TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - Plattform MaterialDigital (PMD): Konsortium, Zielsetzung, Core Ontology N2 - Die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (MSE) durchläuft derzeit eine digitale Transformation, die ein strukturiertes und interoperables Datenmanagement erfordert. Die Plattform MaterialDigital (PMD) adressiert diese Herausforderungen mit der PMD Core Ontology (PMDco), die inzwischen in Version 3.0 vorliegt. Diese mittlere Ontologieebene schafft eine Brücke zwischen abstrakten Top-Level-Ontologien wie der ISO/IEC 21838-2 standardisierten Basic Formal Ontology (BFO) und spezifischen domänenspezifischen Vokabularen. Ziel ist die Förderung semantischer Interoperabilität sowie die Nachvollziehbarkeit und Wiederverwendbarkeit von Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette in der MSE. Die Präsentation gibt einen Überblick über die Zielsetzung des PMD-Konsortiums, die Community-getriebene Entwicklung der PMDco sowie ihre Rolle in digitalen Workflows und Demonstratoren. Praxisbeispiele beinhalten die semantische Modellierung von Zugversuchen gemäß ISO 6892-1:2019-11 mithilfe der darauf aufbauenden Zugversuch-Ontologie (TTO) sowie die Umwandlung experimenteller Daten von Studierenden in maschinenlesbare Wissensgraphen über eine elektronische Laborbuch-Pipeline. Zudem wird die Ontologieentwicklung durch NLP-gestützte Ansätze (z. B. für Mikroskopie) sowie die Harmonisierung heterogener Datenquellen (z. B. im Orowan-Demonstrator) vorgestellt. Damit leistet PMDco einen entscheidenden Beitrag zur digitalen Zukunft der Materialforschung. T2 - Abschlusskolloquium LeBeDigital CY - Berlin, Germany DA - 04.06.2025 KW - Semantic Data KW - Data Integration KW - Digitalisierung KW - Digitale Transformation KW - Plattform MaterialDigital PY - 2025 AN - OPUS4-63295 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk T1 - Fraktographie mit Hilfe von klassischen Methoden und Machine Learning – bisherige Erfahrungen und Anwendung auf weitere Fragestellungen N2 - In der Schadensanalyse und bei der Bewertung von mechanischen Experimenten liefert die Fraktographie Informationen über die vorliegenden Bruchmerkmale und den Bruchmechanismus eines Bauteils oder einer Probe. Im Rahmen des DGM AK Fraktographie werden an metallischen Werkstoffen Vergleichsexperimente durchgeführt und die Ergebnisse in einer Datenbank zur Verfügung gestellt. In einem Vorhaben wurde die Analyse von Bruchmerkmalen mittels Topographie-Daten und Machine Learning erprobt. Die gewonnenen Erfahrungen könnten auf weitere Anwendungsfälle wie z.B. Schweißverbindungen angewendet werden. T2 - Erfahrungsaustausch Werkstoff- und Bauteilprüfung CY - Halle, Germany DA - 04.09.2025 KW - Fraktographie KW - Machine Learning KW - Schadensanalyse KW - Schweißverbindungen PY - 2025 AN - OPUS4-64032 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk T1 - Ergebnisse eines Ringversuchs zur quantitativen Analyse von Schwingstreifen auf Bruchflächen metallischer Werkstoffe N2 - Die Frage nach der Anzahl der Lastspiele bis zum Bruch eines Bauteils wird in der Schadensanalyse oft gestellt – und kann meistens gar nicht oder nicht mit befriedigender Sicherheit beantwortet werden. Selbst wenn ein duktiler Werkstoff vorliegt, der unter schwingender Beanspruchung prinzipiell Schwingstreifen ausbilden kann, ist nicht sicher, ob diese vollzählig erkannt werden können und ob jeder Schwingstreifen auf einem Lastspiel beruht. Im Arbeitskreis Fraktographie wurde ein Ringversuch durchgeführt, bei dem an Bruchflächen und an Bildern dieser Bruchflächen Schwingstreifenabstände bestimmt werden sollten. Insgesamt 70 Teilnehmer/innen aus Industrie und Forschung haben daran teilgenommen. Die aufgebrachten Lastspielzahlen und Rissfortschritte lagen vor, waren den Teilnehmern aber nicht bekannt. Obwohl diese überwiegend erfahrene Fachkräfte sind, waren die Streuungen der Ergebnisse unerwartet groß. Es wird diskutiert, woran das liegt und wie die Situation verbessert werden kann. T2 - DGM Metallographietagung 2025 CY - Bochum, Germany DA - 08.10.2025 KW - Fraktographie PY - 2025 AN - OPUS4-64344 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - Vom Experiment zur semantischen Wissensrepräsentation: Datenstandards und Interoperabilität in der Materialcharakterisierung N2 - Im Zeitalter der digitalen Transformation rückt die strukturierte Erfassung und semantische Verknüpfung von Materialcharakterisierungsdaten immer stärker in den Fokus, um eine effiziente Nutzung über Disziplin- und Projektgrenzen hinweg zu gewährleisten. Dabei bilden etablierte Datenstandards und semantische Technologien sowie Ontologien die Grundlage für eine nach FAIR-Kriterien aufgebaute Dateninfrastruktur, die sowohl maschinenlesbare als auch nachvollziehbare Wissensrepräsentationen ermöglicht. In dieser Präsentation sollen Prinzipien interoperabler Datenarchitekturen erläutert werden, wobei auf die Bedeutung normkonformer Modelle und semantischer Konzeptualisierungen eingegangen wird. Dabei wird der steigende Bedarf an verlässlichen, reproduzierbaren und wiederverwendbaren Daten im Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik adressiert, der insbesondere die Materialcharakterisierung und Werkstoffprüfung vor neue Herausforderungen stellt. Hinsichtlich der angestrebten Möglichkeiten zum erleichterten Datenaustausch kommen einheitlichen Datenformaten und -beschreibungen eine besondere Bedeutung zu. Anhand ausgewählter Publikationen und Demonstratoren wird aufgezeigt, wie Ontologien als verbindende Zwischenschicht unterschiedliche Material- und Verfahrensdomänen konsistent abbilden und zusammenführen können. Ein praktischer Anwendungsfall verdeutlicht die RDF-basierte Repräsentation von Zugversuchsdaten und deren Einbettung in ein Triple-Store-Datenbank-Umfeld. Hierbei fließen Erfahrungen aus der Entwicklung und Anwendung der PMD Core Ontology (PMDco) sowie normenkonformer Ontologien (z.B. Tensile Test Ontology, TTO) ein, welche im Rahmen des Projektes Plattform MaterialDigital (PMD, materialdigital.de) erstellt und betrachtet wurden. Darüber hinaus werden weitere methodische Ansätze und Entwicklungen aus diesem Projekt illustriert. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2025 CY - Dresden, Germany DA - 27.11.2025 KW - Wissensrepräsentation KW - Ontologie KW - Werkstoffprüfung KW - Digitale Transformation KW - Interoperabilität PY - 2025 AN - OPUS4-64944 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Günster, Jens T1 - Pulverbasierte additive Fertigung unter reduzierten Schwerkraftbedingungen N2 - 2014 wurden die ersten additiv gefertigten Bauteile in der Internationalen Raumstation (ISS) hergestellt. Die Ära des 3D Drucks im Weltraum startete bereits 2010 mit einem NASA Projekt. Made in Space Inc. entwickelte im Auftrag der NASA einen 3D Drucker auf Basis der Fused Deposition Modeling (FDM) Technologie. Seit 2016 gibt es in der ISS eine Additive Manufacturing Facility und seitdem wurden mittels FDM mehr als hundert Teile aus Kunststoff 3D gedruckt. Die ESA arbeitet gleichfalls an der Entwicklung eines FDM-3D Druckers für