Analyse und Modellierung von Mikro- und Nanostrukturen

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Die Mikrostruktur moderner Werkstoffe bestimmt maßgeblich deren makroskopische Materialeigenschaften. Das Fraunhofer ITWM entwickelt Algorithmen zur Charakterisierung und stochastischen Modellierung solcher Mikrostrukturen anhand dreidimensionaler Bilddaten. Die Produkte dienen dem tieferen Verständnis der räumlichen Geometrie und der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in Werkstoffen und eröffnen so neue Möglichkeiten wie Optimierung von Materialeigenschaften durch virtuelles Materialdesign.

Quantitative geometrische Analyse der Mikro- oder Nanostruktur mit MAVI, Ergebnisse sind z.B.:

• Volumenanteil, Porosität, spezifische Oberfläche oder Konnektivität von Komponenten
• Faserlängendichte, Faserorientierungsverteilung
• Größen- und -formverteilung von Zellen bzw. Partikeln
• lokale Porosität, lokale Strukturdicke

Aufnahme von 3D-Bildern

• Mikrocomputertomographie im Haus, Nanotomografie, Phasenkontrast-CT, CLSM und TEM/FIB mit Partnern)
• Mit Partnern: Phasenkontrast CT, konfokale Laserscanningmikroskopie, Elektronentomografie, FIB-Tomografie

3D-Bildanalyse

• Fasersysteme
• Schwamm
• Beton
• Flechten
• Schnee
• Schaum
• Hybridschaum
• Sinterkupfer
• Granulate
• Biscuits roses
• FIB-REM

Stochastische Geometriemodelle

• Schäume
• Fasern
• Vlies

Geometrische Modellierung von Mikro- und Nanostrukturen

• Anpassung stochastischer Geometriemodelle
• Rekonstruktion von Materialien
• Virtuelles Materialdesign, Materialsimulation

Zusätzlich bietet das Fraunhofer ITWM:

• Probenpräparation (mit Partnern)
• Erläuterung der Analyseergebnisse vor Ort
• STL-Datensatz als Input für Ihre FEM-Simulation
• Hochwertige Visualisierung, Film
• 3D-Druck Ihrer Struktur
• Modellierung der Struktur
• Simulation von Materialeigenschaften im Modell
• Optimierung der Struktur