Spaltzugversuch (Brazilian-Test) zur indirek - ULV Leoben ...

Modifizierung der eutektischen Mg 2 Si-Phase
von AlMgSi-Gusslegierungen
Das Mg 2 Si-Eutektikum ändert seine Gestalt durch die Schmelzebehandlung von
grob lamellar auf fein globular. Durch diese Sphärodisierung der eutektischen
Phase steigt die Duktilität.
Gefügeparameter Formfaktor, Lamellenabstand und Gefügemorphologiefaktor
durch eine quantitative bildanalytische
Auswertung beschrieben. Die Resultate der Zugprüfung
und Schlagbiegeprüfung korrelieren sehr gut mit den
aus der Bildanalyse gewonnenen Erkenntnissen. In ergänzenden
Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop
(REM) und am Transmissionselektronenmikroskop (TEM)
wurden nochmals die Auswirkungen der unterschiedlichen
Schmelzebehandlungsvarianten auf die Morphologie des
Mg 2 Si-Eutektikums analysiert.
Zukünftig wird es also möglich, die im Druckguss bereits
seit längeren erfolgreich eingesetzten duktilen AlMgSi-
Legierungen, auch großflächig beim Sand- und Kokillengießen
zu integrieren und deren Vorteile zu nutzen.
Thomas Pabel
Lehrstuhl für Gießereikunde
an der MUL seit: 2006
thomas.pabel@ogi.at
www.ogi.at
Zur Person:
Studium der Werkstoffwissenschaften
Promotion in Gießereiwesen und postgraduales Metallurgiestudium
seit 2002: wissenschaftlicher Mitarbeiter am Österreichischen
Gießerei-Institut
Gewinner des ACR-Preises 2007
Die Arbeit zeigt einen möglichen Weg auf, das
Eutektikum von AlMgSi-Gusslegierungen in ähnlicher
Weise zu veredeln, wie dies beim eutektischen
Silizium von untereutektischen AlSi-Legierungen
seit vielen Jahren Stand der Technik ist. Es sind
die Auswirkungen von unterschiedlichen Schmelzereinigungsverfahren,
-reinigungsmitteln und des
Zulegierens verschiedener Legierungs- bzw. Mikrolegierungselementen
auf das Mg 2 Si-Eutektikum
von AlMgSi-Legierungen untersucht worden.
Der Effekt der Modifikation des Eutektikums wurde
in erster Linie über die Ermittlung der relevanten
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Legierungsentwicklung, Wärmebehandlung, Warmrisse
und Computertomographie.

Schadensanalytik
Jeder unvorhergesehene Schaden eines Bauteils führt zur Stillstandszeit der
Anlage und zu einem Produktionsausfall, wodurch die vorher durchgeführten
Wirtschaftlichkeitsrechnungen außer Kraft gesetzt werden. Die methodische
Anwendung der Schadensanalytik soll helfen, Schäden so rasch als möglich
aufzuklären und gezielte Abhilfemaßnahmen zu treffen.
Aufgaben und Ziele der Schadensanalyse
Aufklärung
(post mortem)
Normen
Regelwerke
Anamnese
(Beweissicherung)
Verhütung
(ante mortem)
SCHADENSANALYSE
Diagnose
(Ursachenklärung)
Inhalte der Schadensanalyse
Anregung für
Forschungsarbeiten
Gesetze
Rechtsfolge
Therapie
(Empfehlungen)
Die Vorgangsweise ist vergleichbar mit der Klärung
eines Verbrechens, wo Kommissar und Pathologe in
vielen Fällen die Hauptrolle spielen. Im Bereich der
Technik sind es technische Sachverständige sowie
fraktographische und analytische Untersuchungsmethoden.
„Dem Einen sein Mordopfer, dem Anderen sein Bruch.“
Im Vordergrund steht dabei immer die rasche Klärung
der Versagensursache (des Verbrechens). Jedoch
erfordert dies in der Realität mehr als nur 45 Minuten,
die vielen „TV-Kommissaren“ heute zur Verfügung stehen.
Michael Panzenböck
Lehrstuhl für Metallkunde und Metallische
Werkstoffe
an der MUL seit: 1995
pan@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/metallkunde
Zur Person:
1982-1988: Studium Werkstoffwissenschaften
1995: Promotion zum Dr. mont.
seit 2003: Leitung des Arbeitsbereiches Werkstoffprüfung,
Schadensanalytik und Strahlenschutz
Neben Produktionsausfällen, Stillstands- und
Abschreibungskosten fügen sich Schadenersatzleistungen,
Gerichtskosten, Regressansprüche,
Invaliditätskosten und vieles mehr hinzu. So kann
das Versagen einer Schraube zu fatalen Schäden
führen. Oftmals bewahrheitet sich das Sprichwort:
„Kleine Ursache, große Wirkung“
Nach aufgetretenen Schäden wird sehr oft der Ruf
nach einem „Schuldigen“ laut, der rasch gefunden
ist. Damit solch einer Vorgangsweise entgegengewirkt
werden kann, ist die systematische Schadensanalyse
von außerordentlicher Bedeutung.
Lokalkorrosion in Kupfer, Querschliff
Befestigungsschrauben für Gehäuse
Forschungspartner:
Kupritkristalle in der Lochfraßstelle
Versagen durch H-Versprödung
Forschungsschwerpunkte:
Methodenentwicklung im Bereich der Werkstoffprüfung
Korrosionsermüdung, Schweißtechnik, Schadensanalytik

Aufarbeitung von Reststoffen aus der
Sekundäraluminiumindustrie
Entwicklung von geeigneten Recyclingverfahren zur Aufarbeitung von Salzschlacke,
Krätze, Krätzestaub und Krätzerückstand.
Rückgewinnung vom Wertmetall und der Salze wesentlich,
sondern auch der durch Minimierung des Deponievolumens
erzielbare Nachhaltigkeitsaspekt.
Teilweise ist die Aufbereitung und Wiedergewinnung von
Aluminium bzw. der Salze aus den Rückständen in Österreich
möglich. Die Verarbeitung von Salzschlacke erfolgt
allerdings aufgrund gesetzlicher Rahmenbedingungen
sowie der nicht vorhandenen Anlagen im Ausland z. B. in
Deutschland. Die Deponierung aller bei der Herstellung
von Sekundäraluminium anfallenden Reststoffe ist mit
Problemen verbunden (auswaschbare Substanzen, Schwermetalle,
PCDD etc.). Zur Aufarbeitung dieser Reststoffe ist
eine umfangreichende Charakterisierung, beispielsweise
mit dem Rasterelektronenmikroskop und der Mikrosonde,
erforderlich. Basierend auf pyro- und hydrometallurgischen
Versuchen sollen Verfahren entwickelt werden, mit welchen
es einerseits möglich ist gewinnbringende Wertsubstanzen
zurückzugewinnen und andererseits die anfallenden Rückstände
zu verwerten bzw. deponieren.
Helmut Paulitsch
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
an der MUL seit: 2009
helmut.paulitsch@unileoben.ac.at
www.nichteisenmetallurgie.at
Zur Person:
2004-2009: Bakkalaureatsstudium der Metallurgie
2009: Masterstudium der Metallurgie (Auszeichnung)
derzeit: wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für
Nichteisenmetallurgie
Bei der Herstellung von Sekundäraluminium mit
und ohne Salz fallen unterschiedliche Reststoffarten
(Krätze, Staub, Salzschlacke etc.) an. Bei allen
Schmelzaggregaten ohne den Einsatz einer Chloridmischung
bildet sich eine Krätze, welche bis zu
80 % metallisches Aluminium enthalten kann. Wird
ein Salz verwendet, dann entsteht je nach Zugabemenge
ein Salzkuchen bzw. eine Salzschlacke.
Bei vielen Schrottvorbehandlungsaggregaten sowie
bei den Schmelzprozessen fallen Stäube an, welche
zurückzugewinnende Wertkomponenten wie Salze
und metallisches Aluminium enthalten. Bei den Aufarbeitungsverfahren
ist nicht nur die Verringerung
von Kosten bzw. eine Gewinnmaximierung durch
Forschungspartner:
Kärntner Maschinenfabriken Egger GmbH
Forschungsschwerpunkte:
Recycling von Reststoffen
Aluminiummetallurgie

Zur Person:
2011: Master thesis ”Conductive Atomic Force Microscopy
Investigations of Organic Thin Films”, MUL
derzeit: PhD student in the group of Prof. C. Teichert
ZnO Varistor Ceramics
Atomic Force Microscopy based Electrical Investigations of ZnO Varistor Ceramics.
The grain boundaries in ZnO varistors
show a non - uniform and asymmetric
barrier behavior.
On the right preliminary results of the
microstructural characterization are presented.
A dependence of the conductivity and
the work function on crystallographic
orientation of the ZnO grains is revealed.
Andreas Pavitschitz
Institut für Physik
an der MUL seit: 2003
andreas.pavitschitz@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/~spmgroup
Varistors are electroceramic components used as over
voltage protection in electronic devices. The standard varistor
material is polycrystalline ZnO which shows highly nonlinear
current-voltage characteristics (Fig. on the left) with
rapidly decreasing resistance above a specific voltage.
This effect is caused by electrostatic barriers at grain boundaries.
Therefore, the macroscopic behavior of varistors
strongly depends on the microstructure of the ceramic material.
Forschungspartner:
Bridge project 824890: ”Zusammenhang zwischen dem
Mikrogefüge und den makroskopischen, elektrischen
Eigenschaften von Zinkoxid-Varistoren”
In cooperation with:
Institute for Structural and Functional ceramics, Group of
Prof. P. Supancic, Leoben und EPCOS OHG Deutschlandsberg
Forschungsschwerpunkte:
ZnO Elektroceramics, Atomic Force Microscopy, Kelvin Probe
Force Microscopy, Conductive Atomic Force Microscopy

Dehnviskositätsmessungen an
Kautschukmischungen
Das Dehnverhalten von Kautschukmischungen während der Verarbeitung kann
mit dem Sentmanat Extensional Rheometer und mit dem Hochdruckkapillarrheometer
charakterisiert werden.
Skizze: Einlaufströmung
eines Hochdruckkapillarrheometers
(HKR
Diskretisierung des Einlaufkegels
(Cogswell 1972)
Die Dehnviskosität von Kautschukmischungen in Bereichen
höherer Dehngeschwindigkeiten kann durch die Auswertung
der Einlaufdruckverluste am Hochdruckkapillarrheometer (HKR)
(Bild oben) abgeschätzt werden. In der Literatur werden die
Methoden nach Cogswell (Polymer Engineering and Science,
1972) und Binding (Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics,
1988) dafür verwendet.
Um die Genauigkeit der Auswertung zu erhöhen, wurde die
Methode nach Cogswell von Obendrauf (Dissertation an der
Montanuniversität Leoben am Institut für Kunststoffverarbeitung,
1996) in zwei grundlegenden Punkten verbessert:
• Variable Dehnviskosität im Einlaufbereich
• Verwendung des Carreauansatzes zur Beschreibung des
Scherverhaltens
Zu diesen Modellen wurde ein vollständiges Auswerteprogramm
entwickelt, das die Ermittlung der Dehnviskosität nach allen
erwähnten Methoden mit Adaptionen speziell für Kautschukmischungen
ermöglicht.
Leonhard Perko
Lehrstuhl für Spritzgießen von Kunststoffen
an der MUL seit: 2009
leonhard.perko@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Zur Person:
2003-2009: Studium Kunststofftechnik
derzeit: Dissertation am Lehrstuhl für Spritzgießen von
Kunststoffen
Die Dehnviskosität von Polymeren ist für Thermoplaste
eine wissenschaftlich gut untersuchte rheologische Größe.
Bei Kautschukmischungen wird die Dehnviskosität in den
wissenschaftlichen Arbeiten zumeist vernachlässigt. Jedoch
können sich unter extremen Bedingungen erhebliche Einflüsse
auf das Verarbeitungsverhalten von Kautschukmischungen
ergeben.
Zur Charakterisierung der uniaxialen Dehnviskosität der
untersuchten Kautschukmischungen wurden zwei unterschiedliche
Rheometer verwendet.
Das Sentmanat Extensional Rheometer (SER) (Bild unten)
ist ein kommerziell erhältliches Tool der Firma Anton Paar.
Mit diesem können Kunststoffschmelzen und Kautschukmischungen
in einem Dehngeschwindigkeitsbereich 0,1-20 s -1
gemessen werden.
Sentmanat Extensional Rheometer (SER) der Firma Anton Paar (A),
Foto: Duretek KV, MUL
Forschungspartner:
Maplan Maschinen u. techn. Anlagen Planungs u.
Fertigungs-GmbH, Semperit techn. Produkte GmbH,
Erwin Mach Gummitechnik
Forschungsschwerpunkte:
Elastomerspritzgießen, Simulation des Spritzgießens vernetzender
Formmassen, Stoffdatenbestimmung an vernetzenden
Formmassen

Spritzgießen reaktiver Formmassen
Experimente, Simulation und Materialdatenmessung für die Verarbeitung von
Elastomeren und Duromeren im Spritzgießprozess.
Gummispritzgießmaschine
MTF750/160 edition (Leihgabe
Maplan)
Gummispritzgießwerkzeug,
Formteil: Handyhalter (Spende
Erwin Mach Gummitechnik)
Aktuelle Forschungsthemen sind
• Entwicklung neuer Methoden zur Heizzeitverkürzung
• Entwicklung eines Spritzgießmaschinenrheometers zur praxisnahen
Bestimmung der Viskosität von Kautschukmischungen
unter Berücksichtigung der Verarbeitungsvorgeschichte
und praxisnaher Prozessbedingungen
• Verbesserte Methoden zur Messung der Dehnviskosität von
Kautschukmischungen
• Robustere Prozessführung durch Optimierung des Prozessfensters
mithilfe von Spritzgießsimulation zufolge faktorieller
Versuchspläne
Geplant:
• Systematische Entwickung für Elastomer- und Duroplast-
Spritzgießsteile
Walter Friesenbichler
Lehrstuhl für Spritzgießen von Kunststoffen
an der MUL seit: 1980
walter.friesenbichler@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Leonhard Perko
Lehrstuhl für Spritzgießen von Kunststoffen
an der MUL seit: 2009
leonhard.perko@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Der Bereich Spritzgießen reaktiver Fommassen am Lehrstuhl
für Spritzgießen von Kunststoffen beschäftigt sich
schwerpunktmäßig mit der Verarbeitung von Elastomeren
und zukünftig auch Duromeren. Die Kernkompetenzen liegen
hierbei in der analytischen wissenschaftlichen Betrachtung
des Spritzgießprozesses, in der Spritzgießsimulation,
Prozessoptimierung sowie in der praxisnahen Messung der
für die Simulation benötigten Materialdaten. Für die Simulation
des Spritzgießprozesses stehen dem Lehrstuhl moderne
Softwaretools wie Cadmould (Simcon, Würselen, D) und
Sigmasoft (Sigma Engineering, Aachen, D) zur Verfügung.
Am Department Kunststofftechnik stehen Geräte für die
Messung folgender rheologischer und thermodynimischer
Materialdaten zur Verfügung: Scherviskosität (abhängig von
Schergeschwindigkeit, Temperatur, Druck), pvT-Diagramm,
spez. Wärmekapazität (abhängig von der Temperatur),
Wärmeleitfähigeit (abhängig von Temperatur und Druck),
Vernetzungscharakteristik (Vulkametrie).
Konzept der Prozessoptimierung mithilfe der Simulation zufolge eines statistischen
Versuchsplanes
Forschungspartner:
Maplan Maschinen u. techn. Anlagen Planungs u. Fertigungs-
GmbH, Semperit techn. Produkte GmbH, Erwin Mach
Gummitechnik, SKF GmbH, Sigma Engeneering GmbH, Simcon
kunststofftechnische Software GmbH, Dr. Gierth Ing.-GmbH
Forschungsschwerpunkte:
Spritzgießcompoundieren, Elastomerspritzgießen, Expansionsspritzgießen,
systematische Bauteilentwicklung, Spritzgießsimulation,
Expansionsspritzgießen, Verschleiß unter
Bedingungen des Spritzgießens, Bestimmung rheologischer und
thermodynamischer Materialdaten unter Prozessbedingungen

