Derzeit besteht der Fachbereich Maschinenbau der TU Darmstadt aus folgenden Fachgebieten:
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Zentraler Forschungsschwerpunkt sind multiphysikalische Systeme, deren dynamisches Verhalten mittels analytischer, numerischer und experimenteller Verfahren analysiert wird.
Wir bieten Lehrveranstaltungen auf dem Gebiet der theoretischen, angewandten und experimentellen Dynamik an.
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Institut für Arbeitswissenschaft
Am Institut für Arbeitswissenschaft (IAD) steht der Mensch als Akteur im Arbeitsprozess sowie als Nutzer von Geräten und Produkten im Mittelpunkt.
Die Forschung konzentriert sich auf die Bereiche Mensch & Organisation, Arbeitsbewertung & Arbeitsplatzgestaltung, Mensch-Maschine-Interaktion & Mobilität.
Ein wesentliches Kennzeichen des IAD ist seine breite inhaltliche Ausrichtung. Durch diesen breiten Ansatz war das IAD in seiner nunmehr über 50-jährigen Geschichte stets in der Lage, auf neuartige Fragestellungen aus der betrieblichen Praxis zu reagieren bzw. durch die Bearbeitung relevanter Forschungsthemen unternehmerische und gesellschaftliche Entwicklungen mit zu beeinflussen. Dabei stellt die multidisziplinäre Zusammensetzung innerhalb der Mitarbeitenden ein wesentliches Gütezeichen für die Forschung und Lehre am IAD dar.
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Fachgebiet BioMedizinische Drucktechnologie
Kern des im Sommer 2019 neu gegründeten Fachgebiets BioMedizinische Drucktechnologie ist die Erforschung und Entwicklung von 3D-Biodrucksystemen (3D-Bioprinting).
Im Fokus stehen die Modellierung und experimentelle Untersuchung unterschiedlicher Mechanismen und Phänomene für den Transport von Biomaterialien und deren Interaktion mit lebenden Zellen. Eine besondere Herausforderung ergibt sich hierbei aus dem parallelen Drucken von multifunktionalen Materialkompositen mit unterschiedlichen physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften. Ferner stellen die den Druckprozess begleitenden Vor- und Nachbearbeitungsschritte, 3D-Datenaufbereitung und Gewebereifung, wesentliche Forschungselemente des Fachbereichs dar.
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Die Arbeitsgruppe Cyber-physische Simulation beschäftigt sich mit der Entwicklung neuartiger rechnergestützter, numerischer Methoden zur Integration von mechanischer Simulation und Designoptimierung
Die Arbeitsgruppe Cyber-physische Simulation beschäftigt sich mit der Entwicklung neuartiger rechnergestützter, numerischer Methoden zur Integration von mechanischer Simulation und Designoptimierung mit multi-skalen und multi-physischen Systemen.
Unser Ziel ist es nahtlosen Modelle bzw. digitale Zwillinge zu erschaffen, die rechnergestützten Entwurf, numerische Simulation und Optimierung mit physischen Herstellungsverfahren und Nutzungsdaten verknüpfen, und somit Ingenieure bei der schnellen Entwicklung von hochwertigen Produkten mit zukunftsweisenden Eigenschaften zu unterstützen.
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Institut für Energiesysteme und Energietechnik
Energiekonversions- und Kraftwerksprozesse / Strömungs-, Reaktions- und Wärmeübertragungsprozesse / Technikumsversuche
Die Bereitstellung elektrischer Energie und Wärmeenergie, z.B. Heizwärme oder Prozessdampf, ist ein wichtiger Zweig der Energietechnik und -wirtschaft. Hierbei spielen in den letzten Jahrzehnten, neben den Aspekten der technischen Realisierung und der Wirtschaftlichkeit, Fragen der Ressourcen- und Umweltschonung eine wichtige Rolle. Deshalb kommt der Verbesserung und Weiterentwicklung von Einzelapparaten und Anlagenprozessen eine entscheidende Bedeutung zu.
