Werkstoffe Stahlentwicklung am Computer schützt vor Fehlinvestitionen

Die kapitalintensive Herstellung, Ver- und Bearbeitung von Stählen setzt Sicherheit bei der Entwicklung von Legierungen voraus. Die virtuelle Werkstoffentwicklung liefert bei einem integrativen, skalenübergreifenden Modellierungsansatz die sichersten Ergebnisse.

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ARKU Maschinenbau GmbH

HBS Bolzenschweiss-Systeme GmbH & Co. KG

Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH

Neue Werkstoffe sind in vielen Fällen der heimliche Champion hinter modernen Anwendungen und Bauteilen. Sie sichern Eigenschaften wie Festigkeit, Lebensdauer und Umformbarkeit oder erhöhen Funktionen wie Crashsicherheit und Korrosionsschutz.

Die Herstellung moderner Werkstoffe verläuft entlang langer Prozessketten mittels aufwendiger Verfahren und teurer Anlagen. Viele Werkstoffe benötigen Rohstoffe, die nur auf dem globalen Markt zugängig sind und aufgrund von Preis und Verfügbarkeit sehr effizient eingesetzt werden sollten. Eine sichere Vorhersage von Werkstoff- und Bauteileigenschaften entlang der Prozesskette ist deshalb wesentlich für die Qualitätssicherung.

Prozesssicheres Umsetzen der Anforderungen schafft Wettbewerbsvorteile

Nur ein quantitatives Verständnis der Eigenschaftsverläufe ermöglicht schnelle Anpassungen bei Bauteil- und Prozessgestaltung. Derjenige Produzent, der schnell auf veränderte Randbedingungen eingehen, seine Produktion entsprechend umstellen und gleichzeitig alle Anforderungen bei seinem Produkt prozesssicher umsetzen kann, verfügt über Wettbewerbsvorteile.

Bei der Werkstoffentwicklung werden neue Legierungszusammensetzungen mit Hilfe thermodynamischer Datenbanken zielgerichtet untersucht sowie auf ihre Weiterbehandlungsmöglichkeit hin optimiert. Eine integrative Betrachtungsweise, die – über die Grenzen der einzelnen Akteure hinaus – die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt, führt zu einer optimierten Legierung für den jeweiligen Anwendungsfall.

Das gilt sowohl hinsichtlich der Funktionalität als auch des Preises. Außerdem findet eine Optimierung von Prozessparametern statt. So profitieren Halbfertig- und Fertigteile, Ver- und Bearbeitungsprozesse von einer integrativen Werkstoffentwicklung (Bild 1).

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