die Schwerelosigkeit, z.B. im ESA Projekt „IMPERIAL“, „MELT 3D printer“. Metallische Bauteile mit guten mechanischen Eigenschaften und guter Genauigkeit können kommerziell mittels des Laserstrahlschmelzens (Laser Powder Bed Fusion LPBF) dargestellt werden. Diese Technologie kann allerdings im Weltraum nur unter der Voraussetzung angewendet werden, dass das Pulvermaterial in der Schwerelosigkeit manipuliert und in Form einer dünnen Schicht stabilisiert werden kann. Standard LBM-Anlagen sind deshalb für einen Betrieb in Schwerelosigkeit nicht geeignet, was z.B. auch von Made in Space Inc. in der Vergangenheit beleuchtet wurde. Die pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit erfordert die Entwicklung völlig neuartiger Technologien zum Schichtauftrag. Methoden: Mit Hilfe der „Gasflussunterstützten Pulverdeposition“ wurden im Rahmen des Projekts unter reduzierter Schwerkraft systematische Parameterstudien zum LPBF-Prozess durchgeführt. Das Projekt knüpfte an erfolgreiche Vorarbeiten zur Gasflussunterstützten Pulverdeposition unter µg Bedingungen aus vier DLR Parabelflugkampagnen (30., 31., 33. und 34.) an. Ergebnisse: In den Parabelflugkampagnen 76 der ESA und 38 des DLR wurde eine neue Einheit in Wabenform für den Schichtauftrag von Pulver getestet. Es konnte gezeigt werden, dass diese Einheit, die auch als Pulverreservoir funktionierte und mittels eines Aktuators in Schwingungen versetzt wurde, einen reproduzierbaren Schichtauftrag mit geringem Pulververlust unter Schwerelosigkeit ermöglicht. Um die Qualität der aufgetragenen Schicht überwachen zu können, wurde ein Linienscanner beschafft und in die Anlage integriert. Mit diesem kann ein 3D Profil der Schichten im laufenden Prozess erstellt werden, was eine Qualitätskontrolle jeder einzelnen Schicht im Prozess erlaubt. Neben Edelstahl (316L) wurde das Schmelzverhalten von Regolith direkt im Pulverbett unter Bedingungen reduzierter Schwerkraft ebenfalls untersucht. Ein Modell zum Verständnis der Einflussgrößen Gravitation, Schmelzbadgröße, Partikelgröße und Zusammensetzung des Regolith wurde entwickelt. Schlussfolgerungen: Die Entwicklung einer leistungsfähigen Rakeleinheit für den Schichtauftrag unter Schwerelosigkeit ist Voraussetzung für die Generierung defektfreier Bauteile in der pulverbasierten additiven Fertigung in Schwerelosigkeit. Der Übergang zum Werkstoff Regolith hat die Thematik der Verwendung von lokalen Rohstoffen (ISRU), z.B. Mondstaub auf dem Mond, in Kombination mit dem Ziel einer hohen Produktivität beim Aufbau großer Strukturen hervorgebracht. Hierbei ist das Thema einer handhabbaren Schmelzpoolgröße im Laserschmelzprozess unter variierender Schwerkraft in den Fokus gerückt und wird derzeit noch beforscht. T2 - DLR Statussymposium CY - Bonn, Germany DA - 12.03.2025 KW - Regolith KW - Mond KW - ISRU KW - micro-g PY - 2025 AN - OPUS4-63964 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fotheringham, U. T1 - Digitalization of Glass Development N2 - Im Vortrag werden erste Ergebnisse aus dem vom BMFTR im Rahmen der MaterialDigital Initiative geförderten Projekt „GlasAgent“ vorgestellt, welches die Glasentwicklung mittels KI vorantreiben soll. In diesem Projekt werden mehrere Entwicklungszyklen inklusive des Recyclingprozesses durchlaufen und die Ergebnisse genutzt, um Datenbanken und Modelle zu verbessern. Mit diesen verknüpft und basierend auf der semantischen GlasDigital-Ontologie soll zukünftig ein Chatbot die Glasentwicklung schneller, präziser und nachhaltiger gestalten. T2 - PMD Vollversammlung CY - Berlin, Germany DA - 26.11.2025 KW - Glass KW - Workflow KW - Automation KW - MAP KW - Ontology KW - Simulation KW - Database PY - 2025 AN - OPUS4-65039 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Ermüdungsrisswachstum von warmfestem austenitischem Gusseisen unter isothermen und anisothermen Belastungen N2 - Das Ermüdungsrisswachstumsverhalten des warmfesten Gusseisens EN-GJSA-XNiSiCr35-5-2 (auch unter der Bezeichnung Ni-Resist D-5S bekannt) wurde bei Raum- und hoher Temperatur untersucht. Es wurden kraftgeregelte Versuche bei konstanten Temperaturen (20 °C, 500 °C, 700 °C) ohne und mit Haltezeit und unterschiedlichen Lastverhältnissen durchgeführt. Zusätzlich wurde das Risswachstumsverhalten auch unter TMF-Belastung (Tmin = 400 °C, Tmax = 700 °C) unter IP- und OP-Bedingungen charakterisiert. Die Überwachung des Rissfortschritts erfolgte durch die Kombination von drei verschiedenen Techniken: Potenzialabfall, Thermografie und Compliance-Methode. Die Auswirkungen der verschiedenen Belastungsbedingungen auf das Ermüdungsrisswachstum werden vorgestellt und diskutiert. T2 - Bauteilverhalten bei thermomechanischer Ermüdung CY - Berlin, Germany DA - 25.03.2025 KW - Gusseisen KW - Thermomechanische Ermüdung KW - Rissfortschritt KW - Risswachstum KW - Ermüdungsriss KW - Thermographie PY - 2025 AN - OPUS4-63185 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sahr, Rabea T1 - Experimentelle, Analytisch-Numerische Untersuchung des Thermischen Ausdehnungsverhaltens von Faser-Kunststoff-Verbunden N2 - Im Rahmen des Forschungsvorhabens PROVING wurde eine Methode zur rechnerischen Bestimmung thermomechanischer Eigenspannungen in CFK entwickelt. Ziel ist die Berücksichtigung des thermischen Ausdehnungsverhaltens bei der Bestimmung des dreidimensionalen in-situ-Spannungszustands der Matrix für den strukturellen Nachweis. Die Eigenspannungen werden über mikromechanische Modellierung und FEM berechnet; die zugrunde liegenden Ausdehnungsfunktionen wurden experimentell validiert. T2 - 43. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2025 CY - Dresden, Germany DA - 27.11.2025 KW - Thermische Eigenspannungen KW - Mikromechanik KW - Faser-Kunststoff-Verbunde KW - FEM PY - 2025 AN - OPUS4-65118 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - Interoperabilität und Wiederverwendung von Materialdaten: Der Weg zu Daten- und Wissensrepräsentationen in der PMD N2 - Die Integration und Wiederverwendung von Wissen und Daten aus der Herstellung, Bearbeitung und Charakterisierung von Materialien wird im Zuge der digitalen Transformation in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie in verschiedenen Projekten behandelt. Dabei liegt der Fokus auf der Interoperabilität von Daten und Anwendungen, die nach den FAIR-Prinzipien erstellt und veröffentlicht werden. Zur Umsetzung eines komplexen Datenmanagements und der Digitalisierung im Bereich der Materialwissenschaften gewinnen Ontologien zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglichen sowohl menschenlesbare als auch maschinenverständliche und -interpretierbare Wissensrepräsentationen durch semantische Konzeptualisierungen. Im Rahmen des Projektes Plattform MaterialDigital (PMD, materialdigital.de), welches in dieser Präsentation vorgestellt wird, werden Ontologien verschiedener Ebenen entwickelt (verbindende mid-level sowie Domänen-Ontologien). Die PMD-Kernontologie (PMD Core Ontology - PMDco) ist eine Ontologie der mittleren Ebene, die Verbindungen zwischen spezifischeren MSE-Anwendungsontologien und domänenneutralen Konzepten herstellt, die