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Forschung mit maschinenbaulichen, verfahrenstechnischen und wirtschaftswissenschaftlichen Aufgabenstellungen für die firmenübergreifende Entwicklung im Druckmaschinenbau und Print-Media-Bereich
Am Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD) wird Forschung mit maschinenbaulichen, verfahrenstechnischen und wirtschaftswissenschaftlichen Aufgabenstellungen betrieben, welche die schnelle Entwicklung im Druckmaschinenbau und Print-Media-Bereich firmenübergreifend begleitet. Einige der Forschungsthemen aus der letzten Zeit beschäftigten sich mit dem Farbfluss in Farbwerken, dem Trennverhalten der Druckfarbe bei hohen Walzen-Umfangsgeschwindigkeiten, der Bedruckbarkeit von Glas-Oberflächen sowie grenzflächenphysikalischen Einflussfaktoren bei Benetzungsvorgängen. Weitere Arbeiten befassten sich mit dem Bahntransport in Rollenmaschinen, der Optimierung schneller Trocknungsvorgänge, der isotropen Lichtstreuung in Papier sowie mit frequenzmodulierten Bildrasterverfahren. In weiterer Zusammenarbeit sowohl mit industriellen Partnern als auch mit anderen Forschungsinstituten werden neue Anwendungsmöglichkeiten für Druckprozesse sondiert und entwickelt. Das IDD verfügt ferner über besonderes Know-how zur Konstruktion und den Bau von Sonder-Druckmaschinen für dicke, biegesteife Bedruckstoffe (z. B. Glasplatten).
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Fachgebiet Fahrzeugtechnik
Spitzentechnologie und inspirierende Menschen für nachhaltige Fahrzeugtechnologie
Am Fachgebiet Fahrzeugtechnik unterstützen wir unsere Industrie durch die Entwicklung modernster Technologien und die Ausbildung inspirierender Nachwuchskräfte mit dem Ziel, das nachhaltige Fahrzeug Realität werden zu lassen. Dieses Fahrzeug ist aus unserer Sicht sicher, wertstabil und Teil einer Kreislaufwirtschaft. Neben neuen Konzepten und unserer traditionellen Expertise in der Fahrdynamik arbeiten wir mit modernster Sensortechnik, aktuellen Machine Learning Verfahren und datengetriebenen Freigabeansätzen daran, automatisiertes Fahren für PKW und LKW sicher und energie-effizient darzustellen.
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Fachgebiet für Flugsysteme und Regelungstechnik
ATM - Air Traffic Management, SVS - Synthetic Vision Systems, UAV - Unmanned Aerial Vehicles
Das Institut für Flugsysteme und Regelungstechnik (FSR) betreibt mit seinen Mitarbeitern überwiegend anwendungsorientierte Forschung im Bereich der Luftfahrt-Systemtechnik. Übergeordnete Zielsetzung ist die Bereitstellung neuer Technologien zur Erhöhung der Flugsicherheit. In letzter Zeit kommen aber auch zunehmend Themen hinzu, die sich mit der Effizienz und Umweltverträglichkeit des Luftverkehrs beschäftigen.
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Institut für Fluidsystemtechnik
Methoden und Phänomene in Fluidsystemen, Energieeffizienz von Fluidsystemen, adaptronische Fluidsysteme
Forschungsschwerpunkte sind:
- Methoden und Phänomene in Fluidsystemen
- Energieeffizienz von Fluidsystemen
- adaptronische Fluidsysteme
Dabei werden folgende physikalische Methoden angewandt:
- Ähnlichkeitstheorie
- Netzwerktheorie
- quasi-eindimensionale, transiente Strömungsmechanik
- Rheologie, Tribologie, Kavitation
- Anwendungsschwerpunkte finden sich in den Bereichen:
- Fahrzeugtechnik
- Verfahrenstechnik
- Fluidantriebstechnik
- Life Science
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Fachgebiet für Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe
Turbinenschaufel-Kühlung, Turbine, Mischkammerprüfstand, Abgasturbolader, Verdichter, Numerische Simulation
Das Fachgebiet für Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe ist spezialisiert auf die Weiterentwicklung und Erprobung von Teilkomponenten der Turbomaschine. Mit Hilfe von Modellprüfständen werden gezielt Parameter variiert und deren Einfluss präzise vermessen. Die Übertragung auf die reale Maschine erfolgt über Ähnlichkeitsgesetze. So haben Arbeiten am Fachgebiet universitären Grundlagencharakter und sind zugleich anwendungsnah.
