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

 

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
MultiPower
Räumlich optimierte Herstellung eines Leistungsmoduls mittels stereolithografischer Multimaterialfertigung von keramischen 3D-Substraten mit eingebetteten leitfähigen Strukturen
Chantal-Liv Lehmann, M.Sc.
Johannes Schubert, M.Sc.
Prof. Dr.-Ing. Frederik Zanger
01.04.2023
- 30.11.2024
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
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
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
DFG GRK 2078: International Research Training Group CoDiCoFRP
Integrierte Entwicklung kontinuierlich-diskontinuierlich langfaserverstärkter Polymerstrukturen
Jannis Langer, M. Sc.
01.04.2015
- 31.03.2024