Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH Aachen


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Profil


Das Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau (IWM) der RWTH Aachen entstand 2006 durch die Zusammenlegung des ehemaligen Instituts für Werkstoffkunde (IWK), des Instituts für keramische Komponenten im Maschinenbau (IKKM) und des Lehr- und Forschungsgebiets Werkstoffkunde (LFW).
Das IWM gestaltet in den Bachelor-Studiengängen Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen (Fachrichtung Maschinenbau) die Grundausbildung der Werkstoffkunde der Metalle.
In den verschiedenen Masterstudiengängen werden Lehrveranstaltungen zur Pulvermetallurgie, Hochtemperaturwerkstofftechnik, Schadenskunde und technischen Keramik angeboten. In der Forschung konzentriert sich das IWM auf anwendungsrelevante Fragestellungen der Werkstofftechnik metallischer und keramischer Werkstoffe sowie deren Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde. Die Herstellung von Werkstoffen und Bauteilen durch moderne pulverbasierte Prozesse wird ebenso behandelt wie die Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe und Fragen der Werkstoff- und Bauteilauslegung mit Blick auf komplexe mechanische und thermomechanische Lasten. Dabei werden sowohl numerische Simulations- als auch experimentelle Untersuchungsmethoden eingesetzt. Das IWM verfügt über umfangreiche Erfahrungen bei den Werkzeugstählen, den hochlegierten, nicht rostenden Stählen, den Gusseisen, bei PM-Stählen, Hartmetallen, intermetallischen Werkstoffen und Oxidkeramiken. Für die Industrie bietet das IWM Dienstleistungen in Form von Werkstoffprüfungen, Expertisen in Schadensfällen oder FEM-Rechnungen an.

 
Prof. Christoph Broeckmann




Forschungsschwerpunkte


Die Forschungsschwerpunkte lassen sich in 4 Bereiche unterteilen:

  • Werkstoffentwicklung und Wärmebehandlung:
    - Calphad basierte thermodynamische Simulation hochlegierter Stähle und Hartmetalle
    - Numerische Simulation der Wärmebehandlung von Stahl
    - Entwicklung neuer metallischer Gleitlagerlegierungen
    - Prozess- und skalenübergreifende Werkstoffsimulation (ICME)
  • Pulvertechnologie:
    - Numerische Simulation des Sinterns, insbesondere der druck- und feldunterstützen Sinterverfahren (HIP, FAST)
    - Entwicklung pulvertechnologischer Fertigungsverfahren
    - Entwicklung pulvermetallurgischer Prozessketten (z. B. SLM+HIP+Wärmebehandlung)
    - Gefüge additiv hergestellter metallischer und keramischer Werkstoffe
    - Stoffschlüssiges Fügen von Keramik-Metallverbindungen
  • Werkstoffmechanik:
    - Erforschung des Ermüdungsverhaltens und der Schwingfestigkeit von Werkstoffen mit „Gefügedefekten“ (Gusseisen, PM-Stähle, Werkzeugstähle)
    - Schwingfeste Auslegung mehrachsig, nicht proportional belasteter Bauteile
    - Bauteilauslegung auf Basis von Konzepten der Kurzriss-Bruchmechanik
    - Bauteilauslegung auf Basis von bruchstatistischen Konzepten
    - Multiskalen-FEM-Simulation der Ermüdung mehrphasiger Werkstoffe
    - Konstruktive Auslegung von Keramik-Metall-Verbindungen
  • Wälzfestigkeit:
    - Erforschung der Ursachen von weiß anätzbaren Bereichen (WEA, WEC) in Wälzlagerstählen
    - Experimentelle Bestimmung der Wälzfestigkeit poröser PM-Stähle
    - FEM-Simulation der Wälzfestigkeit poröser und randschichtverfestigter PM-Werkstoffe



Mitarbeiter und Einrichtungen


Das IWM beschäftigt in 4 Forschungsabteilungen ca. 30 wissenschaftliche Mitarbeiter, 16 Beschäftigte in Technik und Verwaltung, ca. 40 studentische Hilfskräfte und 15 Auszubildende. Das Institut verfügt über eine Gesamtfläche von ca. 3.200 m2, die sich in Büro-, Labor- und Werkstatt- bzw. Technikumsflächen aufteilen. In den Laboren der Metallographie, Thermophysik und mechanischen Werkstoffprüfung betreibt das IWM eine Vielzahl von modernen Prüfmaschinen und Anlagen, mit denen die nachfolgend genannten Untersuchungen durchgeführt werden können.

  • Experimentelle Untersuchungen:
  • - Quasistatische Zug-, Druck- und Biegeversuche bei Tief- und Raumtemperatur sowie erhöhter Temperatur
    - Schwingfestigkeitsversuche unter axialer, Biege-, Torsions- und kombinierter Belastung bei Raum- und Hochtemperatur
    - Bruchmechanische Versuche zur Bestimmung der Rissausbreitungsparameter und der Bruchzähigkeit
    - LCF-Versuche
    - Wälzfestigkeitsversuche unter Öl im Vier-Scheiben-Prüfstand
    - Kriechversuche unter konstanter Kraft und konstanter Spannung bis 1000 °C
    - Metallographie, Licht- und Rasterelektronenmikroskopie
    - EBSD-Messungen und Focused Ion Beam (FIB) Präparationen
    - Röntgenographische Phasen- und Eigenspannungsanalyse
    - Temperaturleitfähigkeits- und Dilatometerversuche sowie DSC/DTA-Messungen
    - Abschreck- und Umformdilatometrie
    - Porösitäts- und Dichtemessungen
    - Pulvertechnologische Herstellung von Proben durch Pulveraufbereitung, Formgebung und Sintern (Vakuumsintern, HIP, FAST)
    - Generative Fertigung durch SLM




Kontakt


Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau
RWTH Aachen
Prof. Dr.-Ing. Christoph Broeckmann
Augustinerbach 4
52062 Aachen


Tel: +49 241 80 96189
Fax: +49 241 80 92266
EMail: c.broeckmann@iwm.rwth-aachen.de
Internet: http://www.iwm.rwth-aachen.de