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Fachgebiet für Leichtbau und Strukturmechanik
Konstruktiver Leichtbau mit Faserverbund-Werkstoffen: Konstruktionsmethoden, Krafteinleitungen, multifunktionale Strukturen
Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Fachgebietes Leichtbau und Strukturmechanik („LSM“) ist der Leichtbau mit Faserverbund-Werkstoffen.
Das Generalthema „Konstruktiver Leichtbau mit Faserverbund-Werkstoffen“ wird in folgende Teilgebiete untergliedert:
Konstruktionsmethoden
Krafteinleitungen
Multifunktionale Strukturen
Faserverbund-Werkstoffe, wie GFK (Glasfaserverstärkte Kunststoffe) und CFK (Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe), sind ideale Leichtbau-Werkstoffe. In vielen Eigenschaften sind sie den konventionellen Metallwerkstoffen überlegen. Aufgrund der Anisotropie der Faserverbund-Werkstoffe ist ihre mechanisch-mathematische Behandlung deutlich komplexer, sie bieten andererseits aber auch besondere konstruktive Möglichkeiten. Ziel des Forschungsschwerpunktes „Konstruktionsmethoden“ ist es daher, die faserverbundspezifischen Auslegungsmethoden aufzubereiten und durch besondere Konzepte, die die Anisotropie gezielt nutzen, zu ergänzen.
Leichtbaustrukturen werden typischerweise dünnwandig ausgeführt. Demzufolge stellt die konzentrierte Einleitung hoher Kräfte immer ein besonderes Problem dar. Ziel der Forschungsbemühungen auf dem Teilgebiet „Krafteinleitungen“ ist es daher, Krafteinleitungskonzepte für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke zu entwickeln, sie mechanisch zu analysieren, sie experimentell zu erproben und die ausoptimierten Lösungen für die Weitergabe an Konstrukteure aufzubereiten.
Vorrangige Aufgabe der Konstruktion ist die Produktentwicklung; im Falle der Faserverbund-Werkstoffe liegt das Augenmerk insbesondere auf hochbelastbaren Leichtbau-Strukturen. Dabei muss es das Ziel sein, nicht nur den Vorteil der geringen Dichte zu nutzen, also Stoffleichtbau zu betreiben, sondern mehrere Funktionen gleichzeitig in ein einziges Bauteil zu integrieren. Die Lösungskonzepte für „Multifunktionale Strukturen“ sind von Bauteil zu Bauteil verschieden und müssen spezifisch erarbeitet werden. Vorteilhaft ist, dass das Fachgebiet LSM über ausgezeichnete Fertigungs- und Prüfmöglichkeiten verfügt, so dass von der Berechnung und Konstruktion über die Prototypenfertigung bis zur versuchstechnischen Verifikation alle Stationen einer Bauteilentwicklung durchschritten werden können.
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Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
Die Einführung digitaler Produkte im Maschinenbau hat ihren Ursprung in der Mechatronik, die eine interdisziplinäre Verbindung zwischen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik herstellt.
Die Entwicklung der Mechatronik ist ausgehend von programmierbaren über vernetzte hin zu intelligenten mechatronischen Systemen ungebrochen und hochdynamisch. Systemintegration und Systemverständnis stellen Schlüssel für den technologischen Fortschritt dar und bilden den Kern unserer Fachkompetenz. Bei unserem Tun und Handeln sind uns Offenheit, Verantwortung und Teamgeist besonders wichtig.
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Experimentelle und theoretische Analyse von nano- und mikrofluidischen Transportprozessen, Erforschung und Design neuartiger nano-, mikro- und optofluidischer Komponenten.
Wir beschäftigen uns mit Transportphänomenen in Fluiden auf der Nano- und Mikrometerskala. Dabei interessiert uns besonders die Erforschung von Grundlagen mit der Intention, den Weg für neuartige Anwendungen zu bereiten. Unsere Forschung erstreckt sich über ein breites Themenspektrum und kombiniert experimentelle, theoretische und numerische Ansätze. Zu unseren Arbeitsgebieten gehören Gaskinetik auf der Nanoskala, Elektrokinetik, Grenzflächenströmungen, Benetzungsphänomene und Trennprozesse für Biomoleküle.
