Casting Technology


Our research focuses on both innovative process technology and material development.





SFB/TRR 103 (B01): Single crystalline solidification with enhanced microstructure

Term: 1. January 2012 - 31. December 2023
Funding source: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
Acronym: SFB/TRR 103 (B01)
Project leader:

Project B1 focuses on the investigation of the newly developed FCBC (Fluidized Carbon Bed Cooling) process for the single crystalline solidification of superalloys. In comparison with commercially available investment casting processes it could be shown that FCBC benefits from a higher cooling potential. In combination with a dynamic baffle a higher axial temperature gradient will evolve. Objective of the upcoming project period is the improvement of the process understanding as well as the proc…

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SFB/TRR 103 (C07): Multi-criteria calculation of optimum compositions for single crystal superalloys

Term: 1. January 2016 - 31. December 2023
Funding source: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
Acronym: SFB/TRR 103 (C07)
Project leader:

A new numerical tool will be explored that supports the experimental alloy developer in defining new compositions with potential for high strength. Starting with a composition space that is defined by the developer based on his metallurgical experience and his design goals, the numerical tool will propose the most promising compositions. The research program will on the one hand address open questions regarding the mathematical optimization in this application and on the other hand new models fo…

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SFB/TRR 103 (WSP): Supply of single crystalline Ni- and Co-base superalloys: planning, melting, casting and characterization

Term: 1. January 2012 - 31. December 2023
Funding source: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
Acronym: SFB/TRR 103 (WSP)
Project leader:

The scientific service project of SFB/Transregio 103 takes care of the procurement and processing of all project materials.

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AluLäufer: Development of a new type of rotor and other motor components made of aluminum alloys for linear motors through the use of cast aluminum components to increase the maximum motor power by 30%

Term: 1. November 2020 - 31. March 2023
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Acronym: AluLäufer
Project leader:

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Development of the mold release agent free aluminum high pressure die casting through highly resistant diamond coatings

Term: 1. April 2020 - 31. July 2022
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader:

Der Aluminiumdruckguss ist ein effizientes und sehr weitverbreitetes Verarbeitungsverfahren. Allerdings tritt bei der Herstellung undBearbeitung von Aluminiumbauteilen ein großes Problem auf. Aluminium verbindetbzw. legiert sich bei erhöhten Temperaturen bzw. in der Schmelze mit nahezuallen Metallen. So kommt es beim Gießen von Aluminiumbauteilen häufig zuWerkzeugversagen (Ausspülungen, Risse), da die Aluminiumschmelze mit dem Eisender Stahlform bzw. mit darauf aufgebrachten Schutzschichten reag…

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Basic research on the fabrication and properties of in situ AI3Ti-reinforced aluminum casting alloys

Term: 1. January 2019 - 31. March 2021
Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Project leader:

The development of Aluminum alloys mainly tends to increase the strength without worsening the ductility. Beside strength an increase in stiffness is also sought. In contrast to strength with Aluminium casting alloys the stiffness can be influenced by alloying to a very small extent only. A substantial increase in stiffness is possible by metal matrix composits. But poor wettability between the metal matrix and the ceramic particels and big differences in the thermal expansion lead to poor mecha…

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Precepetation process in Al-Mg-Si-Mn casting alloys

Term: 1. October 2015 - 31. August 2019
Funding source: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
Project leader:

With Al-Mg-Si-Mn casting alloys with compositions inside of the pseudobinary section of the subsequent ternary phase diagram, the effect of Zn, Ti, Sc and Ag additions on the precepetation of nanoparticels in as-cast and heat-treated conditions as well as mechanical properties under different conditions (as-cast, solution treated, quenched andaged) will be studied. Despite of the established foundry practce of several Al-Mg-Si-Mn and Al-Zn-Mg casting alloys subjected to high pressure die casting…

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SFB/TRR 39 (B03): Integration of piezoceramic modules into metallic components by casting - technology and numerical simulation

Term: 1. July 2006 - 30. June 2018
Funding source: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
Acronym: SFB/TRR 39 (B03)
Project leader: ,

Ziel dieses Teilprojektes ist die Integration piezokeramischer Sensor-Aktor-Module in metallische Bauteile in einem Druckgießprozess. Den Lösungsweg für die schädigungsfreie Integration stellt die Ummantelung der einzugießenden Module mit einer von der Schmelze leicht durchdringbaren Drahtgewebestruktur dar. Hierbei minimiert die homogene Stützwirkung der Gewebestruktur die auf das Modul wirkenden lokalen Kräfte. Mit Hilfe von FE Simulationen wurden Prozessstrategien entwickelt, welche die bei d…

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New casting approach for the production of particle reinforced aluminium components

Term: 22. September 2014 - 21. September 2018
Funding source: andere Förderorganisation
Project leader:

The aim involved in designing metal matrix composite materials is to combine the desirable properties of metals and ceramics. The addition of high strength, high modulus refractory particles to a ductile metal matrix produces MMCs whose mechanical properties are excellent, such as high strength to weight ratio, high stiffness and good wear resistance. Due to these excellent attributes, MMCs are widely used in aerospace, automobiles, etc. Among the variety of manufacturing processes available for…

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MatSim: High temperature single crystal and materials simulation

Term: 21. July 2014 - 30. November 2017
Funding source: Industrie
Acronym: MatSim
Project leader:

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Advanced MIM-Technologies for Engine Applications

Term: 1. March 2013 - 31. July 2017
Funding source: Industrie
Project leader:

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BiTaNi: Design and system integration of Multimaterial bliscrotors in future aerocraft engines

Term: 1. October 2012 - 30. September 2016
Funding source: Industrie, Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
Acronym: BiTaNi
Project leader:

