Druckwasserstrahlprüfung

AT A GLANCE

Der Lack und die Beschichtung großer Bauteile müssen der Beanspruchung durch den Druckwasserstrahl eines Hochdruckreinigers standhalten können. Die Druckwasserstrahlprüfung unterzieht deshalb nicht nur den Decklack, sondern auch die Grundierung eines Bauteils.

Außer dem Reinigungsvorgang können weitere Faktoren eine Rolle spielen. Dazu zählen der Wasserdruck, die Wassertemperatur sowie die Dauer des Wasserstrahls.

Auch der Abstand zwischen der Probe und der Hochdruckdüse, der Winkel des Auftreffens auf die Oberfläche und die Geometrie der Düse beeinflussen das Ausmaß der möglichen Schäden.

fem druckstrahltest

PRÜFVERFAHREN NACH ISO 16925

Die Ergebnisse der Druckwasserstrahlprüfung am fem sind international anerkannt und gemäß DIN EN ISO 16925 vergleichbar. Die Versuchsergebnisse werden anhand von Kennwerten von 0 bis 5 bewertet und durch Buchstaben in die Kategorie der Schädigung eingestuft. Die Norm legt folgende Schritte im Ablauf des Prüfverfahren fest:

COMSOL Multiphysics

simulation von elektrochemischen Beschichtungsprozessen

Software: COMSOL Multiphysics
Module: Basic COMSOL Multiphysics, Elektrodeposition, Design

Die Software ermöglicht dieVorhersage der Schichtdickenverteilung, Position und Form von Blenden und Hilfselektroden, Hilfestellung beim Gestell- und Anlagenbau.

Das Basic COMSOL Multiphysics Module ermöglicht durch typische Simulationen von Elektrolysezellen, die Bestimmung der Stromverteilung an der Elektrodenoberfläche sowie die Dicke und Zusammensetzung der abgeschiedenen Schichten. Diese Simulationen sind für folgende Untersuchungen nützlich:

Mit dem COMSOL Electrodeposition Module ist die Simulation der primären, sekundären und teritären Stromverteilung in 3D, 2D und 1D anhand verschiedener Maßstäbe je nach Zielvorgaben möglich.

Mit dem Modul CAD-Import können 3D-Modelle von realen Bauteilen direkt in die Simulationssoftware importiert werden. Sind keine 3D-Modelle der Bauteile vorhanden, können die Bauteile in COMSOL Design skizziert werden.

comsol web
Querschliff des Probenaufbaus für die selektive galvanische Abscheidung: 3D-gedruckter Kunststoff mit metallischer Startschicht, Cu-Kontaktfolie für die Stromversorgung, Blende für die selektive Abscheidung, Anode.

Simulation unter speziellen Abscheidebedingungen

Für spezielle Abscheidebedingungen stehen verschiedene Funktionen zur Verfügung. Es gibt z.B. die Möglichkeit, die Abscheidung dünner Schichten auf nichtleitende Oberflächen zu simulieren. Zusätzlich können Diffusion, Konvektion und Migration von chemischen Spezies in verdünnten und konzentrierten Lösungen sowie in porösen Medien modelliert werden.

Ergebnisse einer Simulation durch COMSOL Multiphysics

Wichtige Angaben, die wir benötigen:

Zusätzliche Informationen, die wir bei speziellen Abscheidebedingungen benötigen:

comsol web teil 2
3D-Darstellung des Elektrolytvolumens einschließlich der Platzierung und Ausrichtung zum zu beschichtenden Bauteil und zur Anode. Abbildung der Schichtdickenverteilung auf dem Bauteil nach der galvanischen Abscheidung (µm).

Researchers, inventors, makers and creators: Top research needs top employees.

Am fem sind derzeit rund 95 MitarbeiterInnen tätig, darunter Wissenschaftlerinnen und Ingenieure, Technikerinnen und Laboranten sowie Beschäftigte in Verwaltung und allgemeinen Diensten. Hinzu kommen Praktikantinnen, Diplomanden, Bachelor- und Masterkandidaten und Doktoranden aus aller Welt. Aktuell sind 50% der Mitarbeiter am fem Frauen.

