Leuchtturmprojekt: Entwicklung neuer Konzepte mit Beteiligung der TUM
Autos mit nachhaltigen Materialien produzieren
Forschungsinstitutionen und Unternehmen verschiedener Industriebereiche erarbeiten neue Vorgehensweisen, um nachhaltige Materialien zu nutzen. Kern des Konsortialprojektes „Future Sustainable Car Materials” (FSCM) ist es, innovative Prozessrouten und Materialkonzepte über große Teile der Wertschöpfungskette zu entwickeln. Die BMW Group leitet das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Leuchtturmprojekt, an dem die TUM mit ihrem interdisziplinären Forschungsverbund CirculaTUM sowie drei Lehrstühlen und Professuren beteiligt ist.
Die Partner setzen es sich zum Ziel, den CO2-Fußabdruck bei der Gewinnung von Materialien sowie bei deren Verarbeitung und Wiederverwertung durch eine nachhaltige Entwicklung von Werkstoffen zu senken. Nach dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft gilt es, einen möglichst hohen Anteil an Sekundärmaterialien in den Kreislauf einzubringen, die deutlich weniger CO2-intensiv sind als Primärmaterialien. Ein Schwerpunkt von FSCM wird auf Stahl und Aluminium liegen, die in der Produktion einen Großteil der CO2-Emissionen verursachen. Neben Recycling von Kunststoffen und Metallen stehen auch neuartige biobasierte Wertstoffe im Fokus.
Transformation in eine zirkuläre Wirtschaft
„Das Projekt ist ein erster und wichtiger Baustein einer Reihe von Aktivitäten, die wir im Rahmen von CirculaTUM – dem Circular-Economy-Netzwerk an der TUM – gemeinsam mit BMW angestoßen haben, um den nachhaltigen Wandel der Automobilindustrie hin zu zirkulärem Wirtschaften und somit das Erreichen von Klimaschutzzielen zu ermöglichen. Gleichzeitig stellt es einen wesentlichen Bestandteil unserer CirculaTUM-Aktivitäten zur Kreislaufwirtschaft in der industriellen Wertschöpfung dar“, sagt Prof. Magnus Fröhling, der am TUM Campus Straubing die Professur Circular Economy (CEC) innehat.
Die Professur bewertet im Rahmen des Projektes die neuen Materialien und Komponenten hinsichtlich der damit erzielbaren positiven Nachhaltigkeitswirkungen. „Ganz wesentlich werden dabei auch die systemischen Effekte für den Automobilsektor sein“, so Prof. Fröhling, der den Verbund CirculaTUM gemeinsam mit Prof. Johannes Fottner gegründet hat. Dessen Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (FML) an der TUM untersucht im Projekt automatisierte Demontagetechnologien sowie vor allem dafür geeignete Komponenten und erarbeitet dazu passende Logistikkonzepte.
Mit der Digitalisierung des Werkstoffentwicklungsprozesses sowie der Nachhaltigkeit beim Verdrucken und Wiederverwenden von Aluminiumpulvern ist der TUM-Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung (MAT) am Verbund beteiligt. „Das Projekt ermöglicht uns die Erforschung, wie man über Additive Fertigung Werkstoffkreisläufe schließen und so zu einem nachhaltigen Einsatz der Werkstoffe in der Automobilindustrie gelangen kann“, sagt Lehrstuhlinhaber Prof. Peter Mayr.
In der Fahrzeugproduktion wird bereits seit Jahren auf nachwachsende Rohstoffe wie Naturfasern gesetzt, die nicht nur leichter als Alternativmaterialien sind, sondern auch mit einem negativen Wert in die CO2-Berechnung eingehen, da sie in der Wachstumsphase CO2 aufnehmen und Sauerstoff emittieren. Auch Holz bietet als nachwachsender Rohstoff Potenzial für weitere Einsatzfelder im Automobilbau.
„Aktuell ist es besonders herausfordernd, Materialien aus verschiedenen Wertstoffströmen in einer gleichbleibend hohen Qualität für den Kreislauf bereitzustellen. Im Projekt werden Partner mit unterschiedlichen Kompetenzen in der Werkstoffentwicklung eng zusammenarbeiten, um hierfür Lösungen zu entwickeln“, sagt Martin Derks, Entwicklung Gesamtfahrzeug, Leiter Kunststoffe bei der BMW Group und Projektleiter von FSCM.
