microCT Prüfsystem mit Nanofokus-Röntgenquelle inklusive Softwarepaket zur 3D-Rekonstruktion

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451111116

Die der Fakultät für Maschinenbau angegliederte Arbeitsgruppe Biomaterialien & Leichtbau der Hochschule Stralsund beantragt für den Arbeitsbereich Werkstoff- und Fertigungstechnik ein hochauflösendes Röntgen microCT zur volumetrischen Auflösung der Proben- bzw. Bauteilstruktur. Die Arbeitsrichtung Biomaterialen & Leichtbau bettet sich in zwei Forschungsschwerpunkte der Hochschule Stralsund ein: (1) Gesundheitstechnologien mit dem Kompetenzfeld Biomaterialien und (2) Technische Systeme und Energieeffizienz mit den Kompetenzbereichen Leichtbau und Werkstofftechnik und ist damit im besonderen Interesse der Hochschule. Der Schwerpunkt innerhalb des Bereiches Biomaterialien liegt auf Magnesiumlegierungen als metallisches Biomaterial. Die Arbeitsgruppe forscht intensiv an selbstauflösenden Magnesiumlegierungen und deren Korrosionsverhalten mit Schwerpunkt auf der Korrosionsmorphologie. Als Anwendung dieses so-genannten Biomagnesiums werden Knochenschrauben, Clips für Wundschließung, Knochennägel, Pins, Stents und Drähte erforscht und entwickelt. Hier ist eine gleichmäßige und an die Anwendung angepasste Korrosionsrate unabdingbar. Erste diesbezügliche Produkte sind bereits auf dem Markt erhältlich. Aktuell plant die Fakultät für Maschinenbau die Vertiefungsrichtung Gesundheitstechnologien auch im Lehrangebot zu etablieren. Das beantragte Gerät passt bestens in die Beabsichtigung, diesen Bereich zu stärken. Der Leichtbau ist seit Jahren im Interesse der Fakultät, da die Fahrzeugtechnik eine etablierte Vertiefungsrichtung ist. Das umformtechnische Fügen von Faserverbundwerkstoffen in Verbindung mit hochfesten Aluminiumknetlegierungen im Rahmen von Multi-Material-Designs sowie das artreine und -fremde Fügen von Aluminiumknetlegierungen im Fahrzeug- sowie Flugzeugbau sind ein weiterer Schwerpunkt der Arbeitsgruppe. Weiterhin besitzt die Arbeitsgruppe Erfahrungen in der Entwicklung und in der chemischen Anpassung biokompatibler Werkstoffe für die Additive Fertigung. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung von Acrylaten für die Photopolymerisation, speziell der Stereolithographie. Das beantragte microCT soll zerstörungsfrei die innere Struktur von metallischen Leichtbaulegierungen auf Magnesium- und Aluminiumbasis sowie von Faserverbundkunststoffen und Werkstoffen auf Polymerbasis darstellen. Dies sowohl im Ausgangszustand sowie in Folge mechanischer (statisch, zyklisch) und korrosiver Belastung. Dies ermöglicht eine Korrelation der Werkstoffbeschaffenheit (Mikrostruktur, Herstellungsfehler) mit den resultierenden Eigenschaften und erlaubt die beste Grundlage für Werkstoff- und Verfahrensoptimierung. Die Hochschule Stralsund verfügt bisher über keine Röntgen microCT-Einrichtung. Am erweiterten Standort Stralsund sind ebenfalls keine derartigen Geräte der beantragten Leistungsklasse bzw. überhaupt für die Durchführung von Materialanalysen verfügbar. Dies eröffnet über den angegebenen Kooperationen hinaus die Erweiterung auf neue Forschungskooperation.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: microCT Prüfsystem mit Nanofokus-Röntgenquelle inklusive Softwarepaket zur 3D-Rekonstruktion
• Gerätegruppe: 4070 Spezielle Röntgengeräte für Materialanalyse, Strukturforschung und Werkstoff-Bestrahlung
• Antragstellende Institution: Hochschule Stralsund
• Leiterin: Professorin Dr.-Ing. Petra Maier