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Fachgebiet für Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau
Entwicklung, Analyse und Anwendung von numerischen Berechnungsverfahren für unterschiedlichste Aufgabenstellungen des Maschinenbaus sowie anderer Ingenieursdisziplinen
Die Schwerpunkte des Fachgebiets liegen in der Entwicklung, Analyse und Anwendung von numerischen Berechnungsverfahren für unterschiedlichste Aufgabenstellungen des Maschinenbaus sowie anderer Ingenieursdisziplinen. Insbesondere stehen hierbei Probleme der Strömungs- und Strukturmechanik sowie des Wärmetransports im Mittelpunkt des Interesses, wobei auch Fragen der realistischen Modellierung der jeweiligen Problemstellungen eingeschlossen sind. Ein besonderes Augenmerk wird auf gekoppelte Aufgabenstellungen gelegt.
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Fachgebiet für Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik
Altpapier-Recycling, bildanalytische Bewertung von Papieren und Drucken, chemische Analytik und Behandlung von Abwasser und Reststoffen, Graduiertenkolleg "Optische Messtechniken für die Charakterisierung von Transportprozessen an Grenzflächen"
Die Forschungsarbeiten am Fachgebiet konzentrieren sich mittelfristig auf folgende Bereiche:
- Altpapier-Recycling mit Prozessen der Stoffaufbereitung
- Papierphysik mit Strukturanalytik von Papier
- Bildanalytische Bewertung von Papieren und Drucken
- Chemische Analytik und Behandlung von Abwasser und Reststoffen
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Fachgebiet Product Life Cycle Management
Entwicklung und Bewertung von Produkten und Prozessen in einer Lebenszyklusperspektive
Am Fachgebiet Product Life Cycle Management (PLCM) forschen wir an der Entwicklung und Bewertung von Produkten und Prozessen in einer Lebenszyklusperspektive. Zentrale Treiber unserer Forschungs- und Lehrtätigkeit sind Fragestellungen zu Digitalisierung, Nachhaltigkeit und Informationskreisläufen. Dabei konzentrieren sich unsere Forschungsarbeiten gegenwärtig auf die Themen Digitaler Zwilling, Nachhaltigkeit im Produktlebenszyklus und Advanced Systems Engineering.
Darüber hinaus zeichnet sich das PLCM durch vielfältige Kompetenzen in Bereichen der Industrie 4.0, der Additiven Fertigung, der Virtuellen Produktentstehung und CAx-Prozessketten sowie der IT-Sicherheit aus, die wir in Forschung, Lehre und Weiterbildung vertreten.
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Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente
Entwicklungsmethodik, Wissensmanagement, Empirische Konstruktionsforschung, Methodiktransfer, Wälzlagerforschung
Ganzheitliche Produktentwicklung und nachhaltiger Transfer
Wir haben die Vision einer ganzheitlichen Produktentwicklung, die dazu beitragen soll, das Wohl der Gesellschaft nachhaltig zu steigern. Ökonomische, technische und ökologische, Gesichtspunkte stehen dabei im Einklang miteinander.
Wir verstehen uns als wissenschaftliches Unternehmen, dessen Kapital seine Kernkompetenzen sind:
- Entwicklungsmethodik
- Wissensmanagement
- Empirische Konstruktionsforschung
- Methodiktransfer
Unseren Kunden auf dem wissenschaftlichen Markt bieten wir Leistungen in Form von:
- Forschung,
- Kooperation sowie
- Aus- und Weiterbildung
an. Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen im wissenschaftlichen Unternehmen pmd arbeiten gemeinsam daran, dass wir marktfähige und nachhaltige Leistungen im Sinne unserer Vision anbieten können.
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Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen
Exzellenz in der Produktion basiert auf der Fähigkeit, Mensch, Technik und Organisation optimal miteinander zu verbinden.
Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen lehrt und forscht auf dem Gebiet der Zerspanung metallischer Werkstoffe, der Konstruktion und Auslegung von Werkzeugmaschinen und Komponenten sowie der Prozessoptimierung, Produktionsorganisation und Energieeffizienz im produktionstechnischen Umfeld.
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Wir beschäftigen uns mit der ständigen Neu- und Weiterentwicklung industrieller Umformverfahren und -prozesse, um auch in Zukunft eine wirtschaftliche und gleichzeitig ökologisch verträgliche Produktion sicherstellen zu können.