Wir legen großen Wert auf ein optimales Arbeitsumfeld, engagierte und selbständige Mitarbeiter, Spitzenergebnisse und Verlässlichkeit in Forschung, Entwicklung und Dienstleistungen – und auf die Vereinbarkeit von Beruf und Familie. Für seine familienbewusste Personalpolitik, die flexiblen Arbeitszeitmodelle, die vorbildliche Informations- und Kommunikationspolitik sowie die nachhaltige Personalentwicklung wurde das fem 2017 mit dem familyNET-Prädikat „Familienbewusstes Unternehmen” ausgezeichnet. Nach der erfolgreichen Re-Auditierung wurde dem fem das Prädikat im Jahr 2022 erneut verliehen.

Diversität und Geschlechtergerechtigkeit prägen seit Jahrzehnten wesentlich die Arbeit und Kultur am fem. Für uns als wirtschaftsnahes Forschungsinstitut bedeuten Vielfalt und Gerechtigkeit in erster Linie eine immense Bandbreite an interdisziplinären Fachrichtungen, kulturellen Perspektiven und wertvollen persönlichen Erfahrungen.

WissenschaftlerInnen und ForscherInnen aus zahlreichen Nationen und ein für den MINT-Bereich außergewöhnlicher Frauenanteil von 50% – von der Technikerin bis zur Abteilungsleiterin – sind das Resultat unseres klaren Bekenntnisses zur Vielfalt und unserer Aktivitäten auf dem Gebiet der Vereinbarkeit von Beruf und Familie. 

Wir fördern das gleichberechtigte Zusammenwirken der verschiedenen individuellen Persönlichkeiten, denn es hilft uns, wissenschaftliche und organisatorische Fragestellungen möglichst unvoreingenommen und umfassend zu beantworten und liefert entscheidende Impulse für unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Merry Christmas and a happy New Year 2024!

Dear partners, customers and friends of fem,

An eventful year is drawing to a close! Our three highlights in 2023 were the dynamic start of our new Institute Director Prof. Dr. Holger Kaßner, who is driving forward the strategic development of the fem with a lot of energy and new ideas, the founding of our Digitalization and AI department, which is all about materials informatics, and of course the grand opening of our innovation laboratory with an additional 4500 m² of space for research, development and technology transfer in important future fields.

On December 22, 2023, we will go on our Christmas and winter break and will be back for you on January 8, 2024. We look forward to many new tasks and projects and wish you and your families a Merry Christmas 🎄and a Happy New Year 🍾.

Zerstörungsfreie Analyse von Batterien und Brennstoffzellen

Mit der CT stellt das fem Kunden aus Industrie und Forschung eine Methode zur Verfügung, die eine zerstörungsfreie, dreidimensionale Erfassung und Charakterisierung beliebig komplexer Objekte aus allen Werkstoffklassen – Legierungen, Keramiken, Kunst- und Verbundwerkstoffe, biokompatible Werkstoffen sowie Baustoffe und Textilien – mit sämtlichen geometrischen und materialbezogenen Strukturen ermöglicht. 

APPLICATION EXAMPLE: ELECTROCHEMICAL ENERGY SYSTEMS

Since 2010, we have been analysing a wide variety of objects, components and materials in our CT laboratory and dealing with a wide range of issues - quickly, precisely and reliably. Thanks to our extensive experience and our outstanding technology, we can provide you not only with measurement results, but also with real solutions to problems.
Anastasia Bayer, Laboratory Manager

EXAMPLE PRICES FOR DIFFERENT MEASUREMENTS AND OBJECTS

ct6
2-D X-ray image
Per component
20 €
ct5
Additive manufactured parts
30mm x 3mm x 2mm
Resolution 16µm
37 €
ct4
Zn die-cast
60mm x 40mm x 10mm
Resolution 40µm
37 €
ct3
Plastic plates soldered (Sn solder)
120mm x 80mm x 40mm
Resolution 77µm
37 €
ct2
Plastic plates soldered (Sn solder)
120mm x 80mm x 40mm
Resolution 30µm (4 Partial measurements)
367 €
ct1
Al Components
880mm x 350mm x 140mm
Resolution 140µm (5 Partial measurements)
550 €