Wärmebehandlung einer duktilen
AlMgSi-Legierung
In dieser Arbeit wurde die Warmauslagerung des Wärmebehandlungsprozesses für die Aluminiumgusslegierung
AlMg5Si2Mn und die Auswirkungen der Wärmebehandlung auf das Gefüge und die
Werkstoffeigenschaften bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten untersucht.
Die eutektische Mg 2 Si-Phase des Al-Mg 2 Si Eutektikums ist
im Gegensatz zum Gusszustand durch das Lösungsglühen
deutlich globulitischer ausgebildet. Dadurch konnte trotz
des Härteanstieges ausreichende Duktilität erreicht werden.
Umfangreiche bildanalytische Auswertungen dokumentieren
die Auswirkungen der Wärmebehandlung auf die eutektische
Mg 2 Si-Phase durch Ermittlung des Formfaktors und
des äquivalenten Kreisdurchmessers.
Die beiden Wärmestromkurven der Proben im T4 und T6
Zustand sind zur besseren Veranschaulichung gemeinsam in
Abbildung 2 dargestellt. Durch die Optimierung der Wärmebehandlungsparameter
(Temperatur, Zeit) ist es gelungen
die Zugfestigkeit um 31 %, die Dehngrenze um 104 % und
die Härte um 20 %, gegenüber dem Gusszustand, zu steigern.
Die Duktilität des Gusszustandes konnte weitgehend
im T7-Zustand beibehalten werden.
Tose Petkov
Lehrstuhl für Gießereikunde
an der MUL seit: 2007
tose.petkov@stud.unileoben.ac.at
www.ogi.at
Zur Person:
derzeit: Studium Metallurgie
seit 2008: studentischer Mitarbeiter am Österreichischen
Gießerei-Institut in Leoben
Durch das thermische Analyseverfahren Differential
Scanning Calorimetry (DSC) konnten
zwei Temperaturniveaus für eine erfolgreiche
Warmauslagerung festgelegt und durch praktische
Wärmebehandlungsversuche (T4, T6,
T64, T7) verifiziert werden (Abbildung 1).
Vor dem Warmauslagern erfolgte ein Lösungsglühen
mit anschließendem Abschrecken und
Kaltauslagern. Nach der Warmauslagerung
wurden mittels Härte- und Zugprüfung die
mechanischen Eigenschaften ermittelt. Durch
metallographische Untersuchungen wurden die
Gefügeänderungen in Folge der Wärmebehandlung
überprüft, dokumentiert und bewertet.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Aluminiumlegierungen

CFD in der Thermoprozesstechnik
Modellierung und Simulation von Verbrennungsprozessen.
Um die Aussagekraft beziehungsweise die Richtigkeit dieser
Modelle und der von Ihnen verwendeten Reaktionsmechanismen
zu evaluieren, müssen diese anhand vorhandener
Literatur und/oder Benchmarks evaluiert werden. Ziel der
Forschung ist es, aussagesicher Verbrennungsmodelle zu
entwickeln, mit deren Hilfe bestehende Feuerungsanlagen
optimiert und Neuanlagen konzeptioniert werden.
Zur Beschreibung des Abbrands fester Brennstoffe werden
unter anderem heterogene Gas- Feststoffreaktionen in
einem Zweiphasenmodell benötigt. Mit solch einem Ansatz
lässt sich auch die Selbsterwärmung von Schüttungen
berechnen. Mit dieser Beschreibung wird in Zusammenarbeit
mit dem Arbeitsbereich „Anlagensicherheit“ des Lehrstuhls
das Selbsterwärmungsverhalten von Schüttgütern
modelliert.
Claudia Pfeiler
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: 1997
claudia.pfeiler@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Christoph Johannes Spijker
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: 2004
christoph.spijker@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Der Schwerpunkt der Forschung im Bereich der Modellierung
und Simulation am Lehrstuhl Thermoprozesstechnik
umfasst die Themen der Verbrennung von
Gasen und Feststoffen. Auf Grund ständig steigender
Energiepreise, Produkt- und Umweltanforderungen
steigt das Interesse an der Optimierung von Feuerungsanlagen.
Da die Durchführung von experimentellen
Messungen in Industrieöfen häufig schwierig,
zeitaufwendig und teuer ist, stellt die Optimierung von
Industrieöfen mit Hilfe von Simulationsergebnissen
eine attraktives Werkzeug dar.
Die Modellierung von Verbrennungsprozessen ist komplex,
da turbulente Strömung, konvektiver, konduktiver
und radiativer Energietransport sowie konvektiver und
diffusiver Stofftransport unter Berücksichtigung von
chemischen Reaktionen in der Gasphase als auch im
festen Partikel zu berücksichtigen sind.
Forschungspartner:
Voestalpine Stahl GmbH, RHI AG
Siemens-VAI, EBNER Industrieofenbau GmbH
Forschungsschwerpunkte:
CFD Computational Fluid Dynamics -
Verbrennungssimulationen
Verbrennung von gasförmigen und festen Brennstoffen
Modellevaluierung und Optimerung zu Verbrennung,
Strahlung und Turbulenz, Partikelverbrennung
NOx Modellierung, Reaktionsmechanismen

K1-MET Projekt: Verbrennungssimulationen
von Brenner und Industrieöfen
Simulation der Brennzone eines Tunnelofens.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Modelle evaluiert und
optimiert, die eine genaue Vorhersage von Strömungs-
und Temperaturfelder, Konzentrationen der Verbrennungsprodukte
und Strahlungsintensitäten in Brennern
und Industrieöfen beschreiben.
Zur Berechnung der turbulenten Verbrennung von Gasen
wurde das Steady Laminar Flamelet (SLF) Verbrennungsmodell
mit dem vollständigen Gri-Mech Methanreaktionsmechanismus
und das Eddy Dissipation Concept Modell
(EDC) für reduzierte Reaktionsmechanismen anhand von
Messwerten einer Freistrahlflamme verglichen und optimiert.
Das SLF Modell liefert aufgrund des gesamten chemischen
Reaktionsmechanismus und kurzen Rechenzeiten
für reine Gasreaktionen gute Ergebnisse. Das EDC Modell
bestimmt durch einen reduzierten Reaktionsmechanismus
höhere Flammenmaximaltemperaturen, ist aber zur
Beschreibung zusätzlicher Reaktionen in manchen Prozessen
erforderlich.
Claudia Pfeiler
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: 1997
claudia.pfeiler@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Zur Person:
1997-2003: Studium Verfahrenstechnik des industriellen
Umweltschutzes
2004-2008: Doktorat der Metallurgie am Lehrstuhl für
Modellierung und Simulation Metallurgischer Prozesse
seit 2008: Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
Das Projekt „Combustion Reaction Modelling
of Burners and Kilns“ wird im Rahmen des
K1-Met Kompetenzzentrums durchgeführt. Ein
Konsortium von Partnern aus Wirtschaft und
Wissenschaft, entwickelt gemeinsam neue
Verfahrenstechnologien für Metallurgie und
Umwelttechnik.
Mit CFD ist es möglich, die Funktionsweise von
Prozessen besser zu verstehen und zu optimieren.
Niedrige Emissionswerte und hohe
Effizienz sind gefordert. Die Modellierung von
Verbrennungsprozessen ist eine komplexe
Herausforderung, da turbulente Strömung,
konvektiver, konduktiver und radiativer Energietransport
sowie konvektiver und diffusiver
Stofftransport unter Berücksichtigung von chemischen
Reaktionen zu berücksichtigen sind.
Forschungspartner:
EBNER Industrieofenbau GmbH, RHI AG
Siemens-VAI, Voestapline Stahl GmbH
Forschungsschwerpunkte:
CFD Computational Fluid Dynamics -
Verbrennungssimulationen
Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen
Modellevaluierung und Optimerung zu Verbrennung,
Strahlung und Turbulenz
NOx Modellierung, Reaktionsmechanismen

Einfluss von Chlorella Algen auf die
Materialeigenschaften von Polyolefinen
Einarbeitung von nachwachsenden, organischen Füllstoffen in Polyolefinen zur
Verbesserung der Materialeigenschaften und der Nachhaltigkeit des Materials.
Die Grünalge Chlorella kann ohne Probleme mittels gleichläufiger
Doppelschneckenextruder in das Polymer eingearbeitet und
mittels Spritzgieß- und Extrusionsverfahren zu Endprodukten
weiterverarbeitet werden. Um eine bessere Haftung zwischen
dem Füllstoff und der Polymermatrix zu gewährleisten, was
eine zusätzliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften
des Compounds bewirkt, wird Maleinsäureanhydrid als Compatibilizer
verwendet. Anhand der Rasterelektronenmikroskop-
Aufnahme (rechtes Bild) ist die Einbettung eines Algenkorns in
den Compatibilizer sehr schön zu erkennen. Die Untersuchungen
haben gezeigt, dass Algen sehr gut als Füllstoffe für Kunststoffe
geeignet sind und Aufgrund ihrer Nachhaltigkeit sehr großes
Zukunftspotential für kunststofftechnische Anwendungen haben.
Markus Piontek
Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung
an der MUL seit: 2008
markus.piontek@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Zur Person:
2001-2008: Studium Kunststofftechnik
derzeit: Dissertation am Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung
Bei der Mikroalge Chlorella handelt es sich um
eine einzellige, kugelförmige Grünalge mit einem
Durchmesser von ca. 5-10 µm. Grundsätzlich
kann die Alge in großen Mengen in offenen Teichen
und geschlossenen Systemen in Form von
Photobioreaktoren (Bild links) kultiviert werden.
Für weitere Anwendungen werden die Algen
meist sprühgetrocknet und in pulverisierter Form
ausgeliefert. Derzeit finden Algen im kommerziellen
und technischen Anwendungsbereich einen
Einsatz als Nahrungsergänzungsmittel, als Rohstoff
für die Kosmetikindustrie und als Basismaterial
für Biodieselherstellung und Ölextraktion. In
Hinsicht auf die Nachhaltigkeit von Werkstoffen
und Produkten ist dieser organische Füllstoff
sehr interessant für den Einsatz in Polymeren,
da dieser nachwachsende Rohstoff während des
Wachstums große Mengen an CO 2 bindet.
Forschungspartner:
Global Green Koncept Projekt (Dr. Marie Mahler)
Forschungsschwerpunkte:
Mehrschicht-Folienextrusion; mineralische und organische
Füllstoffe in intelligenten Kunststoffverpackungen;
Biopolymere

Spaltzugversuch (Brazilian-Test) zur indirekten
Bestimmung der einaxialen Zugfestigkeit
Die Ergebnisse des Brazilian-Tests nach ISRM (International Society for Rock
Mechanics) werden jenen des Spaltzugversuchs nach ÖNORM B 3124-4 gegenübergestellt.
Die Spaltzugversuchsapparatur nach ISRM hat
den Vorteil der leichteren Probenausrichtung
und der Anpassung der oberen Druckplatte an
Bereiche der Mantelfläche. Erfolgt die Belastung
durch starre Druckplatten, so ist ein Ausgleich
von Prüfkörperimperfektionen nicht möglich, was
zu geringeren Spaltzugfestigkeiten führt (Bild
4 u. 5). Es besteht auch die Möglichkeit einer
„Keilbildung“ bei den Krafteinleitungsbereichen.
Mit Zunahme des Prüfkörpervolumens nimmt
auch die Wahrscheinlichkeit von „Fehlstellen“ zu,
was ebenfalls die Spaltzugfestigkeit verringert
(Bild 6).
Gerhard Pittino
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 1993
gerhard.pittino@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Zur Person:
Bauingenieurstudium an der TU Graz
Dissertation am Lehrstuhl für Geomechanik, Tunnelbau und
Konstruktiven Tiefbau der MUL
Leiter des SE-Labors
Die ISRM-Empfehlung sieht als Testapparatur
unter anderem zwei bogenförmig ausgebildete
Klemmbacken (Bild 1 u. 2) vor, zwischen denen
ein zylindrischer Prüfkörper positioniert wird. Sind
die belasteten Erzeugenden der Prüfkörpermantelfläche
nicht parallel, so kann dies durch die Rotationsmöglichkeit
des oberen Klemmbackens (Bild 1)
ausgeglichen werden.
Im Vergleich dazu werden entsprechend ÖNORM B
3124, Teil 4, ebene Druckplatten (Bild 3) verwendet,
die vorerst beide starr gelagert werden.
Forschungspartner:
Sandvik Mining and Construction
Martin GIMPEL
Forschungsschwerpunkte:
Materialverhalten von Geomaterialien:
Versuch – Materialgesetz – Parameteridentifikation – numerische
Berechnung.
Versuchs- und Messtechnik i.d. Geotechnik
Dissertationsthema: Tragverhalten des Gesamtsystems Alpines
Salzgebirge – Grubengebäude – Laugungsrückstand

Auswirkungen von Imperfektionen auf das
Plattenversuchsergebnis
Untersuchung der Einflüsse auf die Energieabsorptionskapazität faserbewehrter
Prüfkörper, getrennt in die ursächlichen Bereiche, Prüfkörper, Prüfeinrichtung
und Versuchsregelung.
Die Norm gibt Sollwerte mit Toleranzen für Versuchs-durchführung,
Versuchsequipment und Prüfkörper
an. Speziell der Prüfkörper wird hinsichtlich
Abmessungen nicht immer normkonform hergestellt,
wobei seine Herstellung und Lieferung an
das Prüflabor mit erheblichem Aufwand verbunden
sind. So stellt sich die Frage nach der Verwendbarkeit
solcher Prüfkörper.
Ein Untersuchungsprogramm inklusive numerischer
Berechnungen zur Klärung dieser Fragestellung
und zur Abschätzung weiterer Einflüsse auf
das Versuchsergebnis wurde gestartet und ist im
Laufen.
Gerhard Pittino
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 1993
gerhard.pittino@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Zur Person:
Bauingenieurstudium an der TU Graz
Dissertation am Lehrstuhl für Geomechanik, Tunnelbau und
Konstruktiven Tiefbau der MUL
Leiter des SE-Labors
Beim Plattenversuch wird eine umfangsgelagerte,
10 cm dicke und quadratische Spritzbetonplatte
mit 60 cm Seitenlänge im Alter von 7 d über einen
mittig an der Oberseite angeordneten Prüfstempel
verformt.
Der Versuch wird gemäß ÖNORM EN 14488-5
weggeregelt mit einer Verschiebungsgeschwindigkeit
von 1 mm pro Minute bis zu einer Durchbiegung
des Plattenzentrums von 30 mm gefahren.
Die Auswertung erfolgt über jene Arbeit, die für
eine Durchbiegung von 25 mm aufzubringen ist.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Materialverhalten von Geomaterialien:
Versuch – Materialgesetz – Parameteridentifikation –
numerische Berechnung
Versuchs- und Messtechnik i.d. Geotechnik
Dissertationsthema: Tragverhalten des Gesamtsystems
Alpines Salzgebirge – Grubengebäude –
Laugungsrückstand

Numerische Modelle zur Berechnung der
Belastung von Weichen
Eisenbahnweichen sind ein stark belasteter Teil der Gleisanlagen. Modelle können
dabei helfen, die Mechanismen der Belastung und der Schädigung zu verstehen.
Kontaktdrücke und Schlupf bewirken an der Oberfläche
der Herzspitzen Schädigung wie Verschleiß
und/oder Rollkontaktermüdung (kleine Ausbrüche
bzw. Risse an der Oberfläche).
Für die Art und das Ausmaß der Schädigung sind
die Achslast, die Zuggeschwindigkeit das Radprofil
und die Zugfrequenz ausschlaggebend.
Weichen können über eine gezielte Einstellung der
Lagerung, der Geometrie und des Materials optimiert
werden.
Inn Finite Elemente Modell wird der Überlauf
gerechnet. Damit können Vorhersagen getroffen
und Optimierungen durchgeführt werden.
Martin Pletz
Institut für Mechanik
an der MUL seit: ??
martin.pletz@mcl.at
www.mcl.at
Zur Person:
2004-2010: Studium Kunststofftechnik
derzeit: Dissertation am Institut für Mechanik
Im zentralen Teil von Eisenbahnweichen - den
Herzstücken - sind die Schienen unterbrochen.
In diesem Bereich gibt es zwei Flügelschienen
und eine Herzspitze. Beim Überlauf einer Weiche
wechselt das Rad also von einer Flügelschiene auf
die Herzspitze (oder umgekehrt).
Bei dieser Übergabe kommt es zu einer vertikalen
Bewegung und damit einem Stoß. Auf der schmalen
Herzspitze führt der Stoß zu sehr hohen Kontaktdrücken.
Gleichzeitig tritt durch die Kontaktgeometrie
Schlupf zwischen Rad und Herzstück auf.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Kontaktmechanik, Dynamik, Schädigung, Materialauswahl

Aushärtung in 6xxx-Legierungen
Erforschung und Vermeidung des Einflusses der thermischen Vorgeschichte auf
Ausscheidungsreaktionen bei der Warmauslagerung von Al-Mg-Si-Legierungen.
Die Messungen der Festigkeit und des elektrischen Widerstandes
bzw. dynamische Differenzkalorimetrie dienen zur
Bestimmung des Materialzustandes infolge unterschiedlicher
Wärmebehandlungen. Strukturen auf der Nanometerebene
werden mittels Atomsondentomographie sowie Transmissionselektronenmikroskopie
untersucht und die gewonnenen
Modellvorstellungen mittels Computersimulation validiert.
Stefan Pogatscher
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
an der MUL seit: 2008
stefan.pogatscher@unileoben.ac.at
www.nichteisenmetallurgie.at
Zur Person:
2003-2008: Metallurgiestudium
derzeit: Dissertation am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
Forschungspartner:
Al-Mg-Si-Legierungen sind die kommerziell
bedeutendste Gruppe ausscheidungshärtbarerAluminiumlegierungen.
Eine Lagerung bei Raumtemperatur
zwischen dem Lösungsglühen
und dem Warmauslagern wirkt meist
negativ auf die Warmauslagerung. Es
konnte gezeigt werden, dass die Mobilität
von eingefrorenen Gitterleerstellen
entscheidende Bedeutung für die
Erklärung dieses Effektes hat.
Forschungsschwerpunkte:
Aluminiumlegierungen
Ausscheidungshärtung
Mobilität von Leerstellen
Thermodynamik und Kinetik

Szenarien für 100% erneuerbare Energien
Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien auf regionaler Ebene.
Die im deutschsprachigen Raum aktuell verwendeten Programme
sind sehr länderspezifisch und nicht für Szenarien mit zeitlicher Entwicklung
für den Einsatz von 100% erneuerbarer Energie ausgelegt.
In diesem Forschungsprojekt sollen aufbauend auf statistischen Analysen
von Datenreihen und Korrelationen zwischen Datenreihen mit
fördernden und hemmenden Faktoren, Szenarien für einen Umstieg
auf 100% erneuerbare Energien mit einer Darstellung der zeitlichen
Entwicklung berechnet werden.
In die Konfiguration der fördernden und hemmenden Faktoren sollen
Konzepte zu natürlichem Wachstum, Technologiesprüngen, Energieverknappung,
politischen Rahmenbedingungen, bewusstseinsbildenden
Maßnahmen und Ähnliches eingehen.
Somit wird ein Instrument geschaffen, das hilft, Hindernisse und
Möglichkeiten zur Unterstützung am Weg zur Energiewende zu identifizieren.
Walter Pölzl
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: 2009
walter-mario-josef.poelzl@stud.unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Zur Person:
Studium der Technischen Physik, TU Graz
Berufserfahrung: Prozessing bei austriamicrosystems AG, Unterpremstätten
derzeit: Doktoratsstudium Energietechnik, MUL
Unsere Gesellschaft steuert auf eine Energiekrise
zu, da unsere Energieversorgung
nach wie vor hauptsächlich auf endlichen,
nicht erneuerbaren Energieressourcen
basiert. Um dieser Krise begegnen
und nachhaltig negative Auswirkungen auf
unsere Umwelt mindern zu können, muss
so rasch als möglich auf ein Energiesystem
mit erneuerbaren Quellen und nachhaltiger
Nutzung umgestellt werden.
Bisher haben nur Initiativen auf regionaler
Ebene gezeigt, dass ein Umstieg auf eine
Energieversorgung mit 100% erneuerbaren
Energien innerhalb kurzer Zeit möglich ist.
Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, eine
Simulationssoftware zu entwickeln, die in
der Lage ist, Energieszenarien auf regionaler
Ebene für einen Umstieg auf 100%
erneuerbare Energien zu berechnen.
Forschungsschwerpunkte:
Energietechnik
erneuerbare Energien
Energieszenarien

Ceramics Templated by Wood
The hierarchical structure of wood is transformed into ceramics down to the
nanometer level.
The material obtained has a dual porosity. The nanopores
within the cell walls of the macropores are
macroscopically oriented, and they are chiral due to
the helical fibril structure.
These materials have large application potential, e.g.
as lightweight structural materials or for (enatioselective)
separation.
Gerhard Popovski
Institut für Physik
an der MUL seit: 2009
gerhard.popovski@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/physik
Zur Person:
Study of Chemistry at the University of Graz,
Research in Ludwigshafen, Delaware and Graz
2009: Habilitation in Physical Chemistry
The cellulose molecules in wood form microfibrils
of only 2-3 nm diameter. Several of these
microfibrils are connected by hemicelluloses to
form fibrils. The main part of the wood cell wall
consists of fibrils connected by a glue (lignin),
arranged helically around the lumen of the cells.
The macroscopic wood structure is built from
these cells. Inorganic precursors can be infiltrated
after chemical pre-treatment (delignification), and
subsequent heating leads to decomposition of the
organic material. The remaining ceramic bodies
represent nanoscale precision replicas of the original
structure of wood.
Forschungspartner:
Oskar Paris
Cordt Zollfrank
Daniel van Opdenbosch
Johann Plank
Tobias Kornprobst
Forschungsschwerpunkte:
Biotemplating
Small angle x-ray scattering
Supported by

Bench surveying based on digital images
BlastMetriX3D is a measurement system for bench faces that works with 3D
digital photos. The chair of mining engineering conducted an analysis concerning
the quality and accuracy of the results of the system.
To analyse the accuracy of the system, a feasibility study
was realized and a full scale testing area was built. For
this purpose a bench face at the Erzberg quarry was
marked with 100 points and surveyed with a total station.
The data obtained from the BlastMetrix3D model was
compared to the coordinates from the classic surveying.
The results showed that Blastetrix3D is accurate in the
range of ± 15 cm.
Gerhard Mayer
Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft
an der MUL seit: 1987
gerhard.mayer@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/bbk
Studium Markscheidewesen
Alexandra Preiner
Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft
an der MUL seit: 2009
alexandra.preiner@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/bbk
seit 2004: Studium Rohstoffingenieurwesen
BlastMetrix3D was developed in a joint venture
of the 3G Software & Measurement GmbH, the
Chair of Mining Engineering at the University of
Leoben and Mineral Abbau GmbH.
It is an innovative system for bench face surveying
and planning of blast layouts based on threedimensional
images.
From the photos a three-dimensional image of
the bench face is generated by purpose built software.
The result is a metric 3D image representing
a dense three-dimensional survey of the rock
surface. Using another software component the
geometry of the blast is planned and plan views
for documentation purposes are generated.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Hydrographic surveying
photogrammetric surveying
satellite-based surveyingsystems

Thermische Analyse neuer Stähle
Herstellung von hochreinen Laborkleinschmelzen und DSC-Messungen zur Be -
stimmung der Phasendiagramme von neuen Stählen mit erhöhten Si, Al, Mn –
Gehalten.
Grundlegende Arbeitsschritte sind:
Herstellung von Laborkleinschmelzen mittels
Induktionsschmelzen unter Argon-Schutzgas aus
hochreinen Legierungselemente.
Differential Scanning Calorimetry (DSC) bis über
1550°C zur Charakterisierung aller Phasenumwandlungen.
Ermitteln von neuen Gleichgewichts-Phasendiagrammen
durch gezielte Legierungsvariationen.
Validieren und Optimierung von thermodynamischen
Datenbanken (CALPHAD-Methode).
Peter Presoly
Lehrstuhl für Metallurgie
an der MUL seit: 2007
peter.presoly@unileoben.ac.at
www.metallurgy.ac.at
Zur Person:
2001-2007: Studium der Metallurgie
2007: Diplomprüfung mit Auszeichnung und Rektor Platzer Ring
derzeit: wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dissertant am
Lehrstuhl für Metallurgie
Phasendiagramme sind essentiell für Prozessführung
und die Einstellung der gewünschten Produktqualität.
Bei vielen neuen Stahllegierungen,
insbesondere bei deutlich erhöhten Si, Al und Mn-
Gehalten sind diese jedoch oft unbekannt, bzw.
unzureichend bestimmt.
Nur durch systematische Laborexperimente können
neue Phasendiagramme bestimmt werden
und somit ein Technologievorsprung und eine
nachhaltige Qualitätssteigerung erreicht werden.
Die Kombination von Legierungsherstellung, thermischer
Analyse und die Verwendung von thermodynamischen
Programmen ermöglicht größtmöglichste
Flexibilität für neue Fragestellungen und
Legierungslagen.
Forschungspartner:
Industriepartner:
K2 MPPE - Projekt A4.1 WP01
Forschungsschwerpunkte:
Charakterisierung peritektischer Stahlsorten bei der Erstarrung

Schalungsdruckmessung
Ziel dieses Projekts, welches mit der Firma OESTU - STETTIN durchgeführt wird,
ist die automatische Erkennung des optimalen Abschaltpunkts beim Betonieren
von Tunnelsegmenten
Die erfassten Messdaten geben Aufschluss über
die Druckverteilung innerhalb der Schalungssegmente.
Da sich die eingesetzten Sensoren in Funktionsprinzip,
Bauform und Größe stark unterscheiden,
dient die Auswertung der Datensätze als zusätzliche
Entscheidungshilfe, welche der verbauten
Sensoren für eine solche Anwendung am besten
geeignet sind.
Gerhard Rath
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerhard.rath@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Gerold Probst
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerold.probst@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Eine Reihe von in der Schalung verbauten
Sensoren liefert Messdaten an eine zugehörige
Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS).
Die erhaltenen Daten werden in der SPS verarbeitet,
überwacht und aufgezeichnet. Eine
integrierte Bedieneinheit dient zum Parametrieren
der Grenzwerte, sowie zum Anzeigen der
Ist - Daten in Echtzeit.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Automation
Datenerfassung
Hardware in the Loop Simulation
Hydraulische Maschinen

Optimierung der Eigenschaften von
plattierten 7xxx-Legierungen
Erschließung neuer Anwendungsbereiche von plattierten 7xxx-Legierungen im
Automobil- und Luftfahrtbereich.
Die Finanzierung des Projektes erfolgt über ein
dreijähriges FFG-Basisprogramm und wird in
Kooperation mit der AMAG Rolling GesmbH in
Ranshofen durchgeführt.
Die Charakterisierung der Interfaces erfolgt mittels
modernster Charakterisierungsmethoden, u.
a. mit Mikrosonde, Transmissionselektronenmikroskopie,
Glimmentladungsspektroskopie und
Raster-Kelvin-Mikroskopie.
Peter Pulm
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
an der MUL seit: 2011
peter.pulm@unileoben.ac.at
www.nichteisenmetallurgie.at
Zur Person:
Studium Werkstoffwissenschaften
seit 2011: wissenschaftlicher Mitarbeiter
Im Zuge dieses Projektes sollen plattierte 7xxx-Legierungen
für neue Anwendungsgebiete im Automobil-
und Luftfahrtbereich erschlossen werden. Dabei steht
vor allem die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
bei gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften im
Vordergrund.
Einen Kernpunkt des Projektes bildet die genaue Untersuchung
der Diffusions- und Interaktionsvorgänge am
Interface, der häufig mit einem niedrig legierten Aluminiumwerkstoff
plattierten 7xxx-Legierungen.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Aluminium
Korrosion
Walzplattieren

Flexibilitätsorientierte Produktionsplanung in
der Prozessindustrie
Analyse eines flexibilitätsorientierten Produktionssystems in der Prozessindustrie
und Ableitung von Planungsregeln und Kennzahlen zur Optimierung logistischer
Zielgrößen durch Anwendung von Data Mining.
Das Hauptoptimierungsproblem der Produktionsplanung
sind dabei die konkurrierenden logistischen Ziele: minimale
Durchlaufzeit, minimale Bestände und maximale Auslastung
der Anlagen unter Berücksichtigung der technologischen
Restriktionen und Abhängigkeiten.
Ziel des Projektes ist die Analyse des komplexen flexibilitätsorientierten
Produktionssystems und die Ableitung von
Planungsregeln und Kennzahlen, die zur Unterstützung der
Planer in einem PPS-System implementiert werden sollen
und damit einen Beitrag zur Optimierung des Logistiksystems
leisten.
Durch die heute verfügbaren umfassenden Datenmengen
bieten sich technologiebasierte Analysemethoden zur Identifikation
mehrdimensionaler Ursache-Wirkungsbeziehungen
an. Mit Data Mining Methoden wird versucht mithilfe
mathematisch-statistischer Verfahren neuartiges, potenziell
nützliches Wissen zu entdecken, das zur Ableitung von Verbesserungsmaßnahmen
logistischer Prozesse und somit zur
Erhöhung der Wertschöpfung beitragen soll.
Christian Rainer
Lehrstuhl Wirtschafts- und
Betriebswissenschaften
an der MUL seit: 2009
christian.rainer@wbw.unileoben.ac.at
wbw.unileoben.ac.at
Zur Person:
Studium der Wirtschafts- und Betriebsinformatik (Uni Wien)
Zehn Jahre ERP-Consultant
derzeit: Universitätsassistent und Dissertation am Lehrstuhl
Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Im Unterschied zur diskreten Fertigung ergeben sich
in der Prozessindustrie aufgrund verfahrensbedingter
Restriktionen und Abhängigkeiten ein höherer Komplexitätsgrad
und somit höhere Anforderungen an
die Produktionsplanung und -steuerung. Die hohe
Variantenvielfalt, bedingt durch den zunehmenden
Wunsch der Kunden nach individuellen Lösungen,
sowie die Forderung nach kurzen Lieferzeiten und
hoher Termintreue erhöhen die Anforderungen an die
Komplexitätsbeherrschung. Ein hohes Maß an Flexibilität
mit kurzen Reaktionszeiten auf Kundenwünsche
erfordert nicht nur Kompetenz in Forschung, Entwicklung
und Technologie sondern auch eine optimale
Unterstützung durch die Produktionslogistik.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Produktionsmanagement
Produktionsplanung und –steuerung in der
Prozessindustrie

Vom Prototyp zum Serienprodukt
Eine Messanlage für die Dekordruckindustrie wurde automatisierungstechnisch
gestaltet und vom Prototyp bis zur Serienreife weiterentwickelt.
Im Rahmen einer mehrjährigen Zusammenarbeit
wurde an der Montanuniversität die Automatisierung
des Messgeräts gestaltet. Erster Schritt
war die Entwicklung eines Prototyps mit Steuergeräten
und Antrieben. Eine Systemenauslegung
entsprechend den zu erwartenden Stückzahlen
war erforderlich, Partner für die Fertigung, Planung
sowie die weitere Betreuung waren zu
finden. Risiko- und Gefahrenanalyse, Dokumente
für die CE-Konformität gehören zum serienreifen
Produkt.
Gerhard Rath
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerhard.rath@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Gerold Probst
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerold.probst@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Fa. IPAC ist Spezialist für die Verbesserung von industriellen
Fertigungsprozessen durch mathematische
Auswertung von prozessrelevanten Informationen.
Dabei werden auch neuartige Geräte entwickelt,
wie z.B. das Advanced Colour Measurement System
ACMSTM. Dieses Gerät ermöglicht durch Hyperspectral
Imaging erstmals eine objektive Bewertung von
Farbeindrücken und Mustern in der Dekordruckindustrie.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Automation
Datenerfassung
Hardware in the Loop Simulation

Embedded Simulation
Für Joanneum Research wurde eine Sputter-Anlage mit modernen Antrieben
ausgerüstet, wobei für die Software-Entwicklung Simulationsmodelle eingesetzt
wurden.
Die Simulationsmodelle der Antriebe wurden auf der
Steuerung selbst implementiert (embedded Simulation).
Vorteile sind: Keine separate Hardware zur Simulation
notwendig
Virtual Startup: Inbetriebnahme und Tests vor der
Auslieferung ermöglichen effiziente reale Inbetriebnahme
Functional Validation: Kunde kann Bedienkonzept
vorab testen und validieren
Gerhard Rath
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerhard.rath@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Gerold Probst
Lehrstuhl für Automation
an der MUL seit: 1996
gerold.probst@unileoben.ac.at
automation.unileoben.ac.at
Unter dem Begriff Sputtern versteht man das
Beschichten durch Verdampfung (Zerstäuben
des Schichtwerkstoffs mit einem Argonplasma)
im Vakuum. Am Institut für Oberflächentechnologien
und Photonik der Joanneum Research
Forschungsgesellschaft wurden die für Target-Positionierung
und Beschichtung nötigen
Antriebe modernisiert und mit einer neuen
Steuerung versehen. Da die Mechanik aufgrund
des Neubaus während der Softwareentwicklung
nicht zur Verfügung stand, wurde auf Simulation
zurückgegriffen.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Automation
Datenerfassung
Hardware in the Loop Simulation
Hydraulische Maschinen

