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in den Stahl müssen“, sagt Dr. Charles Stallybrass, der im Bereich Werkstofftechnik für die Abteilung Werkstoffentwicklung zuständig ist. Manchmal geht SZMF aber auch in die Vorentwicklung und experimentiert mit Stählen, die dann etwa im Mannesmannröhren-Werk in Zeithain eingesetzt und industriell zum Rohr verarbeitet werden.
Immer wieder leitet die SZMF aus Simulationen Ratschläge an die Kunden ab wie „Ihr müsst die Temperaturen im Walzprozess erhöhen, um diese oder jene Ergebnisse zu erzielen“. Verblüfft sind die Kunden, wenn die Simulation die Realität vorweg- nimmt. Dr. Mentz erinnert sich: „Unsere Berech- nungen ergaben einmal, dass an einer Stelle eines Umformgerüsts Risse sein müssten. ‚Wir haben dort keine Risse‘, lautete die spontane Antwort
aus dem Werk. Aber als sie dort nachschauten, fanden sie tatsächlich feine Anrisse.“
Wie aber kann der komplexer Werkstoff Stahl so „berechenbar“ sein? Weil sich alle drei Wege, über die man seine Eigenschaften beeinflussen kann, in Zahlen fassen lassen: die Zusammenset- zung des Stahls in den Mengen der Zutaten, die Wärmebehandlung durch die Werte für Tempe- ratur und Zeit und die Umformung durch die Kräfte, die auf den Stahl beim Walzen einwirken. „Dabei nutzen wir immer feiner auflösende Methoden und leistungsfähigere Simulationssoft- ware auf Basis von Werkstoff- und thermodyna- mischen Datenbanken“, sagt Dr. Ritterbach.
Wohlbekannt ist die „Finite-Elemente-Metho- de“ (FEM), anhand der die mechanischen Eigen- schaften etwa das Karosserieblech eines Autos untersucht werden können. Populär ausgedrückt,
funktioniert sie so: Kennt die Software das Mate- rial des Hammerkopfes und die Stärke sowie den Winkel des Schlages, kann sie die Beule im Blech genau berechnen und dreidimensional darstellen.
Dr. Juliane Mentz und ihr Team verwenden dagegen Simulationstools, die vor allem thermo- dynamische Berechnungen anstellen – also die Auswirkungen von Temperatur und Zeit auf den Werkstoff untersuchen.
Schlüssel für jede Erkenntnis sind die soge- nannten „Phasen“ im Stahl. Diese sind bestimmte Parzellen im Material, die in Zusammensetzung,
Numerische Simulation: Berechnet wird der Einfluss der Prozessparameter auf den Fügebereich beim Unterpulverschweißen
Experiment: Fünf-Draht- Produktionsanlage zur prozessnahen Untersuchung des Unterpulverschweißens, z. B. von längsnahtge- schweißten Großrohren
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