INDUSTRIAL APPLICATION

  • Non-destructive testing
  • Damage Analysis
  • Component testing, assembly inspection
  • Quality management
  • Metrology
  • Dimensional control, target/actual comparison
  • Shape detection, 3D wall thickness analysis
  • Reverse Engineering

SCIENTIFIC APPLICATION

  • Characterisation of different material classes
  • Density or particle distribution
  • Parameter optimisation using simulations
  • Changes of state
  • Computer-aided product development

TECHNISCHE DATEN

PHOENIX V|TOME|X L 450 (MICRO-CT)PHOENIX NANOTOM M 180 (NANO-CT)
RÖNTGENRÖHRE / SPANNUNG300 kV180 kV
RÖNTGENRÖHRE / LEISTUNGMAX. 500 WMAX. 15 W
FLÄCHENDETEKTOR / AUFLÖSUNG4 MEGAPIXEL5 MEGAPIXEL
FLÄCHENDETEKTOR / GRAUSTUFENAUFLÖSUNG16 BIT14 BIT
FLÄCHENDETEKTOR / MESSBEREICHSERWEITERUNG3-FACH1,5-FACH
VOXELAUFLÖSUNG< 2,0 µm< 0,5 µm
MAXIMALE BAUTEILGRÖSSE / DURCHMESSER800 mm240 mm
MAXIMALE BAUTEILGRÖSSE / HÖHE1000 mm250 mm
MAXIMALE BAUTEILGRÖSSE / GEWICHT100 kg3 kg
MESSZEITje nach Größe und Materialje nach Größe und Material

Alle Prüfverfahren am fem auf einen Blick

Material- und Schichtcharakterisierung

Computed Tomography

Defektanalyse, Dimensionelles Messen

Schichtdicke

Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), Querschliff, magnetische Verfahren, Wirbelstrom, Calotest, Profilometrie, Coulometrie, STEP-Test

Schichtzusammensetzung

GDOES, Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit Elementanalyse (EDX), Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)

Struktur und Gefüge

FE-REM, REM, FIB, Kristallstruktur- und Mikrotexturanalyse (EBSD)

Röntgendiffraktometrie (XRD)

Phasenidentifikation, Quantitative Phasenanalyse, Bestimmung der Mikrostruktur (Kristallitgröße), Untersuchung dünner Schichten mit streifendem Einfall, Messung von Eigenspannungen, Bestimmung von Texturen

Röntgenreflektometrie (XRR)

Schichtdicke (5–200 nm), Dichtebestimmung

Rauheit- und Topographiemessung

Taktile Profilometrie, Konfokalmikroskopie, 3D-Digitalmikroskopie

Härte

Mikrohärte, Ultramikrohärte, Buchholzhärte, instrumentierte Eindringprüfung (Eindringhärte, Martenshärte, Nanoindentation), Härteverläufe und Härtekarten, korrelatives Härte- und EDX-Mapping, Vickers, Knoop, Brinell, Rockwell, Pendelhärte, Mohs-Härte

Innere Spannungen

Röntgenbeugung, in situ-Bestimmung mit MSM 200

Duktilität

Wölbungstest, Dornbiegeversuch, Zugversuch

Haftfestigkeit

Ritztest, Kugelschlag, Tiefung, Dornbiegeversuch, Temperaturwechselprüfung, Gitterschnittprüfung, Lötmethode und Klebemethode, Rockwell-Eindruck-Test, Haftzugfestigkeit (nach ASTM C 633), Abreißversuch (nach ISO 4624)

Reibung, Verschleiß

Stift-Scheibe-Tribometer, oszillierender Schwingverschleiß, Taber-Abraser, Kratzbeständigkeit, Reinigungsbeständigkeit, Martindale-Prüfung, Abrasive Wheel

