FOSTA-Newsletter

FOSTA-Newsletter Ausgabe Nr. 2 in 2026

Sehr geehrte Damen und Herren,

Forschung braucht verlässliche Rahmenbedingungen. Gemeinsam mit der DVS Forschung appelliert die FOSTA deshalb an die Bundesregierung und die Haushaltspolitiker im Deutschen Bundestag, die geplante Kürzung der Industriellen Gemeinschaftsforschung im Bundeshaushalt 2027 zurückzunehmen. Für den industriellen Mittelstand ist der Zugang zu praxisnaher, vorwettbewerblicher Forschung entscheidend, um Innovationen umzusetzen und seine Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Unseren Appell lesen Sie auf der FOSTA-Homepage.

Zum fachlichen Austausch laden wir Sie am 25. und 26. November 2026 zum 16. Fügetechnischen Gemeinschaftskolloquium am Fraunhofer IWU in Chemnitz ein. Gemeinsam mit der Europäischen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e. V. (EFB) bringen wir Fachleute aus Industrie und Forschung zusammen. Im Mittelpunkt stehen aktuelle Entwicklungen und industrielle Anwendungen der mechanischen Fügetechnik. Weitere Informationen und Anmeldung finden Sie hier.

Darüber hinaus stellen wir Ihnen in dieser Ausgabe neu erschienene FOSTA-Abschlussberichte aus den Bereichen Mobilität, Bauwesen sowie Anlagen- und Maschinenbau vor. Diese und weitere Berichte finden Sie im Matplus Shop.

Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre und freuen uns auf den Austausch mit Ihnen in Chemnitz.

Ihr Team der FOSTA

P 1551 - Entwicklung eines gewichts-optimierten Strukturkonzepts für ein Stahlbatteriegehäuse unter Anwendung funktionaler Integration und struktureller Optimierungsmethoden (IGF-Nr. 40 LN)

Das Forschungsprojekt entwickelte ein gewichtsoptimiertes Stahlbatteriegehäuse für batterieelektrische Fahrzeuge, das hohe Anforderungen an Crashsicherheit, Korrosionsschutz, Dichtigkeit und Fügetechnik erfüllt. Ziel war es, den Zielkonflikt zwischen maximaler Sicherheit und minimalem Gewicht durch eine systemorientierte Entwicklung zu lösen. Das Batteriegehäuse wurde auf System- und Gesamtfahrzeugebene ausgelegt, um eine hohe Funktionsintegration zu erreichen. Mithilfe virtueller Optimierungsmethoden konnte das Leichtbaupotenzial gezielt ausgeschöpft werden. Ergänzend wurde eine Carbon-Footprint-Analyse durchgeführt, um die ökologische Nachhaltigkeit des entwickelten Konzepts im Vergleich zu einer Referenzlösung zu bewerten. Abschließend wurde ein Demonstrator gefertigt, an dem die grundsätzliche Herstellbarkeit sowie die Dichtheit des Stahlbatteriegehäuses erfolgreich nachgewiesen wurden. weiterlesen

P 1550 - Verschleißschutz von Stahlbauteilen durch intermetallische nickelbasierte Hartphasenauftragschweißungen mit definierten spanend bearbeiteten Oberflächen (IGF-Nr. 01IF21959N)

Das Forschungsprojekt entwickelte wirtschaftlich bearbeitbare verschleißfeste Auftragsschweißschichten für hoch beanspruchte Stahlbauteile. Ziel war es, kobaltbasierte Legierungen durch nickelbasierte Alternativen zu ersetzen, ohne Einbußen bei der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Hierzu wurden Schweißzusätze durch Legierungselemente wie Nb, Hf, Al, Mo und Ti modifiziert und auf hochwarmfesten sowie nitrierfähigen Stählen untersucht. Analysiert wurden Gefüge, Werkstoffanbindung, Zerspanbarkeit und Verschleißverhalten. Die modifizierten Legierungen zeigten feinere Hartphasen, geringere Zerspankräfte, reduzierten Werkzeugverschleiß und eine höhere Oberflächengüte. Durch ultraschallunterstütztes Fräsen konnten die Bearbeitungskräfte weiter gesenkt werden, während die hohe Verschleißbeständigkeit erhalten blieb. Die Ergebnisse ermöglichen eine wirtschaftlichere Fertigung und Reparatur hochwertiger Komponenten und liefern Handlungsempfehlungen für industrielle Anwendungen und die Normung. weiterlesen

P 1547 - Rissinitiierungs- und -ausbreitungs-eigenschaften in Pipelinestählen für den Transport wasserstoffhaltiger Gemische (IGF-Nr. 01IF22178N)

