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Profilbereich "Leichtbau mit Hybridsystemen"

Leichtbau verflechtet zahlreiche Technologiefelder wie Forschung im Bereich neuer Materialien (Metalle, Polymere und die kombinierten Hybride), materialspezifische Konstruktions-, Füge- und Fertigungsverfahren und spezifische Produktions- und Simulationsprozesse.

Um diese enorme Forschungsbreite abzudecken, bündelt die Universität Paderborn mit dem Profilbereich "Leichtbau mit Hybridsystemen" interdisziplinäre Forschung aus dem Maschinenbau und den Naturwissenschaften.

Schlüsseltechnologie Leichtbau

In der Schlüsseltechnologie Leichtbau steckt ein großes Potential zur Ressourceneinsparung, insbesondere durch die Kombination moderner (Produktions-)Techniken mit hoher Funktionalität.

Am ILH (Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen) und am PIAF (Paderborner Institut für Additive Fertigung) adressieren fakultätsübergreifende Projektteams Forschungsfragen zu diesem vielschichtigen Thema.

Schlüsseltechnologie Additive Fertigung

Die additive Fertigung ist eine Schlüssel-technologie, welche die Evolution durch Industrie 4.0 unmittelbar in die Anwendung bringen kann. Durch konstruktive Freiheiten ermöglicht sie die Realisierung individualisierter, ressourceneffizienter und funktions-optimierter Leichtbaustrukturen.

Am PIAF und am DMRC forschen fakultätsübergreifende Projektteams zusammen mit der Industrie an dem Ziel, die Additiven Fertigungsverfahren als robusten industriellen Produktionsprozess zu etablieren.

Anwendungsorientierte- und Grundlagenforschung vereint

Anwendungsorientierte Forschung wird in bewährten Partnerschaften aus Wissenschaft und Industrie vorangetrieben und ergänzt exzellente Grundlagenforschung, die beispielsweise auf dem Gebiet der Methoden- oder Materialentwicklung durchgeführt wird. Dabei wird auch in langfristig angelegten Projekten im überregionalen und internationalem Verbund geforscht.

Die Forschenden nutzen dabei in Paderborn die moderne Infrastruktur des ILH und PIAF und sind in ein umfangreiches Forschungsnetzwerk eingebunden.

Interdisziplinäre Forschungseinrichtungen

Ziel des ILH ist es, Leichtbau ganzheitlich zu betrachten und Fragen zum gesamten Lebenszyklus eines Bauteils zu erfassen. Hervorragende Expertisen der additiven Fertigung als besonderes Fertigungsverfahren mit hohem Leichtbaupotential werden im PIAF und im DMRC (Direct Manufacturing Research Center) gebündelt.

Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH)

Das ILH ist eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universität Paderborn. Hier werden gezielt die Expertisen von elf Gruppen aus den Fachdisziplinen Maschinenbau, Chemie und Physik gebündelt, um neue Hybridsysteme aus verschiedenartigen Materialien zu entwickeln und erforschen. Durch anwendungsorientierte Forschung entstehen innovative Leichtbaukonzepte. Prototypen und Demonstratoren werden zusammen mit Industrie entwickelt und sichern die Realisierbarkeit ab. Die Grundlagenforschung beschäftigt sich mit der skalenübergreifenden Entwicklung von Methoden und Materialien.

In hybriden Multimatrialsystemen werden leistungsfähige Materialien wie z. B. ultrahochfeste Stähle mit Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbunden (CFK) intelligent kombiniert. Voraussetzung für die Entwicklung derartiger Werkstoffverbindungen ist die Analyse von Materialeigenschaften und -Grenzflächen sowie die Betrachtung der Fertigungsprozesse mit neuen Materialstrukturen. Dafür steht im ILH ein breit aufgestelltes Team von Forscher*innen und eine moderne Infrastruktur bereit.

Mehr Informationen finden Sie auf den Seiten des Instituts: https://ilh.uni-paderborn.de/.

Paderborner Institut für Additive Fertigung (PIAF)

Das PIAF ist eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universität Paderborn, in der die Fachbereiche Maschinenbau, Chemie und Informatik ihre Kompetenzen interdisziplinär bündeln. Das Ziel des Paderborner Institut für Additive Fertigung ist es, die additiven Fertigungsverfahren als robuste industrielle Fertigungsverfahren zu etablieren. Im Fokus stehen dabei branchenübergreifend wirtschafts- und gesellschaftsformende Innovationen, die erst durch transdisziplinäre Forschung möglich werden. Die Forschung des PIAF zielt daher auf die kontinuierliche Entstehung von Innovationen durch Software in Dienstleistungen oder Produkten aber auch auf neue verfahrenstechnische Lösungen in der Entwicklung oder Analyse von hochgradig vernetzten Produktionssystemen ab. Die Aufgaben des Paderborner Instituts für Additive Fertigung bestehen in der fakultäts- und disziplinübergreifenden Forschung, dem Wissens- und Technologietransfer, der Qualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses sowie der Einbringung von Forschungsergebnissen in die universitäre Lehre und wissenschaftliche Weiterbildung auf dem Gebiet der additiven Fertigungsverfahren.