Prof. Peter Mayr zum Fellow der American Welding Society ernannt

Die American Welding Society (AWS) ist mit über 70.000 Mitgliedern die weltweit größte Fachgesellschaft auf dem Gebiet der Schweiß- und Fügetechnik. Die Ziele der AWS sind die Förderung der Wissenschaft, Technologie und Anwendung des Schweißens und verwandter Füge- und Trennverfahren weltweit, einschließlich Additiver Fertigung, Hartlöten, Löten und thermisches Spritzen.
Im November wurde Professor Peter Mayr als einer von nur drei Wissenschaftlern in 2022 zum Fellow der American Welding Society ernannt. Prof. Suresh Babu von der University of Tennessee begründete in seiner Laudatio die Auszeichnung: „Prof. Dr. Peter Mayr wird für seine herausragenden Leistungen bei der Erforschung der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Schweißverbindungen hochwarmfester Stahllegierungen, für seine herausragende akademische Karriere und sein starkes Engagement in der Ausbildung einer neuen Generation von Schweiß- und Werkstoffingenieuren und -wissenschaftlern sowie für seine nachhaltigen Verdienste um die American Welding Society und die internationale Fachcommunity ausgezeichnet“.
Die Auszeichnung zum AWS Fellow mit Übergabe der Ehrenplakette und Medaille erhielt Prof. Mayr vom Präsidenten der AWS, Dr. W. Richard Polanin, bei einer feierlichen Zeremonie anlässlich der Jahreshauptversammlung der AWS in Atlanta.
Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Luft- und Raumfahrt
FORMNEXT – Where Ideas Take Shape
MAT & IMAT Doktorandseminar 2022
Das jährlich ausgerichtete gemeinsame Doktorandenseminar des Lehrstuhls für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung der TU München unter der Leitung von Professor Peter Mayr und des Instituts für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik (IMAT) der TU Graz unter der Leitung von Professor Christof Sommitsch fand dieses Mal vom 22. bis 24. Juni 2022 in München statt. Die Veranstaltung umfasste Präsentationen der DoktorandInnen beider Institute über ihre aktuellen Forschungsarbeiten und wissenschaftliche Beiträge zum Thema Werkstofftechnik der Metalle. Außerdem fanden Diskussionen und Networking-Events zum aktuellen Stand der Forschung und der zukünftigen Zusammenarbeit beider Institute statt. Darüber hinaus nahmen die Mitglieder beider Institute an einer Stadtführung durch die bayerische Hauptstadt teil, bei der sie eine Einführung in die Geschichte der Altstadt rund um den Marienplatz sowie in die kulinarischen Spezialitäten Bayerns erhielten.
BELENUS
BELENUS - "Kostensenkung durch Verbesserung des Wirkungsgrads von mit Biomasse befeuerten Kesseln: Neue Materialien und Beschichtungen zur Verringerung der Korrosion" ist ein von der EU finanziertes Horizon2020-Projekt, an dem 14 verschiedene Partner aus ganz Europa beteiligt sind. Dieses Video gibt Ihnen eine kurze Einführung in dieses ehrgeizige Projekt.
Neuer Doktorand am Lehrstuhl

Am 1. April 2022 trat Ziad Mohamed unserem Team als Doktorand am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung im Rahmen des Projekts "Hybride Leichtbaumaterialien durch Additive Fertigung" bei. Ziad erwarb seinen Bachelor- und Master-Abschluss in Fertigungstechnik an der Universität Alexandria in Ägypten. Er hat einen Hintergrund in der Verarbeitung und Charakterisierung von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium-Legierungs-Schaumstoffen. An der TUM wird er voraussichtlich im Bereich der additiven Fertigung von großflächigen hybriden Leichtbaustrukturen (konventionell gefertigte Halbzeuge mit filigranen und additiv gefertigten Komponenten) unter Verwendung von Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) und 3D Plasma Metal Deposition (3DPMD) Technologien forschen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von Füge- und Aufbaustrategien für Luft- und Raumfahrtlegierungen. Eines der Hauptforschungsziele ist die Untersuchung der Mikro- und Makrostruktur dieser Bauteile und deren Verknüpfung mit den mechanischen und physikalischen Eigenschaften durch die Ermittlung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.
