Das Fach­ge­biet Werkstoffprüftechnik (WPT) in der Fa­kul­tät Ma­schi­nen­bau der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund wird seit seiner Grün­dung im De­zem­ber 2010 von Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Walther geleitet.

Die Werkstoffprüftechnik liefert die Datenbasis und Entscheidungsgrundlage für die Ent­wick­lung, Konstruktion und Fertigung betriebssicherer Hochleistungsprodukte für alle Wirtschaftsbranchen. Die erfolgreiche Werkstoffauswahl, Qualitätskontrolle, Bauteilüberwachung und Schadensanalyse basiert auf der präzisen Ermittlung der chemischen Zusammensetzung, der Gefüge- und Defektstruktur, der Werkstoffkennwerte und Schädigungsevolution, ergänzt um leis­tungs­star­ke Methoden der Modellierung und Simulation. Neben der Werkstoffqualifi­zierung und Fertigungsoptimierung ist die Identifikation und Separation grundlegender Verformungs- und Schädigungsmechanismen, die Strukturintegrität und die Lebensdauerprognose von großer Be­deu­tung.

In For­schung und Lehre wer­den grundlagen- und applikationsorientierte The­men der zerstörenden und zerstörungsfreien, mikroskopischen und mechanischen Werkstoff- und Bauteilprüfung behandelt. In­no­va­tive Mess- und Prüfverfahren, deren gekoppelte An­wen­dung und anforderungskonforme Wei­ter­ent­wick­lung, schaffen die Basis für die ex­peri­men­telle Bestimmung des Verformungsverhaltens und der Schädigungsinitiierung bzw. -evolution. In-situ Analysetechniken und di­gi­ta­le Auswerteroutinen gewährleisten, Mikrostruktur- und Defektmerkmale mit lokaler Leis­tungs­fähig­keit korrelieren und in die Modellierung implementieren zu kön­nen. Die Komplexität der An­for­der­ungen steigt aufgrund der Wei­ter­ent­wick­lung der Werkstoffsysteme und Prozesstechniken hinsichtlich maßgeschneiderter Struk­tur- und Leistungsgradienten.

Die mikrostruktur- und mechanismenbasierte Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens etablierter und neuentwickelter Werkstoffe und Bauteile vom niederzyklischen LCF- bis hochzyklischen VHCF-Bereich, auch unter Hochtemperatur- und Korrosionsumgebung, stellt eine Schlüsselqualifikation dar (Abb. 1).

Die Bewertung von Prozess-Struk­tur-Eigenschaft-Wechsel­wir­kungen auf un­ter­schied­lichen Skalen für Stähle, Leichtmetalle, Verbundwerkstoffe und additiv gefertigte Werkstoffe bei mechanisch-thermisch-medialer Beanspruchung ist für die wis­sen­schaft­liche Grundlagenforschung und die anwendungsbezogene Ent­wick­lung von großer Relevanz (Abb. 2).

In gruppenübergreifenden Arbeitskreisen der Strukturanalytik, der Mess- und Prüftechnik, der Biomaterialien sowie der Modellierung und Simulation wer­den The­men geclustert, hinsichtlich Transfer evaluiert und Lö­sungs­konzepte für in­ter­dis­zi­pli­nä­re For­schungs­schwer­punkte ent­wickelt und validiert (Abb. 3).