in bereits etablierten Ontologien höherer Ebenen (top-level Ontology) verwendet werden. Sie stellt somit einen umfassenden Satz von durch Konsensbildung in der Gemeinschaft (geteiltes Vokabular) entstanden Bausteinen grundlegender Konzepte aus der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (MSE) dar. In dieser Präsentation wird die PMDco adressiert. Weiterhin wird eine auf die PMDco bezogene normenkonforme ontologische Repräsentation zur Speicherung und Weiterverarbeitung von Zugversuchsdaten – die Tensile Test Ontology (TTO) – präsentiert, die in enger Zusammenarbeit mit dem zugehörigen DIN-Standardisierungsgremium NA 062-01-42 AA erstellt wurde. Dies umfasst den Weg von der Entwicklung einer Ontologie nach Norm, der Konvertierung von Daten aus Standardtests in das interoperable RDF-Format bis hin zur Verbindung von Ontologie und Daten. Auf Grundlage der dabei entwickelten Struktur und Vorgehensweise können weitere Materialcharakterisierungsmethoden semantisch beschrieben werden, woraus sich in diesem Zusammenhang Kooperationsmöglichkeiten ergeben. T2 - 20. Sitzung des NA 062-01-43 AA CY - Online meeting DA - 28.05.2024 KW - Semantische Daten KW - Plattform Material Digital KW - Ontologie KW - Normung KW - Wissensrepräsentation PY - 2024 AN - OPUS4-60178 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Glasfaser-Halbzeuge im Anwendungsbereich der CS 22 - Drapieren, Altern, Schwingfestigkeit N2 - Glasfaserkunststoff – GFK – wurde im Segelflugzeugbau mit der FS 24 „Phönix“ seit 1957 in tragenden Strukturen verbaut. Auch wenn in moderneren Luftfahrzeugen Carbon-Faser-Kunststoff – CFK – das GFK in weiten Teilen der Flugzeugstruktur zur Gewichtseinsparung und wegen der höheren Steifigkeit verdrängt hat, so findet sich GFK heute noch im Holm-Steg und anderen hoch belasteten Strukturbauteilen. Nach dem Motto „höher, schneller, weiter“, wurden die Glasfaser-Textilien mit Haftvermittlern (Schlichte / Finish) versehen, um eine gute Anbindung zwischen der Glasfaser und der Epoxid-Harz-Matrix zu bekommen. Hierzu wurden zunächst Chrom-Verbindungen eingesetzt, die seit der Einführung der REACH-Verordnung 2007 bezüglich der Umweltbelastung problematisch sind. Infolgedessen haben die Hersteller der Glasfaser-Textilien alternative Schlichte- / Finish- Systeme entwickelt, die den „Alten“ in den Gebrauchseigenschaften vergleichbar sein sollten. Hinsichtlich der nach RHV geforderten Schwingfestigkeit war es 2004 erforderlich, den Vorgabewert von 1985 moderat abzusenken, damit die neuen Halbzeuge für den Einsatz im Segelflugzeugbau zugelassen werden konnten. Zudem verschlechterte sich teilweise die Drapier-Fähigkeit der neuen Glasfasergewebe, auch wenn die Schwingfestigkeit ausreichend gut war. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde Anfang 2024 an der BAM im Fachbereich 5.3 – Polymere Verbundwerkstoffe – vergleichend fünf im Markt verwendete Glasfaser-Textilien hinsichtlich der Drapier-Fähigkeit untersucht. Zudem wurden die Halbzeuge bei einer erhöhten Luftfeuchtigkeit und Temperatur ausgelagert und dann zu GFK-Proben verarbeitet. Schließlich wurden „as received“ Proben und gealterte +/-45°-Proben nach RHV schwingend beansprucht. Im Rahmen dieses Vortrags wurde das Projekt sowie die Ergebnisse erstmal der Leichtflugzeugindustrie vorgestellt. T2 - 48. Symposium für Flugzeugentwicklung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 14.11.2024 KW - Faserkunststoffverbunde KW - Flugzeugbau KW - Alterung PY - 2024 AN - OPUS4-62182 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -