Forschung und Innovation

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF – Analysieren, Optimieren, Qualifizieren

Das Darmstädter Forschungsinstitut, gegründet 1938 als Bautz-Bergmann Werkstoff- und Konstruktionsberatung GmbH, blickt auf eine lange Tradition in der Untersuchung schwingbeanspruchter Bauteile, Baugruppen, Systemen und Werkstoffe aller Art zurück. Auch Gusskomponenten gehören schon immer dazu. Insbesondere steht die Beschreibung des zyklischen Werkstoff- und Bauteilverhaltens für leichte und zuverlässige Systeme und Strukturen im Fokus der Forschungsaktivitäten.

Blick in die Versuchshalle des Fraunhofer LBF (Foto: Fraunhofer LBF)

Ingenieure und Wissenschaftler, die mit verkabelten Apparaturen auf dem Rücken auf alten Motorrädern sitzen oder Oldtimer, vollgestopft mit Messinstrumenten, eine spannende Posterausstellung in den Fluren des Fraunhofer- Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF dokumentiert in historischen Fotografien die über 80-jährige Geschichte des Forschungsinstituts. Seitdem hat sich strukturell und technisch so einiges verändert. 1950 erfolgte zunächst der Zusammenschluss der 1938 gegründeten Bautz-Bergmann Werkstoff- und Konstruktionsberatung GmbH mit dem ebenfalls in Darmstadt ansässigen Physikalisch-Technischen Labor des Ingenieurs Dr. Ernst Gaßner zum Laboratorium für Betriebsfestigkeit (LBF), das dann 1962 als zehntes Institut in die Fraunhofer- Gesellschaft München aufgenommen wurde. 1973 fand der Umzug aus Darmstadt-Eberstadt zum heutigen Standort Kranichstein statt. Hier wird heute an Computern und in modernen Labors unter anderem die Lebensdauer von Werkstoffen, Bauteilen, Baugruppen und Systemen bewertet, simuliert und analysiert. Die beeindruckende Versuchshalle erlaubt es den rund 400 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen um Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz mit modernster Messtechnik und Apparaturen Bauteile und Systeme zu untersuchen und insbesondere im Hinblick auf den Leichtbau zu optimieren.

Immer, wenn Bauteile im Einsatz sind, stellt sich gleichzeitig die Frage nach ihrer Beanspruchbarkeit und Lebensdauer, sei es in der Mobilität, dem Anlagen- und Maschinenbau oder der Energieerzeugung. Das Fraunhofer LBF adressiert dabei die Leistungsfelder Schwingungstechnik, Leichtbau, Zuverlässigkeit und Polymertechnik durch seine vier Forschungsbereiche Adaptronik, Kunststoffe, Systemzuverlässigkeit und Betriebsfestigkeit. Auch die Beurteilung gegossener Komponenten, die in vielen schwingbeanspruchten Anwendungen, wie etwa bei Rädern, Motoren in der Antriebstechnik sowie Zahnrädern, Achsen und Kolben, Pressen- und Windkraftkomponenten und vielem mehr eine zentrale Rolle spielen, gehört traditionell zum Untersuchungsportfolio. Die eigene Forschungsgruppe „Qualifizierung gegossener Komponenten“ hat sich jedoch erst in den letzten Jahren aus der Vielzahl der im Gießereibereich durchgeführten Projekte etabliert und besteht in dieser Form seit zwei Jahren. Gruppenleiter Dr.-Ing. Christoph Bleicher beschreibt die Arbeitsweise: „Wir haben für unsere Kunden und Projektpartner immer sowohl das Gussbauteil im Lebensdauernachweis als auch die Werkstoffe im Blick, um insbesondere das bauteilgebundene Werkstoffverhalten zu beurteilen. Mehr und mehr beziehen wir jedoch Informationen aus der Erstarrungs- und Wärmebehandlungssimulation sowie der zerstörungsfreien Bauteilprüfung in den Lebensdauernachweis mit ein, um ein besseres Verständnis für den Gesamtprozess zu erhalten. Besonders wichtig ist dabei der intensive Dialog mit unseren Projektpartnern. Im besten Fall können wir ein Bauteil so schon in der Entwicklungsphase hinsichtlich seiner Lebensdauer beurteilen und gegebenenfalls im Hinblick auf Leichtbau optimieren.“ Der Wissenschaftler und sein Team beschäftigen sich vor allem mit dem Schwingfestigkeitsverhalten von Gusswerkstoffen auf Basis von Eisen-Kohlenstoff-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen. Aber auch andere Versagensmechanismen, wie beispielsweise die Korrosionsermüdung von Kupfergusslegierungen im Schiffsbau sind von Interesse.    

Kontakt:
Dr.-Ing. Christoph Bleicher
Gruppenleiter Qualifizierung gegossener Komponenten
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstraße 47 64289 Darmstadt
Tel. +49 6151 705-8359
E-Mail: christoph.bleicher(at)lbf.fraunhofer.de
www.lbf.fraunhofer.de



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pdf-Datei aus "GIESSEREI SPECIAL" Heft 1/2020 Seite 75-78
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Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie, Redaktion kug.bdguss.de 2020
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