ICMEaix - Integrated Computational Materials Engineering
Thema
Das Projekthaus ICMEaix ist die Dachstruktur für die Modellierungs- und Simulationsaktivitäten im Bereich insbesondere metallischer Strukturwerkstoffe an der RWTH Aachen in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich, dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung MPIE in Düsseldorf, dem Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum DLR in Köln und der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie DECHEMA in Frankfurt.
ICMEaix gehört dem Profilbereich Materialwissenschaft und Werkstofftechnik MatSE an. MatSE hat sich zum Ziel gesetzt, die internationale Konkurrenzfähigkeit der RWTH Aachen zu stärken, die vorhandenen Kompetenzen zu bündeln und die Entwicklung unkonventioneller Zukunftsthemen zu unterstützen.
Forschungsziele
Die Ziele des Projekthauses ICMEaix sind die Bündelung der Simulationsaktivitäten der einzelnen Lehrstühle, die strukturelle Vernetzung aller Beteiligten und die Formulierung und Bearbeitung wissenschaftlicher Projekte im Bereich der numerischen Werkstoff- und Prozessentwicklung. Der Fokus liegt insbesondere auf Fragestellungen die über die Einzelexpertise der beteiligten Akteure hinausgehen und reicht von Atomen bis zum Bauteil, von Unordnung zur Funktionalität und von der Schmelze bis zur Bauteilperformance.
Im Rahmen eines Integrated Computational Materials Engineering (ICME) Ansatzes werden Methoden zur Verknüpfung unterschiedlicher Softwaretools entwickelt und zur ganzheitlichen Optimierung von Prozessketten bei der Herstellung, Verarbeitung und Anwendung metallischer Werkstoffe und Bauteile eingesetzt.
ICMEaix entwickelt weiterhin neue Lehr- und Lernkonzepte zur ganzheitlichen, multidisziplinären Ausbildung zukünftiger Prozessingenieure und Werkstoffwissenschaftler.
Beteiligte Professuren
Fakultät für Maschinenwesen - Fakultät 4
Lehrstuhl und Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau
Dipl.-Ing. Alexander Bezold
www.iwm.rwth-aachen.de
Georessourcen und Materialtechnik - Fakultät 5
Lehrstuhl und Institut für Eisenhüttenkunde
Dr.-Ing. Christian Haase
www.iehk.rwth-aachen.de
Lehrstuhl und Institut für Bildsame Formgebung
Stephan Hojda, M. Sc.
www.ibf.rwth-aachen.de
Lehrstuhl für Gießereiwesen und Gießerei-Institut
Dr.-Ing. Björn Pustal
www.gi.rwth-aachen.de
Lehr- und Forschungsgebiet Werkstoffe und Verfahren für Luftstrahlantriebe (DLR)
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Reh
www.dlr.de
Lehr- und Forschungsgebiet Thermochemie von Energiewerkstoffen
Univ.-Prof. Dr. Robert Spatschek
www.fz-juelich.de
Elektrotechnik und Informationstechnik - Fakultät 6
ACCESS e.V.
Dr. rer. nat. Georg J. Schmitz
www.access.rwth-aachen.de
Sonstige
Technische Universität Bergakademie Freiberg
Institut für Metallformung
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Prahl
www.tu-freiberg.de
Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH
Dr.-Ing. Martin Diehl
www.mpie.de
Vorhandene Infrastruktur
Mit der AixViPMaP-Plattform, der Aachen Virtual Platform for Materials Processing, baut das Projekthaus ICMEaix gegenwärtig eine Simulationsinfrastruktur an der RWTH Aachen auf, die neben der Expertise der Aachener Werkstoffwissenschaftler und Prozessingenieure insbesondere Rechnerleistung, Programmpakete und Workflowmanager als Dienstleistungsangebot der RWTH Aachen-Institute bereitstellt.
Projekte
Das Projekthaus ICMEaix bearbeitet/bearbeitete eine Vielzahl von Vorhaben mit Zielsetzungen u.a. zur
- Entwicklung einer Modellkette und experimentellen Methoden zur Beschreibung der Evolution inhärenter Spannungen bei der Herstellung eines Gehäusebauteils aus austenitischem Stahl.
- Vorhersage der Gefügeentwicklung und der thermomechanischen Eigenschaften einer Laserschweißnaht und der Wärmeeinflusszone in einer martensitischen Stahlplatte.
- präzisen Vorhersage der Faltenbildung und Energieabsorption einer hexagonalen Crashbox aus einem hochmanganhaltigen TWIP Stahl.
- Entwicklung einer energetisch effizienten Herstellung von Schmiedeteilen aus mikrolegiertem Zweiphasenstahl mit reduzierter Verzerrung.
- Bestimmung des Einflusses des Pulverfüllprozesses und die inhomogene anfängliche Dichteverteilung innerhalb der Kapsel auf die endgültige Form eines Bauteils sowie Optimierung des Kapselentwurfs im Hinblick auf minimale Verzerrung heißisostatisch gepresster Komponenten.
- Anpassung eines Gesenkschmiedeprozesses zur Zahnradherstellung durch die Verwendung von Finite Element (FE) Simulationen und simulationsintegrierten „Processing Maps“ zur Gewährleistung einer homogenen und feinkörnigen Korngröße.
- realistischen Vorhersage der Evolution der Mikrostruktur, Restspannungen und Verzerrungen während des gesamten Wärmebehandlungszyklus einschließlich Temperierung
- quantitativen Vorhersage von Restspannungen nach Schleifprozessen mittels FE-Modellierung und Simulation
Workshops
Aktuelle Ankündigungen zu Konferenzen und Workshops finden sich auf der Website.
Ansprechperson
Dr. rer. nat. Georg J. Schmitz
Website