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GRK 1229/2 MM3: Kinetics of brittle phase formation in single crystal Ni-base superalloys

Term: 1. October 2010 - 31. March 2015
Funding source: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
Acronym: GRK 1229/2 MM3
Project leader:

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GRK 1229/2 MW1: Diffusion brazing of single crystal superalloys: new braze compositions and better process understanding

Term: 1. October 2010 - 31. March 2015
Funding source: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
Acronym: GRK 1229/2 MW1
Project leader:

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Safe and early evaluation of casting defects for optimal vibration resistant design

Term: 1. February 2011 - 31. October 2014
Funding source: Industrie, Bayerische Staatsministerien
Project leader:

Die Auslegung von sicherheitsrelevanten Gussteilen im Leichtbau erfordert eine Berücksichtigung der inhomogenen Werkstoffeigenschaften bereits in der Konstruktionsphase, was aktuell in der Praxis noch nicht vollzogen ist. Durch Kopplung der Prozesssimulation mit der Lebensdauerberechnung sollen eine frühe Bewertung fertigungsbedingter Fehler im Hinblick auf die Schwingfestigkeit erreicht werden und konstruktive Maßnahmen zur optimierten Auslegung abgeleitet werden. Am Beispiel des Kokillengussve…

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Relationship between microstructure and mechanical properties of the nickel base superalloy Allvac®718Plus®, especially the creep behavior, taking into account long-term stability and location-dependent properties

Term: 1. January 2012 - 30. December 2014
Funding source: Industrie
Project leader: ,

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Microcellular metal foams by endogenous stabilization mechanisms

Term: 1. January 2009 - 30. April 2013
Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Project leader:

Zellulare Materialien repräsentieren eine Materialklasse, deren strukturbedingte Eigenschaften mit abnehmender Zellgröße immer weiter an Potenzial gewinnen. Daher stellt die Reduzierung der Zellgröße werkstoffübergreifend ein wichtiges Entwicklungsziel dar. Weit fortgeschritten ist man bei Polymeren. Die Herstellung von mikro-zellularen Polymeren ist kommerzialisiert und man arbeitet bereits an der Realisierung nanozellularer Schäume. Ganz anders ist die Situation bei den Metallen. Die hier nach…

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Salt core technology for high pressure die casting

Term: 1. July 2009 - 30. June 2012
Funding source: Industrie
Project leader:

Die Darstellung komplexer Geometrien lässt den konventionellen Druckguss schnell an Grenzen stoßen. Die Realisierung geometrisch einfacher Hinterschnitte ist nur durch den Einsatz mechanisch aufwendiger und wartungsintensiver  Schiebertechnologien möglich. Aus dem Sand- und Kokillenguss bekannte Sandkerne mit ihren organischen und anorganischen Bindersystemen halten den verfahrensspezifischen Drücken und Geschwindigkeiten nicht Stand und sind deshalb nicht für die Anwendung im Druckguss geeignet…

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3-D textile reinforced Al-matrix composites by high pressure die casting

Term: 1. February 2008 - 30. July 2012
Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Project leader:

Complex 3-D carbon fibre preforms are to be infiltrated with aluminium in a high pressure die casting process. If our approach is successful, it will represent a major breakthrough compared to gas pressure infiltration, the state-of-the-art technology to manufacture fibre reinforced metal parts. Compared to the above mentioned technology, pressure die casting offers several advantages. The short cycle times characteristic for this process are not only of a substantial economic advantage, but als…

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Pre-development of a Rhenium-free single crystal alloy

Term: 1. March 2010 - 30. August 2012
Funding source: Industrie
Project leader:

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Mechanisms of cracking during the solidification of Ni-base superalloys

Term: 1. June 2010 - 30. June 2012
Funding source: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Project leader:

Das Kernziel des Vorhabens ist ein verbessertes mechanistisches Verständnis der Heißrissbildung bei der Erstarrung von Nickelbasislegierungen. Die Ergebnisse können in einem eventuellen Nachfolgeprojekt zur Entwicklung neuer besser gießbarer Legierungssysteme genutzt werden. Auf Basis umfangreicher Vorarbeiten gehen wir von der Erkenntnis aus, dass die Restschmelze in gut gießbaren Legierungen lokalisiert vorliegt und nicht filmartig verteilt ist. Im Antragszeitraum soll unter Verwendung numeris…

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KW21-II: Increased efficiency and safety of gas turbines by better castable materials

Term: 1. January 2009 - 31. December 2012
Funding source: Bayerische Staatsministerien, Bayerische Forschungsstiftung
Acronym: KW21-II
Project leader:

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Relationship between microstructure and mechanical properties of the nickel base superalloy Allvac®718Plus®

Term: 1. January 2009 - 30. December 2011
Funding source: Industrie
Project leader:

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Development of coupling pistons and baffle plates in high pressure die casting

Term: 1. February 2005 - 1. June 2011
Funding source: Industrie
Project leader: ,

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Cooretec: Joining of single components of directionally solidified and single-crystal nickel-base superalloys by diffusion brazing

Term: 1. January 2008 - 30. March 2010
Funding source: Siemens AG, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Acronym: Cooretec
Project leader:

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GRK 1229/1 MW1: Solidification behavior, phase stability and hardening mechanisms in single crystal Nickel base superalloys of the 4th generation

Term: 1. April 2006 - 30. September 2010
Funding source: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
Acronym: GRK 1229/1 MW1
Project leader:

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GRK 1229/1 MM3: Thermodynamic modeling of the phase formation in Nickel base superalloys of the 4th generation

Term: 1. April 2004 - 30. September 2010
Funding source: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
Acronym: GRK 1229/1 MM3
Project leader:

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Boron free braze

Term: 1. October 2005 - 30. August 2010
Funding source: Siemens AG
Project leader:

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