IWWT - Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien - Prüflabor für Materialuntersuchungen
Werkstoffe, die kompetente Kenntnis ihrer Eigenschaften und ihre Verarbeitung zu Bauteilen und Maschinen haben in Pforzheim und der Region Nordschwarzwald eine lange und vor allem fachlich tiefgründige Tradition. Hier kommt das gesamte Werkstoffspektrum zum Einsatz, angefangen bei Polymeren über keramische Werkstoffe bis hin zu einer Vielzahl von metallischen Werkstoffen.
Das Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) der Hochschule Pforzheim beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit der Entwicklung, der Herstellung, dem Aufbau und den Eigenschaften von Werkstoffen. Dabei stehen die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Werkstoffe, ebenso wie die anwendungsorientierte Prozessoptimierung in der Stanztechnik und Polymerverarbeitung im Focus der Aktivitäten.
Was wir leisten
Die Analyse und Prüfung metallischer oder polymerer Werkstoffe gehören genauso zum Aufgabengebiet wie die Entwicklung und Optimierung von ganz neuen Werkstoffen und/oder Werkstoffkonzepten. Derzeit liegen die Schwerpunkte des drittmittelfinanzierten Instituts an der Hochschule Pforzheim zum Einen im Bereich der Kupferbasislegierungen für Leitanwendungen, zum Anderen im Bereich der offenporigen metallischen Schäume.
Die Entwicklung, Optimierung und Erforschung von Kupferbasislegierungen hat zum Ziel, die beiden gegenläufigen Parameter hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit gleichzeitig zu erhöhen. Werkstoffe mit hoher Festigkeit bei gleichzeitig hoher elektrischer Leitfähigkeit werden für vielfältige Anwendungen wie beispielsweise Steckkontakte oder Oberleitungen für elektrische Bahnen benötigt.
Offenporige Metallschäume, welche bundesweit nur an wenigen Orten hergestellt werden, bilden den im Augenblick zweiten Forschungsbereich. Diese noch relativ junge Werkstoffgruppe, die durch ihre offenporige Struktur und insbesondere durch ihre große und dabei sogar noch strukturierbare spezifische Oberfläche zu vielfachen Anwendungen im Bereich der Wärmeübertragung (z.B. Wärmetauscher) führt, kann durch ihre ganz besonderen Eigenschaften auch in der Medizin breitere Anwendung z.B. in der Implantattechnik finden. Diese und weitere Möglichkeiten stehen zurzeit im Fokus von mehreren laufenden und beantragten Forschungsprojekten.
Die Bedeutung durch Spritzgießen hergestellter, leichter, komplexer Bauteile mit einem sehr hohen Anspruch an Oberflächenfinish und hoher mechanischer Stabilität hat einen wichtigen Stellenwert bei der Erstellung von hochwertigen technischen Konsumgütern. Die Bedeutung wird weiterhin zunehmen, da die Anforderungen an das Design die Wertigkeit und die hohen Qualitätsansprüche an das Produkt widerspiegeln.
Um diese Forderungen zu erfüllen, müssen Einschränkungen durch das Fließen des Kunststoffes beim Spritzgießen überwunden werden. Die Gefahr von Fehlstellen, wie zum Beispiel die Bildung von Bindenähten, erhöht sich bei komplexer Geometrie des Bauteiles und je dünner ein Bauteil ist.
Ziel des Vorhabens ist es daher, mit einer Impulserwärmung des Spritzgießwerkzeugs die Fließfähigkeit des Werkstoffes in der entscheidenden Füllphase zu verbessern, ohne die Nachteile bekannter Verfahren des variothermen Temperierens in Kauf nehmen zu müssen. Das Prinzip der variothermen Temperierung ist es, die Werkzeugwand kurzzeitig auf eine Temperatur zwischen Glasübergangs- und Kristallitschmelztemperatur (TG, TKS) des verwendeten Werkstoffes zu erwärmen. Dafür soll ein neues, energieeffizientes und ressourcenschonendes Verfahren und die dazu benötigten Einrichtungen entwickelt werden.
