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Forschungsschwerpunkte

Die zentrale Forschungsidee des Graduiertenkollegs ist es, Simulationsmethoden zur Beschreibung, Bewertung und Optimierung von Bauteilzuständen bei verketteten Fertigungsprozessen zu entwickeln und durch experimentelle Untersuchungen zu verifizieren. Die Arbeiten sollen sich somit primär auf solche Prozessketten konzentrieren, die vom Halbzeug zum fertigen Bauteil führen, während bisher im wesentlichen Prozessketten von der flüssigen Phase hin zum Halbzeug betrachtet wurden.

 Bild 1. Forschungsansatz des Graduiertenkollegs

Wesentliche ingenieurwissenschaftliche Fortschritte mit hoher Anwendungsrelevanz werden durch eine konsequente Kombination von Prozessmodellierung und Werkstoffmodellierung einerseits und mit modernsten Methoden der experimentellen Prozessanalyse und der mikrostrukturellen und mechanischen Bauteilcharakterisierung andererseits erwartet. Der generelle Forschungsansatz des Graduiertenkollegs ist im Bild 1 schematisch dargestellt. Prozessketten, die vom Halbzeug zum Bauteil führen, werden in Laborexperimenten in allen relevanten Prozessschritten abgebildet. Parallel hierzu wird die zugehörige Simulationskette aufgebaut, wobei zum Abgleich zwischen Experiment und Simulation die experimentelle charakterisierung der Evolution des Halbzeug- bzw. Bauteilzustands erfolgt. Aufgrund der Komplexität und Vielschichtigkeit der Fragestellungen ist es weder möglich noch sinnvoll, im Rahmen des Graduiertenkollegs alle denkbaren Prozessketten abzubilden. Wissenschaftliche Exzellenz wird durch eine bewusste Konzentration und Beschränkung auf solche Prozesse, Werkstoffe und Bauteilarten erreicht, bei denen die Antragsteller bereits über herausragende Forschungskompetenzen verfügen, und in der gezielten Verknüpfung von etablierten Basisprozessen mit zukunftsweisenden Verfahren, an deren Entwicklung die Antragsteller oder die assoziierten Mitglieder des Graduiertenkollegs bereits maßgeblich beteiligt sind. Das Forschungsprogramm gliedert sich in drei Themenbereiche: