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IWWT - Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien - Prüflabor für Materialuntersuchungen

Werkstoffe, die kompetente Kenntnis ihrer Eigenschaften und ihre Verarbeitung zu Bauteilen und Maschinen haben in Pforzheim und der Region Nordschwarzwald eine lange und vor allem fachlich tiefgründige Tradition. Hier kommt das gesamte Werkstoffspektrum zum Einsatz, angefangen bei Polymeren über keramische Werkstoffe bis hin zu einer Vielzahl von metallischen Werkstoffen.

Das Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) der Hochschule Pforzheim beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit der Entwicklung, der Herstellung, dem Aufbau und den Eigenschaften von Werkstoffen. Dabei stehen die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Werkstoffe, ebenso wie die anwendungsorientierte Prozessoptimierung in der Stanztechnik und Polymerverarbeitung im Focus der Aktivitäten.

Was wir leisten

Die Analyse und Prüfung metallischer oder polymerer Werkstoffe gehören genauso zum Aufgabengebiet wie die Entwicklung und Optimierung von ganz neuen Werkstoffen und/oder Werkstoffkonzepten. Derzeit liegen die Schwerpunkte des drittmittelfinanzierten Instituts an der Hochschule Pforzheim zum Einen im Bereich der Kupferbasislegierungen für Leitanwendungen, zum Anderen im Bereich der offenporigen metallischen Schäume.

Die Entwicklung, Optimierung und Erforschung von Kupferbasislegierungen hat zum Ziel, die beiden gegenläufigen Parameter hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit gleichzeitig zu erhöhen. Werkstoffe mit hoher Festigkeit bei gleichzeitig hoher elektrischer Leitfähigkeit werden für vielfältige Anwendungen wie beispielsweise Steckkontakte oder  Oberleitungen für elektrische Bahnen benötigt.

Offenporige Metallschäume, welche bundesweit nur an wenigen Orten hergestellt werden, bilden den im Augenblick zweiten Forschungsbereich. Diese noch relativ junge Werkstoffgruppe, die durch ihre offenporige Struktur und insbesondere durch ihre große und dabei sogar noch strukturierbare spezifische Oberfläche zu vielfachen Anwendungen im Bereich der Wärmeübertragung (z.B. Wärmetauscher) führt, kann durch ihre ganz besonderen Eigenschaften auch in der Medizin breitere Anwendung z.B. in der Implantattechnik finden. Diese und weitere Möglichkeiten stehen zurzeit im Fokus von mehreren laufenden und beantragten Forschungsprojekten.

Die Bedeutung durch Spritzgießen hergestellter, leichter, komplexer Bauteile mit einem sehr hohen Anspruch an Oberflächenfinish und hoher mechanischer Stabilität hat einen wichtigen Stellenwert bei der Erstellung von hochwertigen technischen Konsumgütern. Die Bedeutung wird weiterhin zunehmen, da die Anforderungen an das Design die Wertigkeit und die hohen Qualitätsansprüche an das Produkt widerspiegeln.

Um diese Forderungen zu erfüllen, müssen Einschränkungen durch das Fließen des Kunststoffes beim Spritzgießen überwunden werden. Die Gefahr von Fehlstellen, wie zum Beispiel die Bildung von Bindenähten, erhöht sich bei komplexer Geometrie des Bauteiles und je dünner ein Bauteil ist.

Ziel des Vorhabens ist es daher, mit einer Impulserwärmung des Spritzgießwerkzeugs die Fließfähigkeit des Werkstoffes in der entscheidenden Füllphase zu verbessern, ohne die Nachteile bekannter Verfahren des variothermen Temperierens in Kauf nehmen zu müssen. Das Prinzip der variothermen Temperierung ist es, die Werkzeugwand kurzzeitig auf eine Temperatur zwischen Glasübergangs- und Kristallitschmelztemperatur (TG, TKS) des verwendeten Werkstoffes zu erwärmen. Dafür soll ein neues, energieeffizientes und ressourcenschonendes Verfahren und die dazu benötigten Einrichtungen entwickelt werden.

Mit dem Kompetenzfeld „Stanztechnik“ rundet das IWWT sein Portfolio in ein zielgerichtetes anwendungsspezifisches Spektrum ab. Professor Dr. Matthias Golle, der seit 2009 die Stiftungsprofessur Stanztechnik an der Hochschule inne hat, zielt mit seinem aktuellen Forschungsprojekt auf eine deutliche Standzeiterhöhung von Schneidewerkzeugen, die insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen auf schnelllaufenden Pressen zum Einsatz kommen.

