Stahl - Innovation durch das MCL
"Wir entwicklen Werkstoff- und Verarbeitungstechnologien zum Nutzen unserer Kunden"
Es gibt tausende Stähle, die sich in ihren Eigenschaften an die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen anpassen lassen. Auch wenn Stahl manchmal als „alter“ Werkstoff bezeichnet wird, so sind seine Möglichkeiten dank seiner Wandlungsfähigkeit noch längst nicht ausgereizt. Das MCL kennt den Stahl in seinen unterschiedlichsten Ausformungen bis hin zum Atomaufbau und ist damit in der Lage, der komplexen Werkstoffgruppe laufend neue, innovative Facetten einzuhauchen.
Die Weiterentwicklung der Vielfalt
Ob wir nun Neues erfinden oder Bestehendes verbessern wollen: Nur durch fundiertes, theoretisches und umfassendes Verständnis von Stahl in seinen vielfältigen Ausprägungen können wir Schritt für Schritt die gesetzten Ziele erreichen – seien es das Design neuer Produkte zum Nutzen der Kunden oder die Optimierung von Faktoren wie Energie-, Material- und Zeiteinsatz in der Fertigung oder von Lebensdauer und Haltbarkeit im Einsatz.
Auf Basis der modernsten technischen Ausstattung verfügt das MCL über Möglichkeiten, Stähle auf allen Längenskalen (d.h. von mikroskopisch kleinen Proben bis hin zu Bauteilen) hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Eigenschaften zu charakterisieren. Mit seiner Hochleistungsrechnerinfrastruktur, die modernste Simulationen auf bislang ungeahntem Niveau erlaubt, erforscht das MCL Stähle bis in ihre atomaren Strukturen. Auf Basis der erworbenen Expertise bietet das MCL höchste Kompetenz in der Grundlagenforschung und der angewandter Forschung an - mit Fokus auf die Simulation von Stählen in Herstellungsprozessen sowie während ihres Einsatzes.
Expertise
"Darum wissen wir einfach mehr."
Die Expertise des MCL im Bereich Stahl baut auf folgenden Säulen auf
- Langjährige Forschungsarbeit des MCL im Bereich Stahl in Kombination mit der traditionsreichen Expertise der Montanuniversität Leoben
- Laufende Zusammenarbeit mit führenden Stahlherstellern, Stahlverarbeitern und Stahlanwendern in unterschiedlichen Branchen
- Modernste Laborausstattung und Untersuchungsmethoden
Entwicklung
"Wir erfinden Stahl laufend neu"
In den Labors des MCL werden die Grundlagen für innovative Stähle für spezifische Anwendungen entwickelt. Je nach Anforderung unserer Kunden stehen unterschiedliche Optimierungsprozesse im Vordergrund:
- Verbesserung von Eigenschaften wie höchste Festigkeit und Zähigkeit oder physikalischer Eigenschaften wie z.B. Wärmeleitung und thermische Ausdehnung
- Kostensenkung durch Ressourceneinsparung in der Herstellung durch verkürzte Prozessketten etwa durch neue aushärtende Stähle mit verkürztem Fertigungsablauf
- Design von Stählen zur Erschließung neuer Anwendungsfelder
Durch die Prozesskettensimulation des Härteverlaufes und der Eigenspannungen können wir die zulässigen lokalen Spannungen berechnen. Das Bauteil und die Herstellungsverfahren lassen sich in einem iterativen Prozess optimieren.
Verarbeitung und Prozessketten
"Wir machen die Stahlverarbeitung wirtschaftlicher und umweltverträglicher."
In der Weiterentwicklung von Verarbeitungsprozessen bzw. Prozessketten rund um Stähle und Stahlverbunden liegt der Fokus auf...
- Anpassung von Stählen zur Optimierung ihres Verarbeitungsverhaltens
- Simulationsunterstützte Optimierung und Verkürzung ganzer Prozessketten hinsichtlich Fertigungseffizienz, Qualität und Ressourceneinsatz
- Unterstützung intelligenter Prozesssteuerungskonzepte mittels physikalisch basierter Prozessmodelle
Einsatz von extrem komplexen Bauteilen
"Wir dirigieren Atome für ein perfektes Zusammenspiel im Einsatz."
In der experimentellen Untersuchung und Simulation des Verhaltens höchstkomplexer Bauteile konzentriert sich die Expertise des MCL auf folgende Bereiche:
- Spannungs- und bruchmechanische Auslegungskonzepte
- Fitness-For-Purpose- und Damage-Tolerant-Design-Konzepte
- Thermomechanische Ermüdung (TMF)
- Multiaxiale Beanspruchung
- Tragfähigkeit und Ermüdung von Komponenten mit inhomogener Struktur (z.B. Schweißkonstruktionen)
- Gradierte Materialien und Materialverbunde
- Modellierung von komplexem Material- und Schädigungsverhalten
- Simulationsunterstütze Optimierung von Materialien bezogen auf Segregation und Korngrenzenfestigkeit
Beispiele
"Mit unseren Kunden und Partnern verändern wir die Welt."
Das MCL liefert Grundlagen, Simulationen und experimentelle Ergebnisse für...
- Gewichtsoptimierte Komponenten für höchste Belastungen, z.B. für Generatorteile oder für Schienenfahrzeuge
- Maßgeschneiderte Lösungen für Hightech-Produkte aus Stahl mit inhomogenem Aufbau, z.B. neuartige Werkstoffkonzepte für Weichen oder Radschutzketten für Nutzfahrzeuge in der Stahlindustrie
- Innovatives Design hochfester Stähle, z.B. Werkzeugstähle für Stanzen und Feinschneiden oder hochbelastbare Stähle für Wälzlager
- Neue Werkstoff- und Prozesskonzepte zur Einsparung von Fertigungsschritten, z.B. neue aushärtbare Stähle für hochbelastbare Automobilkomponenten