Gemeinsame Forschungen

Strategische Partnerschaft zwischen Stahlspezialist Dillinger und Materialforschern der Saar-Uni

DILLINGEN Das saarländische Stahlunternehmen AG der Dillinger Hüttenwerke (Dillinger) will seine strategische Partnerschaft mit der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes und dem Steinbeis- Forschungszentrum für Werkstofftechnik (MECS) langfristig fortsetzen.

Seit 2014 hat der Stahlspezialist gemeinsame Forschungsprojekte zum Thema Stahl mit fast einer Million Euro gefördert. Drei Professoren der Saar-Uni haben sich dadurch mit ihren Teams auf den vielseitigen Werkstoff konzentrieren können.

Das Ergebnis: Drei Doktorarbeiten kurz vor dem Ziel, 25 Bachelor- und Masterarbeiten, zehn internationale Veröffentlichungen und 20 Vorträge auf wissenschaftlichen Konferenzen.

Offshore-Windkraftanlagen und Pipelines, die auf dem Meeresgrund verlegt werden, sind hohen Belastungen ausgesetzt. Weltweit kommen dort Grobbleche des saarländischen Stahlunternehmens Dillinger zum Einsatz. „Diese müssen Windböen in Orkanstärke und enormen Meeresströmungen standhalten und müssen auch unter diesen extrem widrigen Bedingungen nach Jahrzehnten einen sicheren Betrieb gewährleisten“, erläutert Bernd Münnich, der an der Saar-Uni in der Werkstofftechnik promoviert hat und heute zuständig für den Bereich Technik im Vorstand von Dillinger ist.

Die Herstellung der Spezialstähle sei daher äußerst anspruchsvoll und von vielen Faktoren abhängig, angefangen bei der chemischen Zusammensetzung über das verwendete Walzverfahren bis hin zu den verschiedenen Wärmebehandlungen.

3-D-Analysetechniken

„In den gemeinsamen Forschungsprojekten mit Materialwissenschaftlern der Saar-Uni wollen wir über 3-D-Analysetechniken die inneren Strukturen des Stahls noch genauer verstehen. Mit Hilfe neuer Simulationsverfahren wollen wir zudem die gewünschten Eigenschaften des Stahls besser vorhersagen, damit wir uns langwierige und teure Betriebsversuche sparen können“, erläutert Münnich bei der Verlängerung des Kooperationsvertrages über drei weitere Jahre, mit dem erneut Forschungsprojekte mit knapp einer Million Euro gefördert werden sollen.

Vor drei Jahren hatte Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes, dafür zwei Kollegen ins Boot geholt: Stefan Diebels beschäftigt sich mit Fragestellungen der technischen Mechanik und Christian Motz ist für die experimentelle Methodik der Werkstoffwissenschaften zuständig.

Drei Professoren

Alle drei Professoren haben Teile ihrer Arbeitsgruppen auf das Stahl-Thema angesetzt und noch weitere Forschungsgelder eingeworben, um neben den von Dillinger finanzierten Doktorarbeiten zusätzliche Projekte anzustoßen. „Damit haben wir jetzt die Basis geschaffen für eine langfristige strategische Partnerschaft mit dem saarländischen Stahlunternehmen“, erläutert Frank Mücklich, der auf dem Campus auch das Steinbeis-Forschungszentrums für Werkstofftechnik (MECS) leitet und darüber die Zusammenarbeit koordiniert.

Drei Dissertationen

An Beispiel der drei von Dillinger finanzierten Dissertationen lässt sich ablesen, wohin die Reise gehen soll: „Die Produkteigenschaften des Stahls werden von seinem inneren Aufbau, dem Gefüge, bestimmt. Da dieser Aufbau sehr komplex ist und schon kleinste Änderungen zu enormen Unterschieden in den Eigenschaften führen, ist es wichtig, dieses Gefüge vollständig zu charakterisieren und zu beschreiben – auch in 3D.

Jessica Gola entwickelt in ihrer Promotion daher ein rechnergestütztes Verfahren, um den inneren Aufbau von Stahl objektiv und reproduzierbar zu beschreiben“, erläutert Frank Mücklich. Die zweite Doktorandin Lena Eisenhut will über Simulationen herausfinden, wie sich die inneren Strukturen der Grobbleche durch die einzelnen Produktionsschritte verändern. Sie analysiert dafür, welche Details der Mikrostrukturen von der chemischen Zusammensetzung, den Walzverfahren oder der Wärmebehandlung beeinflusst werden. Frederik Scherff entwickelt in der dritten von Dillinger finanzierten Doktorarbeit mathematische Modelle, um aus den 3D-Analysedaten Verhaltensmuster für die inneren Strukturen von Stahl abzulesen. Damit lässt sich künftig einfacher vorhersagen, wie ein Spezialstahl aufgebaut sein muss, damit er zum Beispiel unter arktischen Bedingungen eingesetzt werden kann. Durch diese Grundlagenforschung unterstützen die Saarbrücker Wissenschaftler das Dillinger Stahlunternehmen auch mit anwendungsnahen Lösungen. Diese werden am Steinbeis-Forschungszentrum unter Leitung von Professor Mücklich entwickelt. „Wir wollen zum Beispiel helfen, die Qualitätskontrolle in der Stahlproduktion weiter zu verbessern“, erklärt der Materialforscher.

Fred Metzken, Sprecher des Vorstands von Dillinger, zeigt sich nach der dreijährigen Testphase beeindruckt von den gemeinsamen Forschungsaktivitäten und will die strategische Partnerschaft längerfristig angehen. „Wir profitieren nicht allein von der hochkarätigen Grundlagenforschung in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik der Universität des Saarlandes. Die anwendungsorientierten Projekte, die eng mit unseren eigenen Forschungsaktivitäten verzahnt sind, helfen uns dabei, unsere Grobbleche laufend zu verbessern – und damit Wettbewerbsvorteile auf dem hart umkämpften Weltmarkt für Grobbleche zu sichern“, sagt Metzken.

Er erläuterte in diesem Zusammenhang auch, dass der Anteil an Produktneuentwicklungen bei Dillinger allein in diesem Jahr zu einem Gewinn von rund 2,7 Millionen Euro geführt habe. Neben dem direkten Technologietransfer weiß der Vorstandssprecher auch den „Transfer über Köpfe“ zu schätzen. Rund ein Dutzend Absolventen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Saar-Uni sind im letzten Jahrzehnt bereits bei Dillinger eingestiegen, die meisten im Bereich „Forschung, Entwicklung und Design“. red./mk

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