Additive Manufacturing of the Future – AMore


Innerhalb von vier Monaten haben zwei interdisziplinäre Teams der EuroTeQ Engineering University Alliance daran gearbeitet, Produkte neu zu erfinden und zu entwerfen, indem sie das Potenzial der additiven Fertigung nutzen. Nach diesem offenen Ansatz hat ein Team ein anpassbares Schuhwerk für medizinische Bedürfnisse entwickelt, das die Lücke zwischen dem ästhetischen Design von Turnschuhen und der medizinischen Funktion von orthopädischen Schuhen schließt. Das andere Team untersuchte das Konzept eines 3D-gedruckten Bekleidungsaccessoires und entwickelte es durch die Verwendung eines 3D-gedruckten Stoffes weiter. Das Ergebnis ist eine 3D-gedruckte Bananen-Tragetasche. Außerdem genossen die Studenten die Vorträge verschiedener Experten der EuroTeQ Engineering Alliance.
Diese Herausforderung hat auch unsere internationale Präsenz durch die Unterstützung von Prof. Prashanth Konda Gokuldoss von der Tallinn University of Technology (TalTech), Dr. Sankhya Mohanty von der Technical University of Denmark (DTU) und die Zusammenarbeit mit der FIT Additive Manufacturing Group mit Natan Nudelis und Oerlikon AM mit Graham Matheson verstärkt. Durch ihr Fachwissen erhielten die Amore-Teilnehmer Einblicke in relevante technische Anwendungen, Projektmanagement und Fachwissen in der Produktentwicklung.
Dies war ein perfekter Beweis dafür, wie umfassend moderne Additive Manufacturing-Konzepte in der Produktentwicklung eingesetzt werden können. Das Team um Prof. Peter Mayr zeigte sich mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Beide Teams untersuchten die Vorteile der Additiven Fertigung und druckten ihre Prototypen in neuen, AM-spezifischen Designs.
3DP4ME
Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter www.3dp4me.org sowie unter linkedin .
Schlüsselthemen des Departments Materials Engineering
Interview mit dem Head of Department Prof. Dr. Peter Mayr über die Schlüsselthemen des Departments Materials Engineering der TUM School of Engineering and Design.
"[...] Der größte Vorteil ist, dass verschiedene Disziplinen mit all ihrem Fachwissen zusammenrücken. Wir können uns ganz neue Ansätze ausdenken, an die wir vorher nicht gedacht haben!" Department Head Prof. Peter Mayr über das Department Materials Engineering, Teil der TUM School of Engineering and Design der Technischen Universität München. Video: Juri & Aki Films/TUM
Schlüsseltechnologien (Key Enabling Technologies) im Zentrum des zukünftigen Wohlstands in Europa
Herr Prof. Mayr nimmt an einer Podiumsdiskussion über Schlüsseltechnologien in Europa teil
Am 27. Mai 2021 organisierte die EuroTech Universities Alliance eine Online-Veranstaltung zu Key Enabling Technologies (KETs). Europa priorisiert die Forschungs- und Innovationsförderung für sechs solcher Technologien, darunter auch die additive Fertigung. Die Veranstaltung beleuchtete verschiedene Aspekte dieser Unterstützung und legte einen Schwerpunkt auf Qualifizierung der aktuellen und zukünftigen Arbeitskräfte in diesen Bereichen.
Lehrstuhl Doktoranden Seminar
Ab dem 05. Mai 2021 wird der Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung eine Seminarreihe via Zoom durchführen. Die Moderatoren des Seminars sind die Doktoranden und Gruppenleiter des Lehrstuhls. Sie werden über ihre wissenschaftlichen Fortschritte und neue Ideen für ihre Forschung sprechen oder wichtige Informationen zu einem bestimmten Thema teilen. Einen detaillierten Zeitplan finden Sie unter diesem Text. Jeder Interessierte ist herzlich eingeladen, teilzunehmen. Bitte kontaktieren Sie den Koordinator Dr.-Ing. Zirong Peng (zirong.peng@tum.de) für detaillierte Zoom-Informationen.
Neuer Gastwissenschaftler am Lehrstuhl

Am 14. April 2021 trat Guowei Bo unserem Team als Gastdoktorand am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung bei. Er kommt vom College of Materials Science and Engineering der Hunan University und hat sich seit seiner Promotion mit der Beziehung zwischen Mikrostrukturen und mechanischen Eigenschaften von Al-Legierungen beschäftigt, insbesondere mit den Ausscheidungsentwicklungen, dem dynamischen und statischen Erweichungsverhalten sowie der damit verbundenen Modellierung in Al-Cu-Mg-Zr-Legierungen. An der TUM wird er voraussichtlich Forschungen zur additiven Fertigung von metallischen Werkstoffen durchführen, mit besonderem Interesse an der Mikrostruktur, den mechanischen Eigenschaften und der thermischen Stabilität von additiv gefertigten Al-Cu-Mg-Legierungen.
