Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů - Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials
Průmysl | Aplikovaný smluvní výzkum |
---|---|
Založený | 1971 (Fraunhofer-Gesellschaft) |
Hlavní sídlo | Freiburg im Breisgau |
Klíčoví lidé | Peter Gumbsch (Ředitel ) |
Počet zaměstnanců | 313 |
Rodič | Fraunhoferova společnost ![]() |
webová stránka | www.en.iwm.fraunhofer.de |

The Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů IWM (Němec: Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik) v Freiburg, Německo, je divizí Fraunhofer-Gesellschaft který se zaměřuje na aplikačně orientovaný výzkum. Fraunhofer IWM je partnerem pro výzkum a vývoj jak pro průmysl, tak pro veřejné instituce, jehož tématy jsou bezpečnost, spolehlivost, životnost a funkčnost materiálů v komponentech a výrobních procesech. Široké spektrum služeb nabízených obchodními jednotkami Fraunhofer IWM pomáhá jejich klientům a projektovým partnerům při hodnocení a dalším vývoji vysoce namáhaných materiálů a komponentů a při optimalizaci výrobního procesu. Institut, který byl založen v roce 1971 ve Freiburgu v Breisgau, se v roce 1992 rozšířil o místo v Halle (Saale). Dne 1. ledna 2016 se divize Halle Fraunhofer IWM stala Fraunhoferův institut pro mikrostrukturu materiálů a systémů IMWS.
Kompetence
Mechanika materiálů na Fraunhofer IWM řeší všechny problémy týkající se funkčnosti, chování a specifických vlastností materiálů od vývojové fáze přes výrobu, zpracování a aplikaci. Prostřednictvím materiálově-mechanických odborných znalostí vědců v ústavu jsou vlastnosti, funkčnost a omezení napětí u materiálů a součástí hodnoceny, upravovány a zlepšovány podle konkrétních požadavků stanovených jejich klienty. Toto hloubkové know-how spočívá v situacích, ve kterých existují složité a extrémní podmínky zatížení materiálů v komponentech a výrobních procesech, jakož i ve zlepšování výkonu a účinnosti, kterých lze dosáhnout pouze holistickým porozuměním různých zúčastněných aspektů. Interakce mezi experimentováním a simulacemi přináší řešení problémů souvisejících s materiály téměř ve všech průmyslových odvětvích. Vědecké, technické „nástroje“, které tvoří klíčové kompetence ústavu, zahrnují:
Charakterizace materiálu a součásti
Fraunhofer IWM charakterizuje a hodnotí vlastnosti materiálů v rámci komponentů a výrobních procesů, jakož i chování komponent v několika měřítcích a analyzuje vývoj, výrobu a aplikaci materiálů a komponentů a nabízí kritickou podporu realizací nových funkcí a kroků zpracování.
Modelování a simulace materiálů
Fraunhofer IWM vyvíjí a využívá materiálové modely založené na mechanismu, aby pochopil a vysvětlil vnitřní struktury materiálových vlastností. Tyto vztahy strukturálních vlastností mají silný vliv jak na výrobní proces, tak na skutečné použití.
Tribologie a povrchový design
Napětí a zatížení, která ovlivňují povrchy součástí, se analyzují a upravují pro optimální funkčnost a výkon.
Výzkum
Výzkumné a vývojové aktivity na Fraunhofer IWM jsou organizovány do pěti obchodních jednotek, kde jsou podobná projektová témata seskupena do každé jednotky. Skupiny odborníků s potřebnými kompetencemi k dosažení požadovaného cíle jsou sestaveny z různých skupin.
Materiálový design
Chování materiálu je vysvětleno a vlastnosti materiálu jsou předpovídány pomocí výpočetních a experimentálních metod založených na fyzice pevných látek a mechanice materiálů. Tímto způsobem lze definovat materiálové struktury, vlastnosti a funkce. Jsou identifikovány účinky krystalických defektů a mikrostruktur na makroskopické chování materiálů, což umožňuje efektivní a efektivní využívání materiálových a energetických zdrojů za účelem dosažení dlouhodobého zlepšení technických systémů.
