Computergestütztes Materialdesign von Werkstoffen



Wissenschaftler optimieren Prozesstechniken, wie das Gießen oder die Weiterentwicklung von technischen Legierungen, indem sie energie-, zeit- und kostenintensiven Pilotversuche durch computergestütztes Materialdesign ersetzen. Voraussetzung hierfür ist die Leistungsfähigkeit moderner Rechner. Weiter Vorbedingungen für diese Verfahren sind die genaue Kenntnis der Modelldaten sowie das Verständnis der physikalischen Mechanismen, die den Abläufen zu Grunde liegenden.

In geschmolzenen Materialien entstehen natürliche, großräumige Aufstiegsbewegungen (Konvektion). Einige der Messergebnisse werden hierdurch verfälscht. Daher sind Referenzmessungen unter Schwerelosigkeit ohne störende Konvektionseffekte nötig, um  die Ergebnisse dieser Bodenexperimente rechnerisch zu korrigieren.

Dieses Parabelflugexperiment ist ein Test für technische Komponenten, die für Schwerelosigkeits-Experimente an Bord einer ballistischen Rakete im Jahr 2008 benötigt werden. Das Raketen-Experiment dient seinerseits zur Vorbereitung von Messungen, die auf der Internationalen Raumstation ISS und auf Wiedereintritts-Satelliten durchgeführt werden sollen.
 
Die detaillierte Kenntnis von Werkstoffeigenschaften und das Verständnis von den physikalischen Mechanismen bei der Herstellung wird es der Industrie ermöglichen, die Leistungsfähigkeit eines Produkts besser vorher zu sagen. Nach  seiner Einführung soll  das computergestützte Materialdesign aus der Schmelze aufwändige Testverfahren ersetzten und zu großen Kosten- und Energieeinsparungen führen.


Kontakt
Dr. Axel Griesche
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Materialphysik im Weltraum

Tel: +49 2203 601-3206

E-Mail: Axel.Griesche@dlr.de
Prof. Dr. Andreas Meyer
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Materialphysik im Weltraum

Tel: +49 2203 601-2667

Fax: +49 2203 61768

E-Mail: Andreas.Meyer@dlr.de
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