Im Forschungsprojekt wurde der Einfluss von Wasserstoff auf die mechanischen Eigenschaften des Pipelinestahls X70 experimentell und numerisch untersucht. Die Wasserstoffbeladung erfolgte elektrochemisch und wurde mittels Thermodesorptionsspektroskopie quantifiziert. Zugversuche zeigten, dass Wasserstoff die Festigkeit und Duktilität beeinflusst, wobei insbesondere bei in-situ-Beladung eine deutliche Versprödung und verringerte Bruchdehnung auftraten. Die Ergebnisse dienten zur Kalibrierung eines Materialmodells, das den Einfluss von Wasserstoff auf plastisches Verformungs- und Versagensverhalten beschreibt. Ergänzend wurden Einflüsse von Umformprozessen, Bodeninteraktion und Erdgas-Wasserstoffgemischen auf Rissausbreitung und Rissarrest analysiert. Ein optimiertes FSI-Modell bildete die Grundlage für ein KI-basiertes Surrogatmodell, das mithilfe künstlicher neuronaler Netze das Rissausbreitungs- und Rissarrestverhalten von Pipelines unter verschiedenen Betriebsbedingungen zuverlässig vorhersagen kann. weiterlesen

P 1525 - Vermeidung von Kaltrissen in UP-Dickblechschweißungen aus hochfesten Stählen (IGF-Nr. 01IF21714N)

Das Forschungsprojekt untersuchte die Kaltrisssicherheit hochfester S690-Dickbleche beim Mehrdraht-Unterpulverschweißen. Ziel war es, den Einfluss von Wasserstoffdiffusion, Mikrostruktur und Eigenspannungen auf die Entstehung wasserstoffunterstützter Kaltrisse zu bewerten und eine sichere Schweißverarbeitung zu ermöglichen. Hierzu wurden die Werkstoffvarianten S690 TM und S690 QL mit mehrlagigen Schweißungen, Gefügeanalysen, mechanischen Prüfungen, Eigenspannungsmessungen sowie Wasserstoff- und Permeationsuntersuchungen systematisch verglichen. Auf Basis der ermittelten Diffusionskoeffizienten wurden numerische Modelle zur Wasserstoffverteilung entwickelt. Entgegen der ursprünglichen Annahme zeigten beide Werkstoffvarianten sowie Schweißgut und Wärmeeinflusszone nur geringe Unterschiede im Diffusionsverhalten, den Eigenspannungen und den mechanischen Eigenschaften. Die Ergebnisse belegen eine hohe Kaltrisssicherheit und sprechen für die Austauschbarkeit von S690 TM und S690 QL in der industriellen Fertigung. weiterlesen

P 1468 - Mechanische Ersatzmodelle für die schnelle Aufbausimulation von DED Großstrukturen (IGF-Nr. 01IF22069N)

Das Forschungsprojekt untersuchte die Anwendung der inhärenten Dehnungsmethode zur Simulation und Kompensation von Verzug beim Directed Energy Deposition (DED). Es konnte gezeigt werden, dass die ursprünglich für Schweißprozesse entwickelte Methode auch für die additive Fertigung geeignet ist. Durch eine inverse Bestimmung der inhärenten Dehnung wurden Ersatzdehnungen ermittelt, mit denen sich der Verzug von mehrlagigen DED-Bauteilen zuverlässig vorhersagen lässt. Da bestehende Ansätze aus der Schweißtechnik für DED nicht geeignet sind, wurde eine neue Methode entwickelt, die auf den maximal auftretenden thermischen Dehnungen basiert und den Wärmehaushalt sowie lagenabhängige Effekte berücksichtigt. Die Methodik wurde erfolgreich auf einfache und komplexe Geometrien übertragen. Abschließend konnte der Verzug eines industriellen Demonstrators zuverlässig berechnet und durch die entwickelte Vereinfachungsmethode wirksam kompensiert werden. weiterlesen

P 1434 - Entwicklung einer werkstoff-, modell- und prozessbasierten Schweißtechnologie zum Verbinden von Stählen mit Aluminiumhohlprofilen mittels einseitiger konduktiver Erwärmung (IGF-Nr. 01IF22613N)

Im Forschungsprojekt StAluPro wurde eine Schweißtechnologie zum Fügen von Stahlblechen mit Aluminiumhohlprofilen mittels einseitig koaxialer, konduktiver Erwärmung entwickelt und bewertet. Ziel war es, den Einfluss von Bauteilverformung, Kontaktbedingungen und Stromverteilung auf die Schweißqualität sowie die Bildung intermetallischer Phasen zu verstehen und anwendungsnahe Prozessrichtlinien abzuleiten. Durch experimentelle Untersuchungen, Simulationen und metallurgische Analysen konnten geeignete Prozessfenster und Qualitätskriterien definiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Elektrodenkraft, Kraftverhältnis und Werkstoffeigenschaften die Schweißlinsenausbildung, Phasenbildung und den Elektrodenverschleiß maßgeblich beeinflussen. Zusätzlich wurden Einflüsse von Blechdicke, Werkstoff, Geometrie und Punktschweißkleben untersucht. Die Erkenntnisse wurden erfolgreich an industrierelevanten Demonstratorbauteilen validiert und bilden eine Grundlage für robuste hybride Stahl-Aluminium-Fügeverfahren. weiterlesen

P 1420 - Entwicklung einer Strategie zur Steuerung der Bauteileigenschaften bei der lichtbogenbasierten additiven Fertigung hochlegierter Stähle durch aktive Gaskühlung (IGF-Nr. 21749 BR)

Das Forschungsprojekt entwickelte eine Strategie zur aktiven Gaskühlung bei der lichtbogenbasierten additiven Fertigung (DED-Arc) von austenitischen und Super-Duplex-Stählen. Ziel war es, die Aufbauzeit zu verkürzen und die Bauteileigenschaften gezielt über angepasste Abkühlgeschwindigkeiten zu steuern. Hierfür wurden verschiedene Kühldüsenkonzepte entwickelt, strömungstechnisch optimiert und hinsichtlich ihrer Eignung für den additiven Fertigungsprozess untersucht. Experimentelle Kalt- und Heißgasversuche analysierten das Zusammenspiel von Kühl- und Schutzgas sowie deren Einfluss auf die Prozessstabilität. Für unterschiedliche Anwendungsfälle konnten geeignete Kühlgasdurchflüsse bestimmt werden, ohne die Schutzgasabdeckung zu beeinträchtigen. Die Ergebnisse wurden an Demonstratorbauteilen validiert. Je nach Prozessparametern und Kühlgaszusammensetzung konnten die Aufbauzeit reduziert und die mechanischen Eigenschaften der additiv gefertigten Bauteile verbessert werden. weiterlesen

P 1373 - Optimierung von Werkzeugwerkstoffen für das Schneiden hochfester Materialien durch kryogene Behandlungen und Beschichtungen (IGF-Nr. 240 EBG)

Das Forschungsprojekt untersuchte die Steigerung der Standzeit von Schneidwerkzeugen für das Scherschneiden hochfester Werkstoffe durch Tieftemperaturbehandlung (DCT), Plasmanitrieren und Beschichtungen. Ziel war es, vorzeitige Schneidkantenausbrüche und Werkzeugbrüche zu reduzieren sowie den Einsatz innovativer Verfahren wie des Hochgeschwindigkeits-Scherschneidens (HSIC) zu ermöglichen. Verschiedene DCT-Prozessrouten wurden hinsichtlich ihrer Wirkung auf Materialeigenschaften und Verschleißverhalten analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass DCT die Standzeit insbesondere bei ermüdungs- und rissbedingten Werkzeugschäden deutlich erhöht. Zusätzlich erwies sich ein werkstoffgerecht abgestimmtes Plasmanitrieren als wirksame Maßnahme zur Verringerung von Schneidkantenausbrüchen. Die entwickelten Behandlungsstrategien wurden in unterschiedlichen industriellen Anwendungen validiert und bilden die Grundlage für wirtschaftlichere und leistungsfähigere Schneidprozesse bei hochfesten Werkstoffen. weiterlesen

P 1358 - Tragfähigkeit geschweißter Platten aus höherfesten Stählen S460 und S690 (IGF-Nr. 01IF22394N)

Das Forschungsprojekt untersuchte das Trag- und Beulverhalten unversteifter und versteifter Stahlplatten aus hochfesten Baustählen S460 und S690, um deren wirtschaftlichen Einsatz im Stahlbau zu verbessern. Hierzu wurden experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt, bei denen reale geometrische Imperfektionen, Materialeigenschaften und schweißbedingte Eigenspannungen berücksichtigt wurden. Validierte Simulationsmodelle ermöglichten die Analyse des Einflusses dieser Faktoren auf das Stabilitätsverhalten verschiedener Beulfeldkonfigurationen. Auf dieser Grundlage wurden Parameterstudien durchgeführt und zuverlässige sowie wirtschaftlich anwendbare Bemessungsvorschläge entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Tragverhalten hochfester Stahlplatten realitätsnah vorhersagen lässt und die entwickelten Bemessungsmodelle eine sichere und effiziente Auslegung ermöglichen. Die Empfehlungen wurden abschließend durch Vergleichsversuche erfolgreich validiert. weiterlesen

Förderhinweis

Die Vorhaben wurden im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.