Neue Forschungsgruppenleiterin am Lehrsrtuhl

Am 1. April 2021 trat Frau Dr. techn. Evgeniya Kabliman unserem Team am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der additiven Fertigung bei. Sie wird eine Forschungsgruppe aufbauen und leiten, die metallische Werkstoffe und deren Verhalten während der Additiven Fertigung mit den Methoden der computergestützten Werkstoffwissenschaft auf verschiedenen Längenskalen modelliert. Ein besonderer Fokus wird auf die Gefügeausbildung und damit verbundene Phänomene gelegt.
Dr. tech. Kabliman hat ihren Bachelor- und Masterabschluss in Angewandter Physik und Mathematik an der Staatlichen Universität Südural in Tscheljabinsk, Russland, in den Jahren 2006 und 2008 erhalten. Danach postgraduierte Dr. Kabliman 2011 in Technischen Wissenschaften an der TU Wien. Bevor sie an die Technische Universität München kam, arbeitete sie bei der LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH, einer Tochtergesellschaft des AIT Austrian Institute of Technology, als Senior Scientist. Dort war sie für die Materialmodellierung und Prozesssimulation der thermo-mechanischen Behandlung von Metallen mit dem Schwerpunkt auf der Mikrostrukturentwicklung zuständig. Dazu gehörte auch die Anwendung von datengetriebenen Modellierungsmethoden zur Beschreibung der Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.
Neuer Gastwissenschaftler am Lehrstuhl

Im März ist ein neues Mitglied zu unserem Team gestoßen. Dhirendra Mishra hat einen Hintergrund in Maschinenbau von der University of Mumbai und hat in Mumbai, Indien, gelebt und gearbeitet. Bevor er an die Technische Universität München kam, arbeitete er an der NMIMS University als Assistenzprofessor für Maschinenbau, wo er eine 3D-Drucklabor initiierte, entwickelte und leitete. Er hat mit Pharmakologen und Medizinern in interdisziplinären Forschungsprojekten zusammengearbeitet, die die Vorteile der additiven Fertigung bei der Entwicklung von Systemen zur Medikamentenverabreichung und medizinischen Geräten nutzen.
An der TUM ist er an einem DAAD-Programm beteiligt, das vom TUM SEED Center betreut wird. Das Thema seines Projekts sind frugale Innovationen für nachhaltige Energielösungen. Sein Forschungsschwerpunkt liegt an der Schnittstelle von frugaler Innovation, Nachhaltigkeit und Unternehmertum, wobei die additive Fertigung eine Schlüsseltechnologie darstellt.
Neues Hochschulpraktikum: Thermomechanisches Werkstoffverhalten in der additiven und schweißtechnischen Fertigung
Ab dem kommenden Sommersemester wird am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung ein neues Hochschulpraktikum angeboten, das sich an Studierende im Masterstudium richtet. Im Rahmen des Praktikums wird das thermomechanische Verhalten unterschiedlicher metallischer Werkstoffe mittels eines Schweiß- und Umformsimulators, der Gleeble 3800-GTC, untersucht. Diese Versuche und ergänzende metallographische Analysen dienen der Identifikation und Bewertung der Implikationen, die sich aus der Temperaturführung bei der additiven bzw. schweißtechnischen Fertigung ergeben.
Die Experimente umfassen:
- Thermo-physikalische Simulation des Fertigungsprozesses: Aufbringen unterschiedlicher prozessnaher Temperaturzyklen sowie Wärmebehandlungen mittels thermo-physikalischem Simulator (Gleeble 3800-GTC)
- Zugversuch: Charakterisierung der sich aus der Wärmeführung ergebenden Eigenschaften
- Warmzugversuch: Untersuchung der Heißrissanfälligkeit
- Metallographie: Vorbereitung und Durchführung metallographischer Untersuchungen zur Analyse des Gefüges bzw. der auftretenden Heißrisse
- Härtemessung: Analyse der Härte im Ausgangszustand sowie nach dem Aufbringen verschiedener Temperaturzyklen
Die Studierenden erhalten somit einen faszinierenden Einblick in das thermomechanische Werkstoffverhalten während der additiven Fertigung bzw. dem Schweißen sowie in die experimentellen Arbeiten am Lehrstuhl.
Das Praktikum wird als Blockpraktikum angeboten, voraussichtlich im September 2021
Die Anmeldung zum Praktikum erfolgt über das zentrale Anmeldeverfahren für Hochschulpraktika in TUMonline ab dem 25.01.2021
Interview mit Herrn Prof. Mayr in der aktuellen Reisswolf Ausgabe
Vortrag von Prof. Mayr im Rahmen der 11. Ranshofener Leichtmetalltage 2020
Das Diffusionsfügen ist nicht nur ein sehr vielfältiges Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden herausfordernder Werkstoffkombinationen, sondern eignet sich auch hervorragend für die Additive Fertigung. Beim Layer-Laminated-Manufacturing werden artgleiche oder artfremde Blechwerkstoffe über Diffusionsvorgänge miteinander stoffschlüssig verbunden. Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Apparaten, Reaktoren und Wärmetauschern aus unterschiedlichen Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen.Beim Diffusionsfügen ist der Oberflächenzustand ein kritischer Faktor, insbesondere für die Schweißbarkeit von oxidbildenden Metallen und modernen Hochleistungswerkstoffen. Um das Diffusionsvermögen und dadurch die Verbindungseigenschaften zu verbessern, ist es notwendig, die Fügeflächen unmittelbar vor dem Fügeprozess zu behandeln. Eine Regeneration der Oxidschicht vor dem Fügen würde die Schweißbarkeit negativ beeinträchtigen und die Verbindungseigenschaften verschlechtern.
In der hier vorgestellten Arbeit wurde ein einzigartiges Konzept für eine Inline-Oberflächenbehandlung in Kombination mit dem Diffusionsschweißen entwickelt. Dazu wurde eine an eine Handschuhbox gekoppelte Diffusionsfügekammer zur Behandlung von Proben und zum Transfer von Proben unter inerter Atmosphäre eingerichtet. Die Oberflächenbehandlungen umfassten zum Beispiel Schleifen, Fräsen, Umformen und verschiedene chemische Behandlungen.
Die Ergebnisse haben gezeigt, dass Oberflächenbehandlungen die Topographie, Mikrostruktur und damit die freie Energie der Oberflächen stark beeinflussen können. Mit dieser Inline-Technologie konnten verbesserte Verbindungseigenschaften erzielt oder die Fügetemperatur für temperaturempfindliche Werkstoffe deutlich gesenkt werden. In diesem Vortrag werden Verbindungsstrategien für Mischverbindungen aus Aluminium und Magnesium sowie aus ultrafeinkörnigem Aluminium präsentiert.
Mehr Informationen zu den Ranshofener Leichtmetalltagen finden Sie unter:
Neuer Forschungsgruppenleiter am Lehrstuhl

Seit dem 01.09.2020 verstärkt Nico Hempel unser Team am Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung. Seine Aufgaben umfassen unter anderem den Aufbau und die Leitung einer Forschungsgruppe, die sich mit dem thermomechanischen Verhalten von Werkstoffen für und durch die Additive Fertigung beschäftigt. Zuvor war Herr Hempel an der TU Braunschweig tätig, wo er sich vor allem der experimentellen und numerischen Analyse von Schweißeigenspannungen sowie der Werkstoff- und Bauteilprüfung widmete.
Projektseminar "Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung"
Sie wollten schon immer ein metallisches Bauteil drucken? Im Projektsemniar "Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung" des Lehrstuhls Werkstofftechnik der Additiven Fertigung lernen Sie die Vorgehensweise wie man ein konventionell gefertigtes Bauteil in ein additiv gefertigtes Bauteil überführt. Hierzu zählen die Formulierung von Randbedingungen, die Auswahl eines geeigneten Werkstoffs und die konstruktive Optimierung des Bauteils. Den Abschluss des Projektseminars soll der Druck Ihres konzipierten Bauteils bilden.
Der Lehrstuhl bietet im kommenden Sommersemester 2020 ein Projektseminar zum Thema Werkstoffauswahl in der Additiven Fertigung an.
Weiterführende Informationen finden Sie auf der Homepage des ZSK (https://www.mw.tum.de/zsk/angebote/in-kooperationen/projektseminar-an-der-fakultaet-fuer-maschinenwesen/) bzw. im anschließend aufgeführten PDF.