Výrobní proces
Rozsáhlé porozumění procesům a sofistikované simulační techniky umožňuje návrh efektivních a bezpečných výrobních procesů. Služby zahrnují vyšetřování technologického vývoje výrobních procesů pro výrobu polotovarů a komponent s funkčními vlastnostmi. Tato práce sahá od procesů práškové technologie, včetně složitých fluidních systémů, až po mikrofluidiny, tváření a zpracování tvárných materiálů a také postupy zpracování křehkých materiálů a tváření skla.
Tribologie
Tato obchodní jednotka provádí výzkum tření a opotřebení. Tribologické systémy jsou optimalizovány a jsou vyvíjena řešení, která snižují tření a chrání proti opotřebení pomocí technické keramiky, inovativních maziv, systémů tribologických vrstev a tribo materiálů upravených pro výrobní technologii. Jsou zkoumány mechanismy tření, oděru, záběhu a opotřebení, protože ovlivňují tribochemii strojních prvků, jako jsou válečková a kluzná ložiska, řezné a tvářecí nástroje nebo motorové a převodové prvky. Používají se experimentální techniky, víceúrovňové modelování a numerické simulace, jakož i analýza mikrostruktury.
Bezpečnost součástí a lehká konstrukce
Tato práce je zaměřena na posouzení bezpečnosti součásti a její vhodnosti pro daný účel z hlediska bezpečnostně významných požadavků při provozním zatížení. Aplikace sahají od prokázání bezpečnosti komponentů elektrárny po potvrzení tolerancí poruch leteckých komponentů, analýzu očekávané životnosti komponentů v elektrárnách a vozidlech vystavených termomechanickému zatížení až po analýzy nárazů součástí vozidla. Důraz je kladen na provozní chování moderních materiálů i spojů a hybridních konstrukcí. Vývojové práce se rovněž provádějí na materiálových modelech založených na mechanismech pro širokou škálu aplikací, pomocí nichž lze popsat deformační a poruchové chování součástí při tepelném a mechanickém zatížení. Havarijní analýza stále více zahrnuje stanovení vlivu výrobního procesu na chování konstrukcí vozidla při poruše.
Hodnocení materiálů, celoživotní koncepty
Posuzován je vliv mikrostruktur, vnitřních napětí a poškození na funkčnost komponent a očekávanou délku života. Zvláštní pozornost je věnována propojení specifických analýz a experimentů s pokročilými materiálovými modely a také pochopení požadavků kladených na komponenty. Práce je zaměřena na modelování cyklických termomechanických zátěží a na identifikaci degradačních mechanismů podílejících se na korozi, korozním praskání napětím a vodíkové křehkosti. V akutních případech poškození může ústav provádět průzkumy.
Finance a zaměstnanci
Provozní rozpočet je financován z externích příjmů a institucionálního financování (základní financování). Provozní rozpočet na rok 2019 činil 21,7 milionu EUR, z čehož 36,6% pocházelo z příjmů odvětví. Investiční rozpočet na rok 2019 činil 2,3 milionu EUR.
Na konci roku 2019 ústav zaměstnával 233 stálých zaměstnanců: 122 vědců, 43 technických pracovníků, 68 zaměstnanců infrastruktury a 9 učňů. Včetně 80 akademických asistentů i stážistů měla Fraunhofer IWM v roce 2019 313 zaměstnanců.
Reference
- „Fraunhofer IWM Profile“. Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů IWM. Citováno 11. února 2018.
- „Výroční zpráva Fraunhofer IWM 2018 - pouze v němčině“ (PDF). Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů IWM. Citováno 11. února 2018.
- „Výroční zpráva Fraunhofer IWM 2017 - pouze v němčině“ (PDF). Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů IWM. Citováno 11. února 2018.
- „Výroční zpráva Fraunhofer IWM 2016 - pouze v němčině“ (PDF). Fraunhoferův institut pro mechaniku materiálů IWM. Citováno 11. února 2018.
Souřadnice: 48 ° 02'01 ″ severní šířky 7 ° 51'07 ″ východní délky / 48,0335 ° N 7,8519 ° E
externí odkazy
- Oficiální webové stránky
- MicroTribology Centrum μTC
- Centrum udržitelnosti Freiburg
- Skupina Fraunhofer Materials and Components Group
- Katedra mikrosystémového inženýrství - IMTEK
- Albert-Ludwigs-University Freiburg Matematika a fyzika
- Karlsruher Institute for Applied Materials Computational Materials Science IAM-CMS