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der Hochschule Osnabrück

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Projektlaufzeit:
01.01.2021 - 31.12.2021
Antragsteller/in:
Prof. Dr. Thorsten Krumpholz
Drittmittelgeber/Förderlinie:
Forschungsgroßgerät DFG
Fakultät:
Ingenieurwissenschaften und Informatik
Fördersumme:
877.000 €
Projektpartner intern:
Dr. Javad Mola, Prof. Dr. Rainer Bourdon, Prof. Dr. Svea Petersen, Prof. Dr. Volker Piwek
Projektzusammenfassung:

Mit diesem Großgeräteantrag für einen Computertomograph soll der Forschungsschwerpunkt "Innovative Materialien und
Werkstofftechnologien" der Hochschule Osnabrück gestärkt werden. Die Kenntnis über die inneren Strukturen ist oftmals erforderlich, um
das äußere (makroskopische) Verhalten der verschiedenen Werkstoffe zu erklären oder auch vorherzusagen. Dabei werden die
inneren Eigenschaften natürlich zum einen durch den oder die Werkstoff(e) selbst und zum anderen durch den Herstellungsprozess
beeinflusst. Diese innere Struktur wird in der Regel zerstörend, durch bspw. Schliffbilder für mikroskopische Untersuchen, analysiert.
Nachteilig ist hierbei die 2-dimensionale Abbildung, da 3-dimensionale Informationen nur mit erheblichem Mehraufwand und lokal begrenzt
durch Schliffe in einem definierten Abstand generiert werden können. Mit einem Computertomographen können 3-dimensionale
Informationen zerstörungsfrei ermittelt werden. Hierbei können die Analysen u.a. im Bereich der Qualitätssicherung, für die
Schadensanalyse oder zur Vermessung unzugänglicher Detailgeometrien eingesetzt werden. Attraktiv wird diese Messtechnik
auch dadurch, dass nicht nur qualitative Betrachtungen der Volumenbilder, sondern quantitative Messungen (u.a. Messtechnik,
Analyse von Schaumstrukturen, Bestimmung Faserorientierung) möglich sind. Das beantragte Großgerät soll hierbei an der
Hochschule für verschiedenste Untersuchungen im Bereich der Materialwissenschaft eingesetzt werden:
- Vergleich CAD-Daten mit realer Geometrie und Ableitung von Werkzeugkorrekturen
- Erstellung von CAD-Daten von gescannten Volumen
- Koordinatenmesstechnik an Bauteilen
- Messung der Faserorientierung und des Faservolumengehaltes von faserverstärkten Kunststoffen
- Bestimmung von Füllstoffverteilungen und –mengen bei Kunststoffen
- Schadensanalyse
- Detektion von Fehlstellen (z.B. Lunker bei Gussbauteilen, Delaminationen bei Faserverbundkunststoffen)
- Untersuchung von Schaumstrukturen (Metall / Kunststoff)
- Untersuchungen an den Grenzflächen von Fügeverbindungen
- Analyse von 3d-gedruckten Bauteilen (Metall / Kunststoff)
- Generierung von Finite-Elemente-Netzen, die strukturmechanische Simulationen auf Basis der realen Geometrie und Mikrostruktur erlauben.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, soll ein System beschafft werden, mit welchem sowohl von größeren
Bauteilen Gesamtaufnahmen als auch von kleinen Probekörpern detaillierte Aufnahmen erzeugt werden können. Weiterhin muss
dieses System mit den unterschiedlichen Werkstoffen zurechtkommen. Herausforderungen sind hierbei u.a. die
verschiedenen Dichten von Metallen und Kunststoffen und der Kontrast bei multimaterial Systemen, bei denen die Dichte einzelner
Werkstoffe in einem ähnlichen Bereich liegt. Das beantragte Gerät wird die Forschung an der Hochschule Osnabrück im Bereich
Werkstoffwissenschaften deutlich stärken und sichert langfristige und zukunftsorientierte Forschungsmöglichkeiten durch die oben
genannten Analysemöglichkeiten.

 

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