Computer simuliert Hitzestress

Mit dem neuen Simulationsverfahren berechnen die Forscher, an welchen Stellen ein Bauteil nach einer bestimmten Zahl von Aufheiz- und Abkühlungszyklen mürbe wird und versagt. Dem Hersteller ist es dadurch möglich, die Geometrie des Werkstücks schon am Rechner zu optimieren und die Zahl der realen Testläufe deutlich zu reduzieren.

Die Forscher des Fraunhofer IWM prüfen den Werkstoff zunächst im Labor. Sie erhitzen, quetschen und ziehen das Metall und überprüfen immer wieder unter dem Mikroskop, wann und wo sich feinste Risse bilden. Dieses Wissen speisen die Forscher dann in ihre Simulationssoftware ein. Der Autohersteller kann damit fortan für jede neue Bauteilgeometrie berechnen, wie sich das Material verhalten und wann es versagen wird.

„Unsere Simulationsmodelle lassen sich natürlich auf verschiedenste Werkstoffe anwenden und auch in anderen Branchen einsetzen“, sagt Dr. Thomas Seifert, Projektleiter am IWM. Derzeit untersuchen Seifert und seine Kollegen in einem Kooperationsprojekt mit RWE Power und Thyssen-Krupp hitzebeständige Nickel-Legierungen für eine neue Kraftwerksgeneration. Diese sollen bei besonders hohen Temperaturen arbeiten und höhere Wirkungsgrade erreichen als heutige Anlagen. (dsc)