SMART CITY - Green Link
Bruck an der Mur
Die Stadt Bruck an der Mur ist Bezirkshauptstadt im
Zentrum des industriellen Ballungszentrums Mur/
Mürz Furche und gleichzeitig einer der wichtigsten
zentralen Verkehrknotenpunkte in Österreich. Aufgrund
der topografischen Lage müssen öffentliche
Einrichtungen, Wohn- und Freizeitgebiete der Bürger,
Handel und Tourismus ebenso wie Verkehrsinfrastruktur
neben Industriestandorten auf engstem
Raum nachhaltig koexistieren. Um allen Beteiligten
Harald Raupenstrauch
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: ???
tpt@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Robert Hermann
Außeninstitut
an der MUL seit: ???
robert.hermann@unileoben.ac.at
www.ausseninstitut-leoben.at
in Zukunft nachhaltige ökologische und ökonomische
Perspektiven zu bieten steht Bruck vor der
großen Herausforderung eine „grüne“ Vision zu entwickeln,
die die unterschiedlichen Handlungsfelder
Energienetze, Mobilität, System Stadt, Gebäude,
kommunale Ver- und Entsorgung und Kommunikation
zu einem interagierenden Gesamtsystem
verbindet.
Walter Pölzl
Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
an der MUL seit: ???
tpt@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/thermoprozesstechnik
Forschungspartner:
Stadtgemeinde Bruck/Mur; Stadtwerke Bruck/Mur; Brucker
BIO Fernwärme GesmbH; Mürztaler Verkehrs GesmbH;
Norske Skog Bruck GmbH; voestalpine Austria Draht GmbH;
Landeskrankenhaus Bruck/Mur; Green City LAB; AIT Energy
Department

Fracture Mechanical Testing of PE under the
Impact of Liquid Media
The influence of media on the slow crack growth resistance of polyethylene (PE)
pipe grades is studied with Cyclic Cracked Round Bar (CRB) Tests in aggressive
environments.
For the investigation of the impact of aggressive
media on crack initiation and crack propagation,
a special test setup was designed. The
test equipment consists of a glass-cell, which
is placed on a servo-hydraulic closed-loop
testing machine. A pre-cracked CRB specimen
is fixed in the media-cell which is filled with a
liquid medium and loaded sinusoidal with an
R-ratio (minimum load/maximum load) of 0.1
and a frequency of 10 Hz. The cycle numbers
for crack initiation Nini and for total failure Nf
are recorded as a function of the applied stress
level.
Anita Redhead
Polymer Competence Center Leoben
an der MUL seit: 2009
anita.redhead@pccl.at
www.pccl.at
Co-Author: G. Pinter
Zur Person:
MSc in Polymer Engineering and Science (MUL)
presently: PhD student and researcher at the PCCL
The long-term failure behavior of PE pipes is
evaluated by internal pressure tests. Pipes are
filled with water, closed at both ends and the
time-to-rupture is recorded. High stresses,
generate ductile failure (Stage I). At lower
stresses, brittle failure occurs. Here, crazes of
highly orientated material develop at inherent
defects, cracks initiate and propagate under
slow crack growth. This Stage II failure mechanism
is the critical one for long-term applications.
Several factors affect the long-term failure
behavior: the material, the processing history
and the pipe’s service conditions, where different
media may influence the time-to-rupture
curve.
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Polyethylene pipes
Structural, mechanical and thermomechanical testing of
polymers

FFG-Forschungsprojekt - Verwertung von
Tunnelausbruchmaterial
Derzeit sind in Österreich rund 200 km Tunnel in Bau oder in Planung. Aus dem
Grund der Ressourcenschonung werden im Forschungsprojekt verschiedene
Verwertungsszenarien für das Tunnelausbruchmaterial untersucht.
Um die mögliche Verwertung des Ausbruchmaterials als
Gesteinskörnung für die Betonherstellung zu untersuchen,
wurden sechs Großproben von für Österreich repräsentativen
Lithologien entnommen und aufbereitet. Die so gewonnen
Gesteinskörnungen dienen in der Folge ausführlichen Betonversuchen.
Weitere Forschungsschwerpunkte sind die mögliche Verwendung
von Ausbruchmaterial in der Landwirtschaft bzw. Industrie,
die Auswirkung der Vortriebsmethode auf die Sieblinie
des Ausbruchmaterials, die rechtlichen Rahmenbedingungen
einer möglichen Verwertung, sowie die Auswirkung der Vortriebsmethode
auf die chemischen Eigenschaften des Ausbruchmaterials.
Die vorgenommen Untersuchungen bilden die Grundlage für
die Erstellung eines Merkblattes über die Verwertung von
Tunnelausbruchmaterial.
Daniel Resch
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 2009
subsurface@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Robert Galler
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 2006
robert.galler@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Die mögliche Verwertung von Tunnelausbruchmaterial
wird seit Februar 2009 im Rahmen eines
von der Forschungsförderungsgesellschaft geförderten
und von der Montanuniversität Leoben
bzw. dem österreichischen Betonverein geleiteten
Forschungsprojektes untersucht. Unterstütz wird
das Forschungsprojekt außerdem von namhaften
Auftraggebern und Baufirmen des österreichischen
Kraftwerks- und Tunnelbaus.
Als Ziele des Forschungsprojektes wurden eine
maximale Verwertung des anfallenden Ausbruchmaterials,
eine optimale Wirtschaftlichkeit der gesamten
Materialbewirtschaftung und die Minimierung
der Umweltbelastung durch Materialtransport und
–aufbereitung festgelegt.
Forschungspartner:
Klaus Lassnig
Lehrstuhl für Geologie und Lagerstättenlehre
an der MUL seit: 2009
klaus.lassnig@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/institute/geologie
Fritz Ebner
Lehrstuhl für Geologie und Lagerstättenlehre
an der MUL seit: 1986
fritz.ebner@unileoben.ac.at
www.unileoben.ac.at/institute/geologie

Randbedingungen der Verwertung von
Tunnelausbruchmaterial
Die bei einer Verwertung von Tunnelausbruchmaterial zu berücksichtigenden
Randbedingungen werden einer genaueren Betrachtung unterzogen.
gen zu beurteilen. Durch technische Rahmenbedingungen wie die
Lösemethode, die Materialaufbereitung und Baustellenorganisation
(Materialtransport, Zwischenlagerung) können Eigenschaften des
Ausbruchmaterials wie z.B. Kornform, Korngröße und Geochemie
beeinflusst werden.
Entspricht das Ausbruchmaterial einem marktgängigen mineralischen
Rohstoff, sind zusätzlich zu den beschrieben Randbedingungen
auch noch der baustellenexterne Rohstoffbedarf zu berücksichtigen.
Rechtliche Randbedingungen:
Aus rechtlicher Sicht sind vor allem die Fragestellungen bezüglich
des Abfallrechtes, des Eigentums sowie der Vergabe einer Materialverwertung
von Bedeutung.
Tunnelausbruchmaterial fällt in Österreich zurzeit in das Regime des
Abfallrechts. Es ist Bodenaushubmaterial, eine Unterkategorie des
Erdaushubs. Hinsichtlich der Beprobung, den definierten Grenzwerten
und der Endlagerung kann das Abfallregime unter Umständen
nachteilig sein.
Baustellenorganisation:
Aufbereitung von Tunnelausbruchmaterial beeinflusst die Materialbewirtschaftung
auf der Baustelle und somit die Baustellenorganisation
erheblich. Zusätzlich zu den herkömmlichen Flächen für die
Baustelleneinrichtung sind große Flächen für Zwischendeponien
und Aufbereitungsanlagen vorzuhalten.
Daniel Resch
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 2009
subsurface@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Robert Galler
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 2006
robert.galler@unileoben.ac.at
www.subsurface.at
Die Verwertung des Ausbruchmaterials ist wesentlich
von den Eigenschaft und damit der Qualität des Ausbruchmaterials
abhängig. Zusätzlich sind jedoch auch
technische, rechtliche und wirtschaftliche Randbedingungen
zu berücksichtigen. Eine erste Abschätzung
einer möglichen Verwertung kann nach Beurteilung
geotechnischer, geochemischer und mineralogischer
Parameter des anstehenden Gebirges erfolgen. Ist
demnach eine Verwertung möglich sind in weiterer
Folge technische und rechtliche Rahmenbedingun-
Martin Entacher
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
an der MUL seit: 2011
martin.entacher@unileoben.ac.at
www.subsurface.at

