlich gefördert über das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi, insbesondere im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand ZIM, das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF, die Bayerische Forschungsstiftung, die Deutsche Stiftung Umwelt sowie über verschiedene EU-Forschungsförderungsprogramme.

Schadensanalyse

Es ist Alltag, dass an technischen Anlagen, Geräten und Ausstattungen Schadensfälle auftreten. Häufig bedeutet das Ausfallzeiten und Kosten für Reparatur, Neu- oder Umgestaltung und zumeist auch Folgekosten bei Folgeschäden und Regressforderungen.

Das LWB analysiert im Rahmen seiner Lehr- und Forschungsaufgaben die Ursachen von Schadensfällen und klärt Schadensmechanismen auf. In den wenigsten Fällen ist ein einzelnes Ereignis Ursache für einen Schaden. Zumeist ist es erforderlich, mehrere Faktoren wie die Bauteilgeometrie, die Mikrostruktur des Werkstoffs sowie dessen Beanspruchung (mechanisch, thermisch, chemisch und tribologisch) zu betrachten und in ihrem komplexen Zusammenwirken zu erfassen. Dabei ist es entscheidend, die richtigen Schwerpunkte zu setzen, über umfassende Analysemöglichkeiten zu verfügen und über Schnittstellen zu modernen Berechnungs- und Simulationsverfahren zu verfügen. Nicht zuletzt kann das LWB auf langjährige Erfahrungen im Bereich der anwendungsgerechten Verarbeitung und Nutzung von Werkstoffen zurückgreifen.

Ausstattung

Problemangepasste Analysen und Untersuchungen zur Charakterisierung von Werkstoffen und Bauteilen sind eine notwendige Voraussetzung für eine prozesssichere Fertigung wie auch für eine kompetente Schadensanalyse. 

Das Labor für Werkstofftechnik und Betriebsfestigkeit ist an dieser Stelle mit modernen Einrichtungen auf aktuellem Stand der Technik ausgestattet.

Qualitative und quantitative Metallographie

Für Werkstoff- und Bauteiluntersuchungen sind metallographische Prüfmethoden zur Qualitätseinschätzung und Schadensanalytik unentbehrlich. Für das Leistungsangebot der Metallographie stehet eine auf dem neuesten Stand eingerichtete Probenvorbereitung und Mikroskopie einschließlich digitaler Bildanalyse, -verarbeitung und -archivierung zur Verfügung. Rasterelektronenmikroskopische (REM) und mikroanalytische (EDX) Untersuchungsverfahren stehen für spezielle Aufgaben in der Fraktographie, Oberflächen- und Einschlussanalyse zur Verfügung.

Das LWB verfügt darüber hinaus über ein 3D Lasermikroskop zur Profilmessung und 3D Profildarstellung sowie Rauheitsmessung, ein Wirbelstrom-Schichtdickenmeßgerät sowie ein Gerät zur Rauhigkeitsmessung nach dem Tastschnittverfahren.

Chemische Analyse von Metallen und Legierungen

Das Werkstoffprüflabor verfügt über eine funkenemissionsspektrometrische Analytik für Eisen- und Stahlwerkstoffe sowie Aluminiumlegierungen.

Statische und dynamische Werkstoffprüfung

Im Bereich der Werkstoffprüfung verfügen wir über gängige Verfahren der statischen und dynamischen Charakterisierung der mechanischen technologischen Eigenschaften der unterschiedlichsten Werkstoffe. Das LWB arbeitet ausschließlich mit kontinuierlich auf dem neuesten Stand gehaltenen Prüfanlagen von ZwickRoell ein.  Allen Werkstoffprüfungen liegen die jeweils gültigen Normen und Prüfvorschriften zu Grunde (DIN, EN, ISO, VDG-Merkblätter, ASTM, SEP usw.). Davon abweichende Prüfungen sind im Einzelfall festzulegen.

Statisch:

  • Zugversuche auf 20 kN- und 250 kN- Universalprüfmaschinen
  • Härteprüfung (nach Brinell, Vickers, Rockwell) und Mikrohärte- sowie Härteverlaufsprüfungen
  • Pendelchlagversuche (auch instrumentiert) von -60°C bis 100°C mit 150 J und 300 J
  • 3-Punkt Biegeversuch

Dynamisch:

  • Ermüdungsversuche und Dauerfestigkeitsprüfungen mit einer servohydraulischen Materialprüfmaschine bis 100 kN durch.

Zerstörungsfrei:

  • Ultraschallprüfung
  • Magnetpulverprüfung mit verschiedenen Durchflutungsverfahren
  • Rissprüfung mit der Farbeindringprüfung

Qualifikation

Das Werkstoffprüflabor erfüllt mit seinem Qualitätssicherungssystem die Anforderungen der ISO/IEC 17025:2018, Kap. 5 sowie der ISO 9001:2015. Insbesondere ist das LWB qualifiziert für die Durchführung von metallographischen Untersuchungen, die mechanisch-technologische Werkstoffprüfung, Gefüge-, Bruch- und Oberflächenanalysen und die Anfertigung von werkstofftechnischen Gutachten und Schadensgutachten.

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Dierk Hartmann

  Tel.: +49 (0) 831-2523-195
  dierk.hartmann(at)hs-kempten.de

Standort

Gebäude HN / H

Räume:

HN | Zwick / Roell Labor
H121

Anfahrt und Lageplan
Gebäudeplan

Laborleitung

Mitarbeiter