Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT)


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Profil


Der Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT) in der Fakultät Maschinenbau der Technischen Universität Dortmund wird von Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Walther geleitet.

Die Werkstoffprüftechnik liefert die Datenbasis und Entscheidungsgrundlage für die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung betriebssicherer Hochleistungsprodukte für alle Wirtschaftsbranchen. Die erfolgreiche Werkstoffauswahl, Qualitätskontrolle, Bauteilüberwachung und Schadensanalyse basiert auf der präzisen Ermittlung der chemischen Zusammensetzung, der Gefüge- und Defektstruktur, der Werkstoffkennwerte und Schädigungsevolution, ergänzt um leistungsstarke Methoden der Modellierung und Simulation. Neben der Werkstoffqualifizierung und Fertigungsoptimierung ist die Identifikation und Separation grundlegender Verformungs- und Schädigungsmechanismen, die Strukturintegrität und die Lebensdauerprognose von großer Bedeutung.

In Forschung und Lehre werden grundlagen- und applikationsorientierte Themen der zerstörenden und zerstörungsfreien, mikroskopischen und mechanischen Werkstoff- und Bauteilprüfung behandelt. Innovative Mess- und Prüfverfahren, deren gekoppelte Anwendung und anforderungskonforme Weiterentwicklung, schaffen die Basis für die experimentelle Bestimmung des Verformungsverhaltens und der Schädigungsinitiierung bzw. -evolution. In-situ Analysetechniken und digitale Auswerteroutinen gewährleisten, Mikrostruktur- und Defektmerkmale mit lokaler Leistungsfähigkeit korrelieren und in die Modellierung implementieren zu können. Die Komplexität der Anforderungen steigt aufgrund der Weiterentwicklung der Werkstoffsysteme und Prozesstechniken hinsichtlich maßgeschneiderter Struktur- und Leistungsgradienten.

Die mikrostruktur- und mechanismenbasierte Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens etablierter und neuentwickelter Werkstoffe und Bauteile vom niederzyklischen LCF- bis hochzyklischen VHCF-Bereich, auch unter Hochtemperatur- und Korrosionsumgebung, stellt eine Schlüsselqualifikation dar (Abb. 1).

Die Bewertung von Prozess-Struktur-Eigenschaft-Wechselwirkungen auf unterschiedlichen Skalen für Stähle, Leichtmetalle, Verbundwerkstoffe und additiv gefertigte Werkstoffe bei mechanisch-thermisch-medialer Beanspruchung ist für die Grundlagenforschung und Entwicklung von großer Relevanz (Abb. 2).

In gruppenübergreifenden Arbeitskreisen der Strukturanalytik, Mess- und Prüftechnik, Biomaterialien, der Modellierung und Simulation sowie der Digitalisierung werden Themen geclustert, hinsichtlich Transfer evaluiert und Lösungskonzepte für interdisziplinäre Forschungsschwerpunkte entwickelt und validiert (Abb. 3).

 
Prof. Walther














Abb. 1: Forschungsschwerpunkte am WPT




Abb. 2: Werkstoffspezifische Forschungsgruppen am WPT




Abb. 3: Werkstoffübergreifende Arbeitskreise am WPT




Forschungsschwerpunkte


  • Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
  • Materialografie: Licht-, Elektronen- und Röntgenanalytik
  • Schwingfestigkeit: Low bis Very High Cycle Fatigue, Hochtemperatur- und Korrosionsermüdung
  • Physikalische Messverfahren zum Condition-Monitoring
  • Methoden zur Berechnung der Schädigungsevolution und (Rest-) Lebensdauer
  • Mechanismenorientierte Modellierung und Simulation des Werkstoffverhaltens
  • Schadensanalyse und Beratung



Mitarbeiter und Einrichtungen


Der Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik beschäftigt zurzeit ca. 40 wissenschaftliche und technische Mitarbeiter/-innen, die durch studentische Hilfskräfte sowie Bachelor- und Masterarbeiter/-innen unterstützt werden.

Für die Forschungsaktivitäten steht folgende Geräteausstattung zur Verfügung:

Metallografie und Mikroskopie

  • Metallografie
  • Lichtmikroskopie (LiMi)
  • Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB-REM)
  • Rasterelektronenmikroskopie (REM)
      • Computertomografie (CT) mit In-situ Modul
      • Energiedispersive Röntgenfluoreszenz-Spektrometrie (EDXRF)
      • Fourier-Transformation-Infrarot-Spektrometrie (FTIR)
      • Röntgendiffraktometrie (XRD)

Härteprüfsysteme
  • Instrumentierte Eindringprüfung
  • Mikrohärteprüfsysteme
  • Makrohärteprüfsysteme

Mechanische Prüfsysteme
  • Universalprüfsysteme
  • Hochgeschwindigkeitsprüfsysteme
  • Kerbschlagbiegeprüfsysteme
  • Umlaufbiegeprüfsysteme
  • Servohydraulische Schwingprüfsysteme
  • Resonanzschwingprüfsysteme
  • Ultraschallschwingprüfsysteme
  • Elektromagnetische Mikroschwingprüfsysteme
  • Zubehör für Versuche bei Hoch- und Tieftemperatur, Feuchtigkeit
  • Zubehör für Korrosionsversuche

Messtechniken
  • Mechanische Sensorik
  • Thermische Sensorik
  • Elekrtische Sensorik
  • Mikromagnetische Sensorik
  • Optische Sensorik
  • Akustische Sensorik



Kontakt


Technische Universität Dortmund
Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT)
Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Walther
Baroper Str. 303
44227 Dortmund

Tel:  0231-755 8028
Fax: 0231-755 8029

E-Mail:
Internet: http://www.wpt.mb.tu-dortmund.de