In Forschung und Lehre setzen wir uns intensiv mit Fragestellungen rund um neue flexible Umformverfahren, die Prozessdigitalisierung mittels Methoden der künstlichen Intelligenz im Rahmen der Industrie 4.0, die Erzeugung komplexer Baugruppen mit integrierter Sensorik und Aktorik, aber auch mit grundlagenorientierten Fragestellungen zu mikroskopischen Phänomenen und Funktionswerkstoffen auseinander. Dabei kombinieren wir experimentelle, theoretische und numerische Ansätze.
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Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik
Zentrale Zielsetzung ist, chemisch reaktive Strömungen mit Relevanz für energie- und verfahrenstechnische Prozesse in Forschung und Lehre zu vertreten
Mithilfe hochentwickelter Lasermesstechnik messen wir die physikochemischen Charakteristika reaktiver Strömungen experimentell. Unsere Daten tragen zu einem besseren Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse komplexer Interaktionen von Strömung und Chemie bei.
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Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Zentrale Zielsetzung ist die Modellierung und Simulation von Strömungen und thermofluiddynamischen Prozessen im Maschinenbau sowie der Energie- und Verfahrenstechnik.
Zentrale Zielsetzung des Fachgebietes in Forschung und Lehre ist die Modellierung und Simulation (CFD = Computational Fluid Dynamics) von Strömungen und thermofluiddynamischen Prozessen im Maschinenbau sowie der Energie- und Verfahrenstechnik. Typische betrachtete Anwendungen sind Verbrennungsmotoren, verfahrenstechnische Reaktoren, Gasturbinen oder Katalysatoren.
Das Fachgebiet steht für eine enge Verknüpfung von grundlagenorientierter und anwendungsnaher Forschung. Oftmals ergibt sich aus der technischen Anwendung heraus grundlegender Forschungsbedarf für relevante Teilprozesse und -aspekte wie z.B. die Turbulenz-Chemie Interaktion, Populationsdynamik, Hochdrucksprays oder Strömungs-Wand Wechselwirkung. Die hierfür entwickelten Modelle werden für die Simulation von verfahrenstechnischen Prozessen sowie der Verbrennung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen eingesetzt. Hierdurch erreichen wir einen direkten Transfer von Methoden und Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in die technische Anwendung. Am Lehrstuhl wird sowohl eigene Software entwickelt als auch bestehende Pakete wie OpenFOAM, CFX und Fluent eingesetzt und erweitert. Die Simulationen werden je nach Anforderungen auf dem eigenen Cluster oder auch Hochleistungsrechnern durchgeführt. Die stark interdisziplinäre Forschung ist eingebettet in nationalen und internationalen Kooperationsprojekten.
Wichtig neben der engen Verknüpfung von Forschung und Lehre ist uns eine sehr gute Betreuung der Studenten sowohl in den Lehrveranstaltungen als auch bei den Abschlussarbeiten. Wissenschaftlich interessierten Studenten bieten wir die Möglichkeit, entweder im Rahmen einer Abschlussarbeit oder auch als Hilfskraft, in unseren aktuellen Forschungsprojekten mitzuarbeiten. Studenten, die Interesse an einem Auslandsaufenthalt haben, vermitteln wir gerne den Kontakt zu unseren internationalen Forschungspartnern. Sprechen Sie uns diesbezüglich an.
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Fachgebiet für Strömungsdynamik
Hydromechanik-, Strömungs- und Turbulenzforschung mittels analytischer d.h. primär gruppentheoretischer und asymptotischer sowie numerischer Methoden
Der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten liegt auf der Hydromechanik-, Strömungs- und Turbulenzforschung mittels analytischer d. h. primär gruppentheoretischer und asymptotischer sowie numerischer Methoden. Mit Hilfe dieser Techniken werden sowohl fluidmechanische Einzelprobleme behandelt als auch globale Strömungsaussagen erarbeitet.
Ziel ist sowohl ein tieferes Verständnis der Strömungsphysik aber insbesondere auch die Entwicklung und Verbesserung mathematischen Modellgleichungen zur Beschreibung dynamischer Vorgänge turbulenter und turbulent-reaktiver Strömungen.