Functional Polymeric Materials for Solar
Thermal Applications
Development and Optimization of Thermotropic Overheating Protection Glazings
for Facades and Solar Thermal Collectors.
application demonstration of thermotropic overheating
protection layers produced from polymeric materials.
Specific focus is given to the establishment of relationships
between the formulation, the morphology, and the
light-shielding efficiency of the functional layers, based on
sound principles of polymer physics and materials science
as well as solar physics.
Structure-property-relationships established so far for
thermotropic layers developed within this research project
revealed some major routes for further material
optimization. First, the optimization of the primary performance
property of the thermotropic materials, i.e. reduction
in solar transmittance, requires the adjustment of the
scattering domain size and shape. Second, durability and
long-term stability of the thermotropic layers have to be
improved. These issues are currently under investigation.
Project funding: Land Steiermark, Zukunftsfonds
Katharina Resch
Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Prüfung der
Kunststoffe
an der MUL seit: 2010
katharina.resch@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Zur Person:
Studium Kunststofftechnik
2008: Promotion
2009: Preis der Dr. Maria Schaumayer Stiftung
Projektleiterin am Polymer Competence Center Leoben
Thermotropic glazings change their light
transmittance from highly transparent to
opaque upon reaching a certain threshold
temperature reversibly. Such thermofunctional
materials may provide overheating
protection for facades and solar
thermal collectors. However, appropriate
thermotropic glazings are not available so
far. The overall objective of this research
work is the development, modeling and
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Physik und Morphologie von Kunststoffen
Umweltaspekte der Kunststoffanwendung
Kunststoffe für solar-thermische Anwendungen

Funktionelle Harze
Untersuchung und Optimierung des Aushärteverhaltens von Epoxid(EP)-,
Acryl- und Phenol-Formaldehyd(PF)-Harzen sowie Evaluierung alternativer
Vernetzungsverfahren.
Härtungsverfahren
• Die thermische Härtung im Autoklav mittels hohem
Druck und Temperaturen wird vor allem im Bereich der
Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.
• Die Härtung von Harzen mittels energiereicher Strahlung
(UV-Licht oder e-Beam) wird vor allem bei Beschichtungen
ebener Bauteile und für Klebeverbindungen und
Schutzlackierungen bei der Herstellung von Leiterplatten
und Mikrochips eingesetzt.
Forschungspartner:
Gisbert Riess
Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe
an der MUL seit: 2001
gisbert.riess@unileoben.ac.at
www.kunststofftechnik.at
Industrielle
Partnerunternehmen
Rebecca Kramer
Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe (PCCL)
an der MUL seit: 2009
rebecca.kramer@pccl.at
www.kunststofftechnik.at
Kunstharze werden in vielen Bereichen des täglichen
Lebens eingesetzt, wie in der Abbildung
links zu sehen ist. Von großer Bedeutung für die
Anwendung ist eine möglichst vollständige Vernetzung
(Härtung) des ursprünglich flüssigen Harzes,
um die für die Anwendung erforderlichen Eigenschaften
zu erreichen.
Des Weiteren wird durch die vollständige Härtung
ein Ausdampfen von leicht flüchtigen, oftmals
gesundheitlich bedenklichen Substanzen verringert
bzw. verhindert.
Sandra Schlögl
Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe (PCCL)
am PCCL seit: 2006
sandra.schloegl@pccl.at
www.kunststofftechnik.at
Forschungsschwerpunkte:
Optimierung und Charakterisierung von EP- und
PF-Harzsystemen
Oberflächenanalytik
Entwicklung und Optimierung UV-härtbarer Harzsysteme

Selbstregelnde elektrokeramische
Strukturbauteile
Der PTC-Effekt von BaTiO 3 -Keramik wird für selbstregelnde Heizer eingesetzt.
Durch den keramischen Spritzguss können komplizierte Bauteile hergestellt
werden, deren Funktion mit FEM optimiert wird.
Spritzgießtechnologie herstellbar sind
(z.B. Heizerdüse für Flüssigkeiten, siehe
Bild rechts).
Für die Auslegung dieser funktionskeramischen
Strukturbauteile wurde ein
mathematisches Modell entwickelt, das
die multiphysikalische Situation (thermisch,
elektrisch, fluiddynamisch) und
das hoch nichtlineare Materialverhalten
zuverlässig abbildet.
Sören Röhrig
Institut für Struktur- und Funktionskeramik
an MUL und MCL seit: 2009
soeren.roehrig@mcl.at
www.isfk.at
Zur Person:
Studium der Werkstofftechnik Glas und Keramik an der
Fachhochschule Koblenz, Deutschland
seit 2010: Dissertation
Bariumtitanat zeigt bei geeigneter Dotierung ein ausgeprägtes,
temperaturabhängiges Widerstandsverhalten.
Infolge eines Phasenübergangs steigt der elektrische
Widerstand exponentiell um mehrere Größenordnungen
an (PTC-Effekt, siehe Bild links). Diese Eigenschaft
ermöglicht den Bau von selbst regulierenden Heizern,
weil sich die Wärmeerzeugung bei Überschreiten einer
kritischen Temperatur (i.e. Curie-Temperatur) drastisch
reduziert. Zudem ist dieser „Schaltvorgang“ reversibel,
sodass sich nach Abkühlung wieder die ursprüngliche
Heizleistung einstellt.
Für spezielle Anwendungen werden geometrisch komplizierte
Bauteile benötigt, welche durch die keramische
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Modellierung und Designanalyse
selbstregelnder keramischer Heizer

Recycling komplexer schwermetallhaltiger
Rückstände
Ziel der Forschungsarbeiten im Bereich des Recyclings komplexer schwermetallhaltiger
Rückstände wie Stäube, Schlämme und spezieller Schlacken ist die
möglichst simultane Rückgewinnung von mehreren Wertmetallen wie beispiels-
weise Zink, Blei, Kupfer und Eisen.
clings ist die simultane und vollständige Gewinnung dieser Wertmetalle
bzw. deren Rückführung in den Herstellungsprozess.
Die Aufarbeitung der Rückstände erfolgt über die Behandlung auf
einem reduzierenden Metallbad. Diese Anordnung ermöglicht eine
simultane Gewinnung der Wertmetallfraktion. Eine Trennung der
jeweiligen Wertstoffe wird als Legierung, separate Flüssigphase oder
über die Gasphase vorgenommen.
Am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie steht ein Top-Blown-Rotary-
Converter, kurz TBRC, für die Untersuchungen hinsichtlich Recycling
von komplexen schwermetallhaltigen Reststoffen zur Verfügung.
Aufgrund der besonderen Eignung dieser Art Konverter für die Aufarbeitung
von Reststoffen ist dieses Aggregat sehr häufig im industriellen
Metallrecycling vorzufinden. Durch den optimalen Kompromiss
zwischen entsprechender Größe (Fassungsvermögen ca. 90l) und
Flexibilität der vorhandenen Anlage ist eine industrienahe Forschung
realisierbar.
René Rumpold
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
an der MUL seit: 2011
rene.rumpold@unileoben.ac.at
www.nichteisenmetallurgie.at
Gerald Schneeberger
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie
an der MUL seit: 2011
gerald.schneeberger@unileoben.ac.at
www.nichteisenmetallurgie.at
Reststoffe aus metallurgischen Prozessen beinhalten
zum Teil hohe Mengen an unterschiedlichen Wertmetallen.
Aus diesem Grund, aber auch infolge ständig steigender
umweltpolitischer Auflagen und damit verbundenen
Deponiekosten, ist die Aufarbeitung dieser Rohstoffe
sinnvoll. Das betreffende Christian Doppler Labor
beschäftigt sich intensiv mit folgenden Rückständen:
• Stäube aus der Kupferindustrie
• Stäube aus der Bleiindustrie
• Schlacken aus der Bleiindustrie
• EAF-Filterstäube
• BOF-Filterstäube
• Laugungsrückstände aus der Zinkindustrie
Die Hauptkomponente dieser Reststoffe ist überwiegend
Zink, aber auch Blei, Zinn, Kupfer und teilweise Silber
weisen signifikant hohe Gehalte auf. Das Ziel des Recy-
Forschungspartner:
Forschungsschwerpunkte:
Recycling schwermetallhaltiger Rückstände
Simultane Metallrückgewinnung
Schlackengleichgewichte, Edelmetalle