Farbe, Glanz, Transmission

Simultanspektrometer, Glanzmessung nach Reimann (Goniophotometer), Transmissionsmessung, Spektralphotometer (45/0, spin, spex), Appearence-Messung (DoI, Orangepeel, etc.), Dreiwinkel-Glanzmessung

Korrosion

Sprühnebel (NSS, AASS, CASS), Kondenswassertests, zyklische Korrosionsprüfung, Filiformkorrosion, komplexe Korrosions-Klimawechselprüfung, CD-Test, elektrochemische Messungen, Künstlicher Schweiß, Nickellässigkeit, Anlauftest

Licht- und Wetterbeständigkeit

Künstliche Bewitterung, Freibewitterung

Lackspezifische Prüfungen

Druckwasserstrahlprüfung, Multisteinschlagprüfung, Chemikalienbeständigkeit, Eindringprüfung

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit (Sigmascope SMP350), Kontaktwiderstand an Passivierungsschichten / Bipolarplatten / Kontaktwerkstoffen, Bestimmung des Flächenwiderstands (Schichtwiderstand), Durchschlagsbeständigkeit, Scheinleitwert

Thermische Eigenschaften

Temperaturschock, Glasübergangstemperatur, Schmelzpunkt, Klimaprüfung, Alterung, Klimawechselprüfung

Beschichtungsverfahren

Galvanische und chemische Beschichtung

Modellierung und Simulation, Musterbeschichtung, spezielle Verfahren: Legierungsabscheidung, Dispersionsabscheidung, Pulse-Plating, rotierende Elektrode, Galvanoformung

Anodische Oxidation

Vorbehandlungsverfahren, Eloxieren, Tampon-Anodisation, Tauchfärbung, elektrolytische Färbeverfahren, Hartanodisation, Plasma-Anodisation, elektrophoretische Einlagerung, Mehrschicht-Eloxal

PVD / PACVD Verfahren

Magnetron-Sputtern (HIPIMS, MF, DC), Kathodisches Lichtbogenverdampfen, Plasmastrahlbeschichtung (PACVD), Plasma-Immersions-Ionen-Implantation (PIII)

Lacktechnik / Vorbehandlung

Flüssiglackbeschichtung, Pulverlackbeschichtung, strahlenhärtende Lacke (UV/IR), Wirbelsintern

Werkstoffuntersuchungen und Werkstoffentwicklung

Elektronenmikroskopie

FE-REM mit EDX, WDX, FIB, EBSD und STEM-Detektor, TEM-Probenpräparation (Dimpler, Elektrolytisches Polieren, FIB), Ionenpolitur

Metallographische Verfahren

Optische Mikroskopie mit Bildanalyse, Schichtdicke (Querschliff), Phasenanteile, Korngrößenbestimmung, Porenanalyse, Partikeleinbaurate

Technologische Prüfungen

Reibung, Verschleiß, Tiefziehprüfungen

Mechanische Prüfungen

Härte (Vickers, Rockwell, Brinell, Knoop), Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Hochtemperaturprüfung, Spannungsrelaxation

Physikalische Verfahren

3D-Röntgen-Computertomographie, Röntgendiffraktometer, Messung elektrischer/magnetischer Eigenschaften, Benetzungswinkel, thermische Analyse (Differentialthermoanalyse (DTA), Kalorimetrie (DSC), Thermogravimetrie (TG), Dilatometrie)

Metallurgielabor

Legierungsherstellung: Vakuum-Lichtbogenofen, Vakuum-Induktionsofen, Vakuum-Druckgießen, Vakuum-Schleudergießen, Vakuum-Kippgießen; Formgießen: Kokillenguss, Stranggießen, Feingießen; Wärmebehandlung unter Schutzgas und Vakuum; Vakuum-Heißpresse, Walzen, Rundhämmern, Drahtziehen

Additive Fertigung und Pulvermetallurgie

Ultraschall-Plasma-Atomizer, Additive Fertigung mit Prozessüberwachung, Prozessoptimierung, Legierungsentwicklung, Gefüge-Eigenschafts-Korrelation), Vakuum-Heißpresse, Pulverherstellung, Pulvercharakterisierung

Simulation

Phasendiagramme (Thermodynamik, Materialeigenschaften), Diffusionsvorgänge, Prozess-Simulation (Wärmebehandlung, Gießen, additive Fertigung), elektrochemische Abscheideprozesse

Analytics

Materialanalyse, Schadensfälle, Recyclinggüter, Scheidgüter

ICP-OES, ICP-MS, Röntgenfluoreszenz (ED-RFA,
WD-RFA), Kohlenstoff / Schwefel- und Sauerstoff / Stickstoff-Bestimmung, UV-VIS und IR-Spektroskopie, IR-Mikroskopie, Chromatographie (GC, IC), Edelmetallbestimmung  (Dokimasie), Summenparameter (TOC, AOX), DSC, Polarisationsmessung, GDOES, Metallanalyse, Legierungsanalyse Spurenbestimmung 

Elektrolytcharakterisierung

Cyclovoltammetrie (CV), Cyclic Voltammetric Stripping (CVS), Elektrolytparameter

Zellcharakterisierung

Zyklisierung, Cyclovoltammetrie (CV), Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Untersuchung von Einzelzellen und Stacks im Brennstoffzellenteststand und Elektrolyseteststand (U-I-Kennlinien, CV, EIS, Langzeitverhalten)

Plenty of Space for the Future: The New Innovation Lab

Rund ein Jahr nach dem 100. Geburtstag des Forschungsinstituts und exakt zwölf Monate nach Herstellung der Bodenplatte aus Stahlbeton war es soweit: Rund 200 Gäste aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Forschung kamen nach Schwäbisch Gmünd, um gemeinsam mit Institutsleiter Prof. Dr. Holger Kaßner einen Meilenstein in der Geschichte des fem zu feiern. Mit der Eröffnung des Innovationslabors verwirklicht das fem ein Ziel, das vor sechs Jahren in der “Strategie 2027” formuliert worden ist. Damals entstand unter der Leitung des damaligen Institutsleiters Dr. Andreas Zielonka ein Strategiepapier zur thematischen Weiterentwicklung des Instituts, die auch eine räumliche Erweiterung in Betracht zog.

Der markante Neubau mit seiner symbolträchtigen und dynamisch geschwungenen Fassade in Gold und Silber erweitert das fem um rund 4500 qm und umfasst neben Laboratorien und Büros auch einen großen Konferenzsaal, der den Namen des früheren Institutsleiters trägt. Im offenen, großzügigen Foyer können Bürgerinnen und Bürger sich in Zukunft über die FuE-Aktivitäten des Gmünder Forschungsinstituts informieren: “Dank der transparenten Architektur im Erdgeschoss können wir uns jetzt allen Interessierten in einer Weise öffnen, die früher nicht möglich war. Wer erleben möchte, wie am fem die Technologien von morgen entstehen, ist herzlich eingeladen”, so Institutsleiter Kaßner.

In his welcoming address, Ministerial Director Michael Kleiner emphasized the importance of the fem as a technological driving force for the future of Baden-Württemberg. The purpose and obligation of the fem is to support the economy, which will be expanded and intensified with the newly created possibilities. The new building, he said, is the largest single project financed in Baden-Württemberg with money from the European Regional Development Fund (ERDF) as part of the Union's response to the COVID-19 pandemic. For the city of Schwäbisch Gmünd, said Mayor Richard Arnold, it was particularly fortunate that it had been able to play its part in the success of the project. With the construction of the electrolyzer in the Gügling industrial park and the hydrogen research at the fem, the city is on the right path into a new energy era. District Administrator Dr. Joachim Bläse pleaded for a positive picture of the future to be drawn up despite all the open questions and imponderables, to which research and the fem make an important contribution. He was impressed by the determination of the fem and the masterpiece that the new building represents. 

Kaßner unterstrich in seiner Rede die Forderung von Dr. Joachim Bläse nach einer motivierenden Zukunftsvision und warnte davor, der Forschung in schwierigen Zeiten die Lebensgrundlage zu entziehen: “Wer an der Forschung spart, spart an der Zukunft des Landes!”. Forschung, Entwicklung und der daraus resultierende Wissens- und Technologietransfer in kleine und mittlere Unternehmen, Industrie, Bildung und Gesellschaft sei für moderne Zivilisationen unverzichtbar. In den neuen Laboren habe das fem nun alle Möglichkeiten, auf den Gebieten der Materialforschung und Oberflächentechnik seinen Beitrag zur Verwirklichung der Vision zu leisten. Dass das neue Gebäude in Rekordzeit und fristgerecht errichtet werden konnte, sei der engen und konzentrierten Zusammenarbeit aller über fünfzig Projektpartner und der überaus unkonventionellen Ausführung zu verdanken. Die Rekordzeit konnte durch ein höchst agiles Projektmanagement und einer ausgeklügelten Baustellenlogistik mit großen Überschneidungen aller Gewerke erzielt werden. So wurde z.B. bereits vor der Schließung der Gebäudehülle mit Hochdruck der Innenausbau vorangetrieben.

Nach der Schlüsselübergabe durch die Architekten Armin und Marcel Stütz präsentierten Institutsleiter Kaßner und die Abteilungsleiterinnen und Abteilungsleiter des fem bei einem Rundgang durch das Innovationslabor die neuen Labore. Die Schwerpunkte liegen auf Additiver Fertigung, Batterie- und Wasserstoffforschung und auf der Unterstützung durch Hochleistungsrechner für Digitalisierung und KI. Geräteausstattung und Versorgungstechnik sind hochflexibel installiert und bieten den Forscherinnen und Forschern hervorragende Arbeitsbedingungen. “Angesichts des hohen Transformationsdrucks auf unsere Industrie und Gesellschaft ist es entscheidend, in die Entwicklung neuer Forschungs- und Arbeitsumgebungen zu investieren. Nur dann werden wir die Herausforderungen der Zukunft erfolgreich meistern. Dies ist uns hier mit Hilfe aller Beteiligten eindrucksvoll gelungen”, so Kaßner.

Das fem auf der Plattform MaterialDigital Vollversammlung 2023

Zwei inspirierende und fruchtbare Tage mit vielen bekannten und neuen Gesichtern aus der Welt der Digitalisierung und der Werkstoffwissenschaften. Das Projekt KupferDigital präsentierte sich mit Postern und einem Demonstrator dem interessierten Publikum. Die vielen Workshops, Vorträge und Diskussionen fanden in einer überaus positiven Atmosphäre statt: Für jeden war deutlich zu spüren, dass sich auf der Plattform MaterialDigital eine echte, aktive Community entwickelt hat.

“Die Stimmung war großartig und die Workshops, die ich zu den Themen Industrial Data Ontology, Large Language Models und PMD Core Ontology besucht habe, waren alle sehr gut besucht und didaktisch so aufbereitet, dass auch Einsteiger großen Gewinn daraus ziehen konnten”, so Dr. Miriam Eisenbart vom fem Forschungsinstitut, das am Projekt KupferDigital beteiligt ist.

Weitere Informationen zur Plattform MaterialDigital

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Ein starker Auftakt: Das neue Seminar EdelmetallTechnologie

Rund 80 Experten, Unternehmer und Interessierte kamen nach Schwäbisch Gmünd, um das erste Seminar EdelmetallTechnologie zu erleben. Die gemeinsame Veranstaltung des fem Forschungsinstitut und des Instituts für strategische Technologie und Edelmetalle (STI) der Hochschule Pforzheim  fand, gleichsam als Generalprobe, im Neubau des Gmünder Forschungsinstituts statt, der Mitte Oktober feierlich eröffnet werden wird. Sieben Referentinnen und Referenten aus Forschung, Handwerk und Industrie präsentierten in kurzweiligen Vorträgen neue Entwicklungen und Innovationen rund um die Themen Silberlegierungen, Platinlegierungen und Additive Fertigung.

Das Seminar bot den Gästen die Möglichkeit, sich eingehend über aktuelle Themen, Entwicklungen und Neuerungen in der Edelmetalltechnologie zu informieren. Die Referentinnen und Referenten gaben praxisnahe Einblicke in die vielfältigen technischen und dekorativen Anwendungen von Edelmetallen. Dabei standen Aspekte wie die innovative Nutzung in der Industrie sowie die Bedeutung von Edelmetallen in der Luxusgüterindustrie im Fokus. Neben den Vorträgen gab es die Möglichkeit, sich bei Kaffee und Brezeln mit den anwesenden Experten direkt auszutauschen: Das neue Seminar EdelmetallTechnologie versteht sich als Plattform, auf der wertvolle Kontakte geknüpft und das Wissen erweitert werden können.

“Wir haben sehr gute Präsentationen und einen wirklich produktiven Austausch zwischen den Gästen aus Forschung und Industrie erlebt. Die Teilnehmer konnten gegenseitig vom großen Erfahrungsschatz und dem Know-How profitieren”, so Dr. Ulrich E. Klotz, Leiter der Abteilung Metallkunde am fem und gemeinsam mit Prof. Dr. Carlo Burkhardt vom STI Veranstalter des neuen Formats. Wer im kommenden Jahr mit dabei sein möchte, kann sich jetzt schon den 24. September 2024 notieren, dann wird das Seminar in der Schmuckstadt Pforzheim stattfinden.

Das fem und das STI danken Christine Zock (Argentium), Lisa-Yvonn Schmitt (fem), Torsten Holzhauer (Enayati Oberflächentechnik GmbH), Dr. Jörg Fischer-Bühner (INDUTHERM Erwärmungsanlagen GmbH) und Dr. Jochen Heinrich (C.HAFNER) ganz herzlich für ihre Teilnahme und ihre wertvollen Beiträge!

New article: Toward a Digital Materials Mechanical Testing Lab

Toward a Digital Materials Mechanical Testing Lab by Dr. Hossein Beygi Nasrabadi, Thomas Hanke, Matthias Weber, Miriam Eisenbart, Felix Bauer, Roy Meissner, Gordian Dziwis, Yue Chen and Birgit Skrotzki

This is the first paper written as part of the project “KupferDigital – Datenökosystem für die digitale Materialentwicklung auf Basis Ontologie-basierter digitaler Repräsentationen von Kupfer und Kupferlegierungen“, funded by the German Federal Ministry of Education and Research (Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF).

To accelerate the growth of Industry 4.0 technologies, the digitalization of mechanical testing laboratories as one of the main data-driven units of materials processing industries is introduced in this paper. The digital lab infrastructure consists of highly detailed and standard-compliant materials testing knowledge graphs for a wide range of mechanical testing processes, as well as some tools that enable the efficient ontology development and conversion of heterogeneous materials’ mechanical testing data to the machine-readable data of uniform and standardized structures.

As a basis for designing such a digital lab, the mechanical testing ontology (MTO) was developed based on the ISO 23718 and ISO/IEC 21838-2 standards for the semantic representation of the mechanical testing experiments, quantities, artifacts, and report data. The trial digitalization of materials mechanical testing lab was successfully performed by utilizing the developed tools and knowledge graph of processes for converting the various experimental test data of heterogeneous structures, languages, and formats to standardized Resource Description Framework (RDF) data formats. The concepts of data storage and data sharing in data spaces were also introduced and SPARQL queries were utilized to evaluate how the introduced approach can result in the data retrieval and response to the competency questions.

The proposed digital materials mechanical testing lab approach allows the industries to access lots of trustworthy and traceable mechanical testing data of other academic and industrial organizations, and subsequently organize various data-driven research for their faster and cheaper product development leading to a higher performance of products in engineering and ecological aspects.

You can find the full article here