Das PIAF ist aus dem Industrieverbund des DMRC (Direct Manufacturing Research Center) gewachsen und bildet den universitären Gegenpart zum DMRC als Industriekonsortium. Gemeinsam wird der industrielle Transfer der Forschungsergebnisse gewährleistet. Entlang der kompletten additiven Prozesskette arbeitet im PIAF / DMRC ein breit aufgestelltes Team von Forscher*innen an einer modernen Infrastruktur. Diese ist insbesondere im Bereich der additiven Produktionsanlagen auf dem neuesten Stand der Technik.

Mehr Informationen finden Sie unter: www.dmrc.de

Ausgewählte Projekte des Profilbereichs

TRR 285 - Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten

Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Werkstoff- und Fügetechnik

Geschäftsführer: Dr.-Ing. Mathias Bobbert, Werkstoff- und Fügetechnik

Optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen - HyOpt

Optimierungsbasierte Entwicklung von Hybridwerkstoffen

Ziel von „HyOpt“ ist es, den anforderungsgerechten Leichtbau mit verschiedenartigen Werkstoffen voranzutreiben. Dafür entwickeln die WissenschaftlerInnen eine Toolbox, die dem Design neuer Hybridwerkstoffe dient. Diese besteht aus einer Softwarelösung sowie aus smarten und anpassungsfähigen Fertigungsprozessen, die für die Herstellung der Werkstoffe notwendig sind. Letztlich wird damit auch die Weiterverarbeitung zu Leichtbaukomponenten ermöglicht. Das Vorhaben, das ein Volumen von rund zwei Millionen Euro hat, wird bis April 2022 vom Land NRW und der EU aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Ansprechpartner:

Steffen Tinkloh, ILH / Leichtbau im Automobil

NRW Forschungskolleg "Leicht – Effizient – Mobil" - FK LEM

Bereits 2014 konnte das ILH das vom Land Nordrhein-Westfalen geförderte, interdisziplinär zusammengesetzte Forschungskolleg zum Thema Leichtbau erfolgreich beantragen. Im FK LEM arbeiten Forscherinnen und Forscher aus Maschinenbau, Naturwissenschaften und Soziologie zusammen. Es wird aber nicht nur interdisziplinär, sondern auch transdisziplinär kollaboriert. Das Forschungskolleg ist gekennzeichnet durch die Zusammenarbeit der Promovenden mit Akteuren aus Wirtschaft und Zivilgesellschaft. Auf diese Weise wird praxixbezogenes Wissen mit Wissenschaft verknüpft.

Die erste viereinhalbjährige Förderphase wurde positiv evaluiert und verlängert. Die zweite Förderphase des FK LEM zeichnet sich durch eine Kooperation mit dem neuen Fachbereich Technik & Diversity (TD) aus. TD erschließt Forschungszugänge mit Methoden der empirischen Sozialforschung. Somit erfolgt im Rahmen dieses Promotionsprogrammes über die technisch, naturwissenschaftliche Qualifikation der Doktorand*innen hinaus, eine Kompetenzerweiterung hinsichtlich Technik- und Nachhaltigkeitsforschung.

Ansprechpartnerin / Koordinatorin:

Swetlana Schweizer, ILH / Leichtbau im Automobil

Impfen von Aluminiumpulver-Oberflächen für die additive Fertigung, unterstützt durch dynamische Differenzkalorimetrie

Teilprojekt im SPP 2122: Neue Materialien für die laserbasierte additive Fertigung

Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier, Technische und Makromolekulare Chemie

Prof. Dr.-Ing. Mirko Schaper, Lehrstuhl für Werkstoffkunde

Intrinsische Herstellung hybrider Strukturkomponenten in einem modifizierten RTM-Prozess

Teilprojekt im SPP 1712:  Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen - Grundlage der Fertigung, Charakterisierung und Auslegung

Prof. Dr.-Ing. Rolf Mahnken, Lehrstuhl für Technische Mechanik

Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik

Prof. Dr.-Ing. Mirko Schaper, Lehrstuhl für Werkstoffkunde

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster, Leichtbau im Automobil

Industrial Additive Manufacturing in North-Rhine Westphalia

EFRE 2014-2020

Prof. Dr.-Ing. Mirko Schaper, Lehrstuhl für Werkstoffkunde

Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid, Lehrstuhl für Partikelverfahrenstechnik

Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner, Kunststofftechnik Paderborn, Kunststoffverarbeitung

 

 

 
Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas Tröster

Profilbereich Leichtbau mit Hybridsystemen

Vorsitzender des Instituts für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH)

Thomas Tröster
Telefon:
+49 5251 60-5331
Fax:
+49 5251 60-5333
Büro:
Y2.116

Prof. Dr. Hans-Joachim Schmid

Profilbereich Leichtbau mit Hybridsystemen

Vorsitzendes des Paderborner Instituts für Additive Forschung (PIAF)

Hans-Joachim Schmid
Telefon:
+49 5251 60-2404
Telefon:
05251 60 2410
Fax:
+49 5251 60-3207
Büro:
E3.319

Allgemeine Informationen zu den beteiligten Fachdisziplinen finden Sie auf den entsprechenden Webseiten:

Maschinenbau     Chemie     Physik

Teil eines Netzwerkes zu sein bietet viele Vorteile und eröffnet neue Perspektiven. Technologietransfer und Industriekooperationen haben an der Universität Paderborn einen hohen Stellenwert. Im ILH und im PIAF bestehen langjährige Kontakte zu Unternehmen verschiedener Größen, regional und überregional.

Außeruniversitäre Forschungkooperationen der UPB

Industriepartner des DMRC

Die Universität der Informationsgesellschaft