Projekt „Multi-Digi-Mat – Ultraschnelle Materialqualifikation“ gestartet

Aluminiumwerkstoffe sind aufgrund ihres geringen Gewichts bei hoher Festigkeit essenziell in verschiedenen Industrien, von Mobilität bis Elektronik. Die steigenden Anforderungen an diese Materialien erfordern kontinuierliche Weiterentwicklungen, die bisher mit hohem experimentellen Aufwand verbunden sind. Das Projekt „Multi-Digi-Mat" von DESY, Fehrmann Materials und Fehrmann Materials X zielt darauf ab, durch die Kombination von Experimenten und Materialinformatik ein vertieftes Verständnis der inneren Zusammenhänge in Aluminiumlegierungen zu gewinnen. Dies soll eine schnellere und präzisere Vorhersage von Materialeigenschaften ermöglichen und die digitale Entwicklung neuer innovativer Werkstoffe beschleunigen.

Bedarf und Relevanz für die Industrie

Die schnelle Entwicklung neuer Aluminiumlegierungen ist für viele Industrien entscheidend, um den steigenden Anforderungen an Leichtbauwerkstoffe gerecht zu werden. Der hohe Entwicklungsaufwand hat bisher die Einführung neuer Legierungen erschwert. Ein Werkzeug, das sowohl Zeit als auch Kosten reduziert, ist daher von großem Interesse für zahlreiche Industriezweige wie Automobil-, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau- und Elektronikindustrie.

Innovativer Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik

Der innovative Ansatz von „Multi-Digi-Mat" umfasst eine mehrskalige Analyse vom atomaren Niveau bis zum fertigen Bauteil. Mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen werden Experimentaldaten mit Simulationen kombiniert, um eine einzigartige Untersuchungssystematik zu entwickeln. Dadurch wird eine so noch nie dagewesene datengetriebene Materialentwicklung ermöglicht, die zu präziseren und effizienteren Vorhersagen führt.

Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von Aluminiumlegierungen mit verbesserter Festigkeit und erhöhter Korrosionsbeständigkeit. Der Projektpartner Fehrmann Materials stellt die Legierungen her und führt grundlegende Charakterisierungen durch. DESY setzt Hochenergie-Röntgenbeugung in Kombination mit korrelativer Mikroskopie ein, um eine detaillierte Analyse von Oberflächen- und Volumeneigenschaften zu ermöglichen. Zusammengeführt werden die Daten in einer einzigarten Matrix durch Fehrmann Materials X.

Ziele des Projekts „Multi-Digi-Mat“

Das Hauptziel des Projekts ist der Aufbau einer experimentgestützten, digitalen Entwicklungsplattform für neue Aluminiumlegierungen. Dadurch sollen:

• Die Vorhersagegenauigkeit der Materialeigenschaften verbessert werden.
• Neue Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und Werkstoffeigenschaften gewonnen werden.
• Eine universell anwendbare Entwicklungsmatrix geschaffen werden, die auch auf andere Materialien übertragbar ist.
• Perspektivisch die Entwicklungszeit neuer Werkstoffe deutlich verkürzt werden.
Die im Rahmen des Projekts entwickelten Methoden und Infrastrukturen sollen langfristig für weitere Forschungs- und Industrieprojekte genutzt werden und einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Materialentwicklung leisten.

Das Projekt wird im Rahmen einer Zuwendung des Wehrwissenschaftlichen Instituts für Werk- und Betriebsstoffe von 27. Dezember 2024 bis 30. Oktober 2027 gefördert.