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Mit den langfristig angelegten Programmen gewährt die DFG eine Förderung von bis zu zwölf Jahre, eine Förderperiode umfasst vier Jahre. Aus Drittmitteln finanziert, ermöglichen die Sonderforschungsprogramme eine fächerübergreifende Zusammenarbeit. Sie dienen der Schwerpunkt- und Strukturbildung der Hochschulen, fördern den wissenschaftlichen Nachwuchs und weisen ein international hohes wissenschaftliches Niveau auf.
Hochpräzise Bauteile durch kontrollierte Schmelze und Erstarrung in Produktionsprozessen
Komplexe Bauteile, die in einem schmelzebasierten Fertigungsprozess hergestellt werden, müssen hochpräzise gefertigt sein, damit sie ihre Aufgabe zuverlässig und langfristig erfüllen können. Die Qualität hängt dabei stark von der Beherrschung des Schmelzflusses und der Schmelzerstarrung bei der Herstellung ab. Derzeit lassen sich die ständig steigenden Anforderungen an die Bauteilpräzision in Abtrags-, Schweiß-, Beschichtungs- und Gießprozessen nur durch zeitaufwendige Nachbearbeitung erfüllen. Gleich mehrere Probleme während des Fertigungsprozesses können Abweichungen hervorrufen.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Sonderforschungsbereichs 1120 „Bauteilpräzision durch Beherrschung von Schmelze und Erstarrung in Produktionsprozessen“ verfolgen das Ziel, die Herstellungsprozesse diesbezüglich zu optimieren. Schmelze und Erstarrung sollen so weit kontrollierbar werden, dass Bauteile ohne Nachbearbeitung alle Präzisionsanforderungen erfüllen.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat nun die Fortführung des SFB 1120 bekannt gegeben, die Forschung geht somit in die zweite Phase. In der ersten Phase, die 2014 startete, lag der Schwerpunkt in der Analyse der verschiedenen Einflussfaktoren. Fokus der nun gestarteten zweiten Phase liegt auf der Beschreibung der Einflussfaktoren auf die erzielbare Genauigkeit.
Sprecher des SFB 1120 ist Prof. Reinhart Poprawe, Leiter des Lehrstuhls für Lasertechnik und Mitglied der Sektion JARA-FIT. Weiterhin beteiligt sind Prof. Kerstin Bobzin, Leiterin des Lehrstuhls und Instituts für Oberflächentechnik im Maschinenbau und Mitglied von JARA-ENERGY, sowie Prof. Joachim Mayer, Mitglied von JARA-ENERGY & JARA-FIT sowie Leiter des Lehrstuhls für Mikrostrukturanalytik.
Es werden insgesamt zehn Institute in 20 Teilprojekten während der nächsten vier Jahre an der Untersuchung und Entwicklung schmelzebasierter Verfahren zusammenarbeiten. Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern steht für ein Gesamtvolumen von rund elf Millionen Euro zur Verfügung.
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Reinhart Poprawe (Sprecher)
Telefon: +49 241 8906110
„Gepulste Hochleistungsplasmen zur Synthese nanostrukturierter Funktionsschichten“
Bereits in die dritte Förderphase geht der SFB/Transregio 087 „Gepulste Hochleistungsplasmen zur Synthese nanostrukturierter Funktionsschichten“. An dem Sonderforschungsbereich, der federführend an der Ruhr Bochum geleiteten wird, sind die JARA-Mitglieder Prof. Jochen Schneider, JARA-ENERGY & JARA-HPC und Leiter des Lehrstuhls für Werkstoffchemie sowie Prof. Kerstin Bobzin Leiterin des Lehrstuhls und Instituts für Oberflächentechnik im Maschinenbau und Mitglied von JARA-ENERGY.
Erforscht werden ternäre beziehungsweise quarternäre keramische Schichtsysteme auf Metallsubstraten mit hervorragenden tribologischen Eigenschaften sowie silizium- bzw. kohlenstoffhaltige Oxidschichten mit herausragenden Barriereeigenschaften auf Kunststoffsubstraten.
Ziel ist, die Zusammenhänge zwischen den Werkstoffeigenschaften und den Plasmaparametern zu erforschen, sie zu quantifizieren und zur Plasmakontrolle, Schichtentwicklung und in situ Schichtkontrolle einzusetzen. Das bislang vorherrschende empirische Vorgehen soll überwunden und ein physikalisch wie chemisch basiertes Prozessverständnis mittels experimenteller und theoretischer Erkenntnisse entwickelt werden.
Zentrales Interesse der dritten Phase ist, die Verknüpfung der Validierung von Experiment und Theorie, die Durchgängigkeit der Beschreibung vom Atom in der Gasphase bzw. vom Target bis zur fertigen Schicht und die Demonstration ihrer Verbund- und Systemeigenschaften. Auch steht der Transfer in die industrielle Anwendung und die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf andere Systeme im Fokus.