Tailored & Smart Composites

Vom multifunktionalen Werkstoff zum System – Verbundwerkstoffe ermöglichen die Kombination von funktionalen Eigenschaften mit optimaler strukturmechanischer Leistungsfähigkeit. Damit werden sie zu einem Schlüsselelement der Mechatronik bzw. Adaptronik, einem heute rasant voranschreitenden Forschungsgebiet. Zentrale Herausforderung ist die Beherrschung des komplexen Eigenschaftsprofils dieser Materialien entlang der gesamten Entwicklungskette – vom Design über die Fertigung bis zur Systemintegration und Prüfung der Komponente. Hier setzt die Forschungstätigkeit des Kompetenzfeldes Tailored & Smart Composites an: Im Fokus steht das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Struktur, Prozess und daraus resultierender Eigenschaften multifunktionaler Verbundwerkstoffe.

Wir arbeiten an der Entwicklung neuer Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Kompositen und integrieren Sensoren oder Aktuatoren in faserverstärkte Bauteile, damit diese sich adaptiv an ihre Umgebung anpassen können.

Nach der Auslegung mit Finite-Elemente-Methoden können wir solche Werkstoffe mit Standard-Verarbeitungsmethoden herstellen, zu Bauteilen oder Halbzeugen verarbeiten und sowohl die Werkstoffeigenschaften als auch die speziellen Funktionen umfangreich charakterisieren.

Die Möglichkeit, das experimentell ermittelte Strukturverhalten mit Ergebnissen aus Simulation und Modellierung zu vergleichen, rundet das Angebotsspektrum ab.

Dr. rer. nat.

Martin Gurka

Stellvertretender Abteilungsleiter Werkstoffwissenschaft & Kompetenzfeldleiter Tailored & Smart Composites

Branchen Anwendungen (Beispiele)
Fahrzeugbau & Luftfahrt adaptive aerodynamische Elemente
Maschinen- und Anlagenbau werkstoffintegrierte Sensoren
Medizintechnik röntgentransparente Implantate

Spezielle Leistungsmerkmale

  • "One Stop Shop" Auslegung - Simulation - Realisierung - Test: alles aus einer Hand
  • Hybridkomposite auf der Basis von Polymerblends
  • Kombination von Faserverbund-Know-how mit Smart Materials-Expertise

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Verbundwerkstoffe, Piezokeramiken, Formgedächtnislegierungen

Typische Fragen und Herausforderungen auf dem Weg vom Werkstoff zum System sind…

  • die effiziente theoretische und experimentelle Beschreibung der komplexen Eigenschaftsprofile multifunktionaler Materialien
  • die Entwicklung geeigneter Mess- und Prüfeinrichtungen sowie zugehöriger Methoden zur multiphysikalischen Werkstoffcharakterisierung
  • die Erarbeitung komplexitätsangepasster, skalenübergreifender Werkstoffmodelle für Verarbeitung und Bauteilauslegung

Projekte im Kompetenzfeld Tailored & Smart Composites

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

  • Hübler, M.

    Methodik zur Auslegung und Herstellung von aktiven SMA-FKV-Hybridverbunden

    Externe Veröffentlichungen „Tailored & Smart Composites“

    Physics of Multifunctional Materials
    Flyer (PDF)