Mit dem Kompetenzfeld „Stanztechnik“ rundet das IWWT sein Portfolio in ein zielgerichtetes anwendungsspezifisches Spektrum ab. Professor Dr. Matthias Golle, der seit 2009 die Stiftungsprofessur Stanztechnik an der Hochschule inne hat, zielt mit seinem aktuellen Forschungsprojekt auf eine deutliche Standzeiterhöhung von Schneidewerkzeugen, die insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen auf schnelllaufenden Pressen zum Einsatz kommen.
Wer wir sind
Prof. Dr. Norbert Jost (wissenschaftlicher Direktor)
Prof. Dr. Gerhard Frey (stellvertr. wissenschaftlicher Direktor)
Prof. Dr. Matthias Golle
Prof. Dr. Jörg Woidasky
Prof. Dr. Kai Oßwald
Was wir geschafft haben
Kunststoffe und Kunststoffverarbeitung:
Metallische Werkstoffe:
- Metallschaum-Wärmetauscher
(Entwicklung eines energieeffizienten Warmwasserspeichers auf Basis eines
Metallschaum-Wärmetauschers - BMWi, ZIM)
- HiCoCo
(Herstellung und Eigenschaftsoptimierung von neuartigen hochleitfähigen
CuMgP-Legierungen und deren Nutzbarmachung für industrielle Anwendungen -
Land Baden-Württemberg / EU Europäischer Fonds für regionale Entwicklung,
RWB-EFRE)
- CCMSE
(Center of Computational Materials Science and Engineering - Land Baden-
Württemberg / EU Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, ZO IV-EFRE)
- ThermalOptiCell
(Anwendungsoptimierter Einsatz von zellulären Strukturen auf Metallbasis aus
thermischer und energetischer Sicht zur Steigerung der ökologischen Effizienz
am Beispiel eines Wärmespeichers - Land Baden-Württemberg, Innovative
Projekte)
- CuBe-Legierungen
(Untersuchung zur Substitution von Beryllium in Mikrogussbauteilen aus
hochfesten Kupferbasislegierungen - BMWi, ZIM)
- OptiFahr
(Untersuchung und Optimierung des Dauerbiegewechselverhaltens von
hochdynamisch beanspruchten Fahrleitungskomponenten aus niedriglegierten
Kupferlegierungen - BMBF, FHprofUnt)
- Optimierung von Kupferlegierungen
(Optimierung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften von
Kupferbasislegierungen für Bahnleitmaterial - Landesstiftung Baden
Württemberg, Impulsfinanzierung Forschung)
Woran wir arbeiten
AMIKA
(Automatisierte Metallidentifikation für die Kreislaufwirtschaft)
Effizientes Trennen mittels High Speed Wire EDM
Entwicklung eines schnellen Schneidprozesses für schwer zerspanbare metallische Materialien
(Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Stuttgart)
CuBe Substitution
(Legierungsentwicklung und -charakterisierung von Substitutionswerkstoffen für Cu-Be-Legierungen - FM BW)
EmiFoam
(Entwicklung und Erprobung eines auf Metallschaum basierten, induktiv beheizbaren Durchlauferhitzers - BMWi, ZIM)
Innovative Schaumstruktur für effizienten Leichtbau (InSeL)
Entwicklung von funktionsoptimierten Leichtbauwerkstoffen auf der Basis von offenporingen Schäumen für industrienahe Anwendungen (ZAFH)
Kaltverformung von Metallen
Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen - Schwerpunktthema Werkstoffe (Max- und Erni-Bühler Stiftung, Stuttgart)
MagicMetal
(Substitution toxischer Werkstoffe für thermoelektische Anwendungen durch die Herstellung von Magnesiumsilicid aud infiltrierten Metallschäumen - WM BW)
Werkstoffrecycling und Nachhaltigkeit
Die Schließung hochwertiger Stoffkreisläufe ist das Ziel der Arbeitsgruppe „Werkstoffrecycling und Nachhaltigkeit“ des IWWT. Dabei stehen heute nicht oder schlecht verwertbare Werkstoffe im Fokus der Arbeiten, wie z. B. Verbundwerkstoffe, verschmutzte Kunststoffe oder auch die angemessene Rückgewinnung hochwertiger Legierungselemente in Stählen.
Von der Identifikation wirtschaftlich aussichtsreicher Ansätze über die Entwicklung von Konzepten zur Kreislaufführung bis hin zu praktischen Untersuchungen wie der Aufbereitung, der Identifikation von Metallen (tragbares XRF-Gerät) oder Kunststoffen (ATR-FTIR-Einrichtung) sowie der Bestimmung entsprechender Werkstoffkennwerte werden alle relevanten Schritte zur Kreislaufschließung abgedeckt. Insbesondere im Bereich der Kunststoffverarbeitung stehen Einrichtungen zur Verarbeitung und Prüfung von Kleinmengen (ab ca. 100 g) zur Verfügung.
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Jörg Woidasky
joerg.woidasky(at)hs-pforzheim(dot)de
Projektübersicht
ARWEEEN
(Investition für die Abtrennung und Rückgewinnung wirtschaftsstrategischer Wertstoffe aus Elektro-Altgeräten durch ein Elektrodynamisches Ein-Schritt-Recyclingverfahren - BMBF, Forschung an Fachhochschulen, FHinvest)
MaReK (INEC)
(Markerbasiertes Sortier- und Recyclingsystem für Kunststoffverpackungen -BMBF, FONA)
InSeL: "Metallische Schaumstrukturen für den Leichtbau"
InSeL: "Vom Flüssigschaum zur Polymertemplate für Metallschäume"
InSeL: Internationale Konferenz „CellMat 2020
Zweite Runde: Forschungsprojekt „InSeL“ wird fortgeführt
2. InSeL-Symposium an der HS Karlsruhe
Industrie trifft Hochschule - Funkenerosion: Neues aus Forschung und Praxis
Projekt InSeL: Meilenstein erreicht
Industrie trifft Hochschule - Metallrecycling - Sekundärrohstoff
Auftaktveranstaltung des InSeL-Forschungsprojektes
Forschen, wie die Funken fliegen
Projekt HEIS erfolgreich abgeschlossen
Entwicklung neuer Werkstoffe – gemeinsames Forschungsprojekt
Promotion - Alexander Martin Matz
Industrie trifft Hochschule - Schadensanalyse
Kontaktpflege auf der Stanztec
Industrie trifft Hochschule - Funkenerosion
Industrie trifft Hochschule - Oberflächenqualität von Kunststoffbauteilen
Neue Spritzgießmaschine für das Kunststofftechniklabor
Neue Forschungsprojekte im Bereich Werkstoffe
Wissensforum Kunststofftechnik
Industrie trifft Hochschule - Stanztechnik
Industrie trifft Hochschule - Metallische Werkstoffe
Neues innovatives Arbeitsgebiet "Biomaterialien"
Neueste Technik im Fachbereich Maschinenbau
Inbetriebnahme einer vertikalen Stranggussanlage
Wissenschaftlicher Direktor
Prof. Dr. Norbert Jost
Telefon: +49 7231 28-6581
Telefax: +49 7231 28-6050
norbert.jost(at)hs-pforzheim(dot)de
Stellv. wissenschaftlicher Direktor
Prof. Dr. Gerhard Frey
Telefon: +49 7231 28-6582
Telefax: +49 7231 28-6050
gerhard.frey(at)hs-pforzheim(dot)de
Prof. Dr.-Ing. Norbert Jost: Prüflabor:
Technikgebäude T1, Raum-Nr.: T1.2.23 Technikgebäude T1, Raum-Nr.: T1.1.19
Tel.: 07231/28-6581 Tel.: 07231/28-6581
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