Die numerische Implementierung neuer Modellgleichungen und deren Anwendung auf grundlagen- und praxisorientierte Problemstellungen stehen am Endpunkt der Forschungsaktivitäten.
Neben den eigenen Arbeiten existieren Kooperationen mit TU-internen, nationalen sowie internationalen Partnern, die darauf abzielen Forschungslücken in der Strömungsforschung zu schließen.
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Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik
Aerodynamik, Grenzflächen-Phänomene (Spray research group), Messtechnik
Die Forschung am Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik kann in drei Themenbereiche bzw. Forschungsgruppen gegliedert werden:
- Tropfendynamik und Sprays
- Strömungskontrolle und instationäre Aerodynamik
- Modellierung und Simulation turbulenter Strömungen
Ein wichtiges Merkmal nahezu aller Projekte ist die eng gekoppelte Anwendung sowohl experimenteller, theoretischer als auch numerischer Methoden. Ob bei grundlagenorientierten oder anwendungsbezogenen Arbeiten – im Mittelpunkt steht immer ein tiefgreifendes Verständnis der zugrunde liegenden Strömungsphysik. Falls es nötig und zweckmäßig ist, werden neue Methoden, wie zum Beispiel Messverfahren, Turbulenzmodelle oder analytische Ansätze entwickelt.
Lehre
In der Lehre werden die Pflichtvorlesungen Technische Strömungslehre und Messtechnik, Sensorik und Statistik fürs Bachelorstudium Maschinenbau gehalten. Hinzu kommen die Wahlfächer Aerodynamik I und Fahrzeugaerodynamik im Bachelorstudium sowie Höhere Strömungsmechanik, Aerodynamik II, Messtechniken in der Strömungsmechanik, Zerstäubungsprozesse, Strömungsmechanik neuer Technologien, Modellierung und numerische Beschreibung turbulenter Strömungen und Numerische Aerodynamik als Wahlfächer im Masterstudiengang.
Standorte
Das Fachgebiet hat zwei Standorte: Campus Lichtwiese (L2|06) und das Windkanalgelände in unmittelbarer Nähe des August-Euler-Flugplatzes in Griesheim.
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Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik
Wechselwirkung zwischen einzelnen Komponenten und deren Einfluss auf die Zuverlässigkeit des gesamten Systems
Das Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik SAM wurde 2001 noch unter dem Namen Systemzuverlässigkeit im Maschinenbau unter Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka an der TU Darmstadt neu gegründet, um Grundlagen, Methoden und Verfahren zur Bewertung der Zuverlässigkeit komplexer Systeme zu entwickeln. Diese Thematik stellt auch im internationalen Rahmen ein junges Forschungsgebiet dar. Insbesondere werden auch aktive Systeme besonders zur Kontrolle von Schwingungen entwickelt und bewertet. Durch die Integration der traditionsreichen Arbeitsgruppe Maschinenakustik im Jahr 2005 wurde die Kompetenz des Fachgebietes SAM hinsichtlich leiser Produkte erweitert, was sich seitdem auch im Namen des Fachgebietes widerspiegelt.
Das Fachgebiet SAM arbeitet eng mit dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt-Kranichstein zusammen.
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Fachgebiet Technische Thermodynamik
Experimentelle und theoretisch-numerische Untersuchungen komplexer Wärme- und Stofftransportvorgänge von der Erforschung von Transportphänomenen im Nano- und Mikrobereich bis zu Anwendungen im Makro- und ingenieurtechnischen Bereich
Die Forschung am TTD konzentriert sich auf experimentelle und theoretisch-numerische Untersuchungen komplexer Wärme- und Stofftransportvorgänge. Dabei erstreckt sich unsere Expertise von der Erforschung von Transportphänomenen im Nano- und Mikrobereich bis hin zu Anwendungen im Makro- und ingenieurtechnischen Bereich. Insbesondere werden folgende Bereiche abgedeckt:
- Sieden, Verdampfung, Verdunstung und Kondensation
- Spray- und Filmkühlung
- Wärmerohrtechnologie (heat pipes)
- Trocknungs- und Erstarrungsprozesse
- Wärme- und Stofftransport an Grenzflächen
- Wärme- und Stofftransport in der Schwerelosigkeit
Bei den Experimenten werden moderne, zeitlich und örtlich hoch auflösende Messtechniken eingesetzt und weiterentwickelt. Beispiele sind Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit Schwarz-Weiß- und Infrarot-Kameras, Particle-Image-Velocimetry, Flüssigkristall-Thermographie und Mikro-Thermoelemente.
Für die theoretisch-numerischen Untersuchungen wird einerseits kommerzielle Software verwendet, andererseits werden zur Beschreibung spezieller Phänomene eigene mathematische Modelle aufgestellt und in Rechenroutinen numerisch umgesetzt. Solche speziellen Phänomene sind beispielsweise Verdampfung im Bereich der 3-Phasen-Kontaktlinie (Dampf-Flüssigkeit-Wand), Gemischphänomene (Marangoni-Konvektion), Dynamik und Stabilität welliger Filme sowie die Bewegung von Grenzflächen.
Anwendungen finden sich in der Luft- und Raumfahrttechnik, der Energietechnik, der Verfahrens- und Produktionstechnik.
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Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe
Prozessanalyse, Kompetenzzentrum Entwicklungsmethodik, Messtechnik, Prüfstandstechnik, Abgasnachbehandlung, Simulation
Die Forschungsschwerpunkte des Instituts VKM liegen auf folgenden Bereichen:
- Motoroptimierung und Kraftstoffe
- Abgasnachbehandlung
- Methodik
- Real Driving Emissions
- Elektrifizierung
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Fachgebiet für Verfahrenstechnik elektrochemischer Systeme
Im Fokus von VES steht die Erforschung funktionaler Materialien und Systeme sowie nachhaltige Prozesse in der Energie- und Verfahrenstechnik mit dem Ziel elektrochemische Grundlagenforschung in die Systemebene zu überführen.
Hierbei setzen wir auf moderne Methoden wie additive Fertigung, um thermo-fluiddynamisch optimierte Komponenten für elektrochemische Prozesse zu entwickeln. Durch den Einsatz dieser fortschrittlichen Techniken sind wir in der Lage, hierarchisch aufgebaute Materialien zu entwickeln, die eine präzise Kontrolle von Funktionalität und Materialeinsatz ermöglichen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung des Scale-ups dieser Materialien und Komponenten, um sie erfolgreich in nachhaltige Prozesse zu integrieren. Bei diesen Entwicklungen unterstützen uns Mehrphasensimulationen, die einen Einblick in die fundamenalen Zusammenhänge ermöglich und ein gezieltes Design der Komponenten erlaubt.
Mit diesem innovativen Ansatz sind wir bestrebt, die Herausforderungen der modernen elektrochemischen Industrie zu bewältigen und nachhaltige Lösungen für die Zukunft zu schaffen.
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Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde - Zentrum für Konstruktionswerkstoffe - Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt
Erforschung, Entwicklung, Prüfung, Schadensanalyse und ganzheitliche Bewertung der Eigenschaften von Bauteilen des Maschinen- und Anlagenbaus, der Verkehrstechnik und Bauindustrie sowie von Medizinprodukten
Das Zentrum für Konstruktionswerkstoffe, die Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt (MPA) und das Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde (IfW) bilden an der Technischen Universität Darmstadt eine leistungsstarke technisch-wissenschaftliche Einheit in Forschung, Lehre, Entwicklung, Prüfung und Beratung als unabhängiges Kompetenzzentrum für das ganze Gebiet der Werkstofftechnik des Maschinen- und Anlagenbaus sowie der Verkehrstechnik, Medizintechnik und Bauindustrie.
Mit 143 Mitarbeitern (davon 56 wissenschaftliche Mitarbeiter und 29 Prüfingenieure) aus den Fachrichtungen Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Metallurgie und Werkstofftechnik. Informatik, Materialwissenschaft, Kunststofftechnik, Mechanik, Chemie, Physik, Elektro- und Informationstechnik, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen befassen wir uns in sieben Kompetenzbereichen mit den Tätigkeitsschwerpunkten Forschung, Entwicklung und Lehre sowie der Material- und Bauteilprüfung, Überwachung, Zertifizierung, Kalibrierung, Schadensanalyse, Begutachtung und Beratung.
In den Bereichen, wo eine Kompetenzbestätigung erforderlich ist, besitzen MPA und IfW umfangreiche Anerkennungen und Akkreditierungen.
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