Wer wir sind

Prof. Dr. Norbert Jost (wissenschaftlicher Direktor)

Prof. Dr. Gerhard Frey (stellvertr. wissenschaftlicher Direktor)

Prof. Dr. Matthias Golle

Prof. Dr. Jörg Woidasky

Prof. Dr. Esther Rösch

Prof. Dr. Kai Oßwald

Was wir geschafft haben

Metallische Werkstoffe:

KIS
  (Konturgenaue Impulserwärmung von Spritzgießwerkzeugen zur
  Qualitätssteigerung und Prozessoptimierung - BMWi, ZIM)
Metallschaum-Wärmetauscher
  (Entwicklung eines energieeffizienten Warmwasserspeichers auf Basis eines
  Metallschaum-Wärmetauschers - BMWi, ZIM)
- HiCoCo
  (Herstellung und Eigenschaftsoptimierung von neuartigen hochleitfähigen
  CuMgP-Legierungen und deren Nutzbarmachung für industrielle Anwendungen -
  Land Baden-Württemberg / EU Europäischer Fonds für regionale Entwicklung,
  RWB-EFRE)
CCMSE
  (Center of Computational Materials Science and Engineering - Land Baden-
  Württemberg / EU Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, ZO IV-EFRE)
- ThermalOptiCell
  (Anwendungsoptimierter Einsatz von zellulären Strukturen auf Metallbasis aus
  thermischer und energetischer Sicht zur Steigerung der ökologischen Effizienz
  am Beispiel eines Wärmespeichers - Land Baden-Württemberg, Innovative
  Projekte)
CuBe-Legierungen
  (Untersuchung zur Substitution von Beryllium in Mikrogussbauteilen aus
  hochfesten Kupferbasislegierungen - BMWi, ZIM)
- OptiFahr
  (Untersuchung und Optimierung des Dauerbiegewechselverhaltens von
  hochdynamisch beanspruchten Fahrleitungskomponenten aus niedriglegierten
  Kupferlegierungen - BMBF, FHprofUnt)
- Optimierung von Kupferlegierungen
  (Optimierung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften von
  Kupferbasislegierungen für Bahnleitmaterial - Landesstiftung Baden
  Württemberg, Impulsfinanzierung Forschung)

Woran wir Arbeiten

Metallische Werkstoffe:
Kaltverformung von Metallen
  Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen - 
  Schwerpunktthema Werkstoffe (Max- und Erni-Bühler Stiftung, Stuttgart)
- Metallschaum-Regenerator
  (Entwicklung einer energieeffizienten dezentralen Be- und Entlüftung sowie Be-
  und Entfeuchtung für wärmegedämmte Altbauten mit Hilfe von Metallschäumen -
  BMWi, ZIM)
- IGF - CuMg
  (Untersuchung der physikalische und mechanische Eigenschaften von aus-
  scheidungsfähigen Cu-Mg-Legierungen im Hinblick auf deren Anwendung für
  Drähte und Bauteile mit dünnen Querschnitten - BMWi, IGF)

Stanztechnik:
- Stanzzeit
  (Effizienzsteigerung von Hochleistungsschneidwerkzeugen - BMBF,
  Forschung an Fachhochschulen, IngenieurNachwuchs) 

Kunststoffe und Kunststoffverarbeitung:
- HEIS
  (Heißluftmodul für energieeffiziente Impulserwärmung von Spritzgießwerkzeugen - BMWi, ZIM)

Werkstoffrecycling und Nachhaltigkeit:
ARWEEEN
  (Investition für die Abtrennung und Rückgewinnung wirtschaftsstrategischer Wertstoffe
  aus Elektro-Altgeräten durch ein Elektrodynamisches Ein-Schritt-Recyclingverfahren
  - BMBF, Forschung an Fachhochschulen, FHinvest)

Wissenschaftlicher Direktor
Prof. Dr. Norbert Jost
Telefon: +49 7231 28-6581
Telefax: +49 7231 28-6050 
norbert.jost@hs-pforzheim.de  

Stellv. wissenschaftlicher Direktor
Prof. Dr. Gerhard Frey
Telefon: +49 7231 28-6582
Telefax: +49 7231 28-6050
gerhard.frey@hs-pforzheim.de

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