Fertigungs- und Werkstofftechnik (FWT)

Motivation und Ziele

Die Entwicklung neuer Produkte ist eine zentrale Ingenieursaufgabe, die zunehmend nur noch interdisziplinär, also in Zusammenarbeit zwischen Produktentwicklung, Produktion und Werkstofftechnik zu bewältigen ist. Dies hat seine Ursache darin, dass die in der Entwicklung geforderten Bauteileigenschaften durch die einzelnen Prozessschritte vom Rohstoff bzw. Halbzeug hin zum fertigen Bauteil signifikant beeinflusst werden. Angesichts des hohen Entwicklungsstands verfügbarer Prozesse gelten die damit verknüpften Fragen als ein vorrangiges Themenfeld für die Forschungsarbeiten in der Fertigungstechnik. Die vorrangige Zielstellung des Forschungsbereichs Fertigungs- und Werkstofftechnik ist die Prozess(ketten)optimierung und -regelung zur Verbesserung der Bauteilqualität und Ressourceneffizienz in additiven und zerspanenden Prozessen unter Nutzung softwarebasierter Methoden. Der Forschungsbereich gliedert sich in die beiden Gruppen Cutting (Prof. Schulze) und Additive Manufacturing (Prof. Zanger). Die gemeinsamen strategischen Themenfelder sind Surface Engineering, Nachhaltigkeit und Digitalisierung.

Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze

Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger

Cutting

Additive Manufacturing

Drehen, Fräsen, Bohren
Wälzschälen (weich und hart)
Wirbeln und Sonderverfahren für Gewinde- und Polygonfertigung
Stream Finishing
Gezielte Einstellung von Randschichtzuständen zur Lebensdauersteigerung und Materialeinsparung
Kombinationsprozesse zur Prozesskettenverkürzung
Simulation von Fertigungsprozessen (Spanbildung, KSS, Partikelströmungen, Randschichtenzustände)
Softwarebasierte Prozess- und Werkzeugauslegung

Powder Bed Fusion (PBF)
Directed Energy Deposition (DED)
Vat Photopolymerization (VPP)
Binder Jetting (BJT)
In-Situ-Mikrostruktureinstellung
Additive Prozessketten zur Einstellung der Bauteileigenschaften
Hybride Bauteile durch Material- und Prozesskombination
Nachhaltiger Einsatz von Metallpulvern, Schlickern und Bindern
Digitalisierung additiver Fertigungsprozessketten
Prozesssimulation auf unterschiedlichen Skalen

Ansprechpartner: M.Sc. Germán González

Ansprechpartner: M.Sc. Johannes Schubert

Ausgewählte Schwerpunktthemen

Spanbildungssimulation	Räumen	Wälzschälen	Mikrofunkenerosion
Akustische Prozessregelung	Ultrapräzisionsbearbeitung	Oberflächenstrukturierung	Bearbeitung faserverstärkter Kunststoffe
Prozessketten in der Fertigung	Prozess-Maschine-Interaktion	Randzonenbeeinflussung

Forschungsprojekte

AddDEM Charakterisierung von technischen Pulvern zur skalenübergreifenden Modellierung von Partikelprozessen am Beispiel der metallisch additiven Fertigung	Kai Drechsel, M.Sc.	01.05.2023 - 31.10.2024
AddBroach Nachhaltige Fertigung von endkonturnahen Halbzeugen mittels BinderJetting am Beispiel von Räumwerkzeugen	Daniel Mayer, M.Sc. Johannes Schubert, M.Sc.	01.05.2023 - 31.10.2024
AddXChange Ganzheitliche Qualifizierung von Kupfer für das Binder-Jetting-Verfahren mit gezielter Porositätseinstellung anhand von Wärmetauschern für die Elektromobilität	Daniel Mayer, M.Sc. Johannes Schubert, M.Sc.	01.01.2023 - 31.12.2024
AddFlow Strömungsangepasste Komponenten für Brennstoffzellen durch additiv-subtraktive Fertigung mit gezielt einstellbarer Oberflächenfunktion (hydrophob, hydrophil)	Maximilian Frey, M.Sc.	01.01.2023 - 31.12.2024
InRePro Inspektions- und Remanufacturingzelle mit prozessintegrierter Multi-Sensorik für einen digital-autonomen Fertigungsprozess	Prof. Dr.-Ing. Gisela Lanza Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger	01.10.2022 - 30.06.2023
ProKI-Karlsruhe Karlsruher Zentrum für KI in der Zerspanung	Philipp Gönnheimer, M.Sc. Alexander Puchta, M.Sc.	01.10.2022 - 31.12.2024
AddBite Entwicklung von patientenspezifischen additiv gefertigten Unterkieferimplantaten mit biotechnologisch inspirierten funktionellen Gitterstrukturen	Nico Ulff, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger	15.08.2022 - 31.07.2025
AddAlB4C Aluminium-B4C-Verbundwerkstoffe für das pulverbettbasierte selektive Laserschmelzen	Victor Lubkowitz, M.Sc.	01.07.2022 - 30.06.2024
Gaia-X4ICM Infrastruktur für eine durchgängige Digitalisierung der Produktion auf Basis von Gaia-X.	Kevin Gleich, M.Sc. Sebastian Behrendt, M.Sc. Alexander Bott, M.Sc. German Gonzalez, M.Sc.	01.04.2022 - 31.12.2024
SDSeq Softwaredefinierte Modell- und Funktionssequenzierung für die integrierte Einführung modularer Produktionssysteme	Sebastian Behrendt, M.Sc. Marco Wurster, M.Sc.	01.03.2022 - 29.02.2024
AddSono Additive Fertigung von Sonotroden für die Ultraschalltechnik und Funktionsintegration von Kühlkanälen	Kai Drechsel, M.Sc.	01.02.2022 - 31.07.2023
KADDISH Kühlkanäle im additiv gefertigten Stechdrehmeißel	Patrick Fischmann, M.Sc.	01.02.2022 - 31.07.2023
AddPEM – Additive Fertigung von gradierten Strömungsstrukturen Additive Fertigung von gradierten Strömungsstrukturen für Polymer Elektrolyt Membran (PEM) Brennstoffzellen.	Victor Lubkowitz, M.Eng. Maximilian Frey, M.Sc.	01.01.2022 - 31.12.2023
SDM4FZI Software-defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie	Sebastian Behrendt, M.Sc. Michael Martin, M.Sc. Oliver Brützel, M.Sc. Marvin May, M.Sc. Alexander Puchta, M.Sc. Philipp Gönnheimer, M.Sc. Alpcan Güray, M.Sc.	01.10.2021 - 30.09.2024
ICM AD1 - AddiMoT Additiv-subtraktive Fertigung multi-materieller sensorintegrierter Komponenten elektrischer Maschinen für die e-Mobilität am Beispiel der Transversalflussmaschine (TFM)	Johannes Schubert, M.Sc. Michael Baranowski, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze Prof. Jürgen Fleischer	01.07.2021 - 31.12.2022
ADDSUB – Kombination additiver und subtraktiver Laserprozesse fü Kombination additiver und subtraktiver Laserprozesse für die Fertigung von Komponenten neuartiger Elektroantriebe.	Victor Lubkowitz, M.Eng.	01.07.2021 - 31.12.2022
AddTemp Additive Herstellung von spezifischen Gefügen durch eine lokale und globale Temperaturführung	Kai Drechsel, M.Sc.	01.01.2021 - 31.12.2024
ICM Nachwuchsgruppe Advanced Manufacturing - Universalmaschine Eine flexible und universell einsetzbare Fertigungstechnik sowohl für die Entwicklung neuer Mobilitätslösungen von morgen, als auch für die Produktionstechnik selbst.	Steffen Kramer, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger	01.10.2020 - 30.09.2025
CoPoT Connected Power Tools Innovations- und Technologiepartnerschaften für die Mensch-Technik-Interaktion: Intelligente, vernetzte Gegenstände für den Alltag	Marcus Rosen, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze	01.08.2019 - 31.07.2022
MeSATech Variantenreiche medizinische Produkte durch Kombination von subtraktiven und additiven Fertigungstechnologien	Patrizia Gartner, M.Sc. Patrick Fischmann, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger	01.08.2019 - 31.07.2022
Innovationscampus Mobilität der Zukunft Der InnovationsCampus Mobilität adressiert den Transformationsprozess der Mobilität und schafft durch wissenschaftliche Exzellenz, interdisziplinäre Grundlagenforschung und neue Innovationsprozesse disruptive Technologien und Sprunginnovationen in den Strategiefeldern Advanced Manufacturing und Emissionsfreie Mobilität.	Dr.-Ing. Sandra Kauffmann-Weiß	01.07.2019 - 30.06.2024
HiPTSLAM Entwicklung neuer Legierungen und Legierungspulvern zur additiven Herstellung von Bauteilen aus hochfestem Werkzeugstahl	Manuela Neuenfeldt, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger	01.04.2019 - 30.08.2022
Prozessmodellierung Stream Finishing Kooperationsprojekt zwischen der OTEC Präzisionsfinish GmbH und dem wbk	Patrick Neuenfeldt, M. Sc.	01.07.2018 - 01.07.2022
DFG GRK 2078: International Research Training Group CoDiCoFRP Integrierte Entwicklung kontinuierlich-diskontinuierlich langfaserverstärkter Polymerstrukturen	Jannis Langer, M. Sc.	01.04.2015 - 31.03.2024