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Princeton zu Gast an der FAU

Die Wissenschaftler der Summer School: Jan Frederik Hagen von der FAU und Wenxuan Zhang von der Princeton University (Bild: caroKaa.de/Wenxuan Zhang)

Forscher der FAU und Princeton University tauschen sich zu Additive Fertigung aus

Zurzeit sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Princeton Institute for the Science and Technology of Material (PRISM) zu Gast an der FAU und vertiefen die Forschung mit ihren Kolleginnen und Kollegen der School of Advanced Optical Technologies (SAOT). Die Kooperation zwischen der FAU und der Princeton University startete bereits im Sommer 2017. Im Rahmen der Summer School besuchten SAOT-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler die Princeton University und erforschten gemeinsam mit ihren PRISM-Kolleginnen und -Kollegen Zukunftsfragen in der Lasermaterialbearbeitung. Wie die Zusammenarbeit an der Summer School abläuft und was die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler momentan erforschen, erzählen Wenxuan Zhang (PRISM) und Jan Frederik Hagen (SAOT) im Interview:

Herr Hagen und Herr Zhang, woran forschen Sie derzeit?

Hagen: Ich forsche derzeit innerhalb des Themenfeldes der Additiven Fertigung. Insbesondere beschäftige ich mich mit der Prozessdynamik und möglicher daraus resultierender Fehler. Hierzu entwickeln wir in unserer Gruppe ein prädiktives Simulationsmodell des Laserstrahlschmelzens, welches die Dynamik des Prozesses abbildet und uns erlaubt, ein besseres Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Material, Verarbeitungsparametern und Prozessergebnis zu erlangen.

Zhang: Ich forsche ebenfalls an der Additiven Fertigung für Metall. Bei dieser werden Laser genutzt, um Metallpartikel zu schmelzen und somit Schicht für Schicht das Endprodukt herzustellen. Ich forsche insbesondere an der Auswirkung von Temperaturgefälle auf die endgültige Eigenschaft von Gegenständen. Ziel ist die Verarbeitungsparameter zu kontrollieren, um somit eine bessere Qualität herzustellen.

Herr Zhang, Sie entwickelten gemeinsam mit FAU-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine Idee für die Gründung von Start-ups im Bereich Additive Fertigung. Was genau ist Additive Fertigung und wofür wird sie verwendet?

Zhang: Additive Fertigung ist ein Prozess, der anders als die übliche Fertigung verläuft. In der traditionellen Fertigung entfernen wir an einem Material die unerwünschten Teile, um das Endprodukt zu erhalten. In der Additiven Fertigung und insbesondere beim Laserstrahlschmelzen verwenden wir ganz feines unbearbeitetes Material, um Schicht für Schicht eine 3D-Struktur zu gewinnen. Additive Fertigung kommt in vielen Gebieten vor, von Polymeren bis Metallen, für den Gebrauch von Konsumgütern bis hin zu Marktlücken. Ich könnte mir ein Projekt vorstellen, in welchem ich den Zusammenhang zwischen Verfahrensbedingungen und den Produkteigenschaften erforsche, um letztlich das Endprodukt zu verbessern.

Herr Hagen, was ist Ihnen an der Summer School der Princeton University besonders positiv in Erinnerung geblieben?

Hagen: Der interdisziplinäre Charakter und die Neugier der Teilnehmerinnen und Teilnehmer auf die Probleme und Fragestellungen anderer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Und was macht die FAU interessant für Ihr Forschungsprojekt, Herr Zhang?

Zhang: Die FAU ist eine sehr beliebte Universität mit einer sehr guten Lehre im technischen Bereich. Die Mitarbeiter am Lehrstuhl für Photonische Technologien sind Experten auf dem Gebiet der Additiven Fertigung mittels Laser. Die Forschungsfortschritte auszutauschen, Einblicke in die Forschungseinrichtungen zu erhalten und über mögliche Kooperationen bezüglich neuer Forschungsideen mit FAU-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern zu diskutieren, bereichert unser Wissen und unsere Erfahrungen.

Als FAU-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler in Princeton waren, haben Sie bereits gemeinsam eine Idee für die Gründung von Start-ups im Bereich Additive Fertigung entwickelt. Herr Zhang, werden Sie an dieser Idee während Ihres Besuchs an der Summer School der FAU weiterarbeiten?

Zhang: Letztes Jahr haben wir Ideen für die Gründung von Start-ups im Bereich Additive Fertigung entwickelt. Ich denke dieses Jahr werden wir auch weiter an Ideen im Bereich Additive Fertigung arbeiten. Jedoch wollen wir tiefer gehen. Außerdem möchte ich ein Forschungsprojekt für zukünftige Kooperationen mit FAU-Wissenschaftlern anstoßen.

Herr Hagen, welche Möglichkeiten hat Ihnen der Besuch an der Summer School der Princeton University für Ihre Forschung gebracht?

Hagen: Während der Summer School konnte man zum einen die technischen Möglichkeiten in Princeton genauer kennen lernen und außerdem persönliche Kontakte knüpfen, um die Kooperation zwischen unseren beiden Universitäten zu vertiefen und die spezifischen Möglichkeiten jeder Einrichtung zu nutzen.

Wie sah die Zusammenarbeit an gemeinsamen Ideen und Projekten mit den Kolleginnen und Kollegen nach der Summer School der Princeton University aus?

Hagen: Wir hatten nach der Summer School die Möglichkeit die leistungsfähigen Messeinrichtungen in Princeton zu nutzen. Die Zusammenarbeit wurde nach der School daher durch den Austausch von additiv gefertigten Proben aus Erlangen und Messergebnissen aus Princeton intensiviert.

Zhang: Letztes Jahr boten mir die Workshops eine gute Möglichkeit, um die Forschungen an der FAU besser kennenzulernen. Danach arbeitete ich gemeinsam mit einem Wissenschaftler des Lehrstuhls für Photonische Technologien, Christian Scheitler, an einem Projekt. Zu diesem werden wir auch einen Artikel veröffentlichen. Und das ist lediglich ein Beispiel wie gut die Zusammenarbeit zwischen der FAU und der Princeton University verläuft. Die FAU hat die nötige Ausstattung, Bauteile der Additiven Fertigung herzustellen, Princeton hat die notwendigen Messinstrumente, die wertvolle Einsichten in die Mikrostruktur der Materialien erlauben.

Herr Hagen, bei Ihrem Besuch an der Princeton University sind zwei Kooperationsprojekte entstanden. Schweben Ihnen bereits neue Ideen vor?

Hagen: Im Bereich der Modellierung laserbasierter Prozesse ist noch viel Potential. Bei der Erschließung dieses Potentials können uns sowohl die in Princeton vorhandene Messtechnik, als auch die Expertise auf dem Gebiet der Materialwissenschaften helfen.

 

Weitere Informationen:

Dipl.-Ing. Felix Tenner
Tel.: 09131/85-23236
felix.tenner@lpt.uni-erlangen.de

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