Zerstörungsfreie Prüfung für die nachhaltige Energietechnik der Zukunft: TUM-Expertenforum 2024

Das 9. TUM-Expertenforum, veranstaltet von der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) an der Technischen Universität München (TUM) und dem Fachausschuss 101 „Zerstörungsfreie Prüfung“ des VDI, brachte etwa 70 Experten aus Wissenschaft und Industrie zusammen, die sich über aktuelle Entwicklungen und Herausforderungen in der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) austauschten, von der Batterietechnologie bis hin zur Luftfahrt.

Img 5491 auswahl tb Teilnehmende und Vortragende des 9. TUM Expertenforums 2024 © FRM II / TUM

Teilnehmende und Vortragende des 9. TUM Expertenforums 2024 © FRM II / TUM

Eröffnung der Veranstaltung und Einführung in die ZfP-Arbeit
Das biennale Plattformtreffen am 12. September bot auch dieses Jahr wieder Vorträge, eine Posterausstellung und eine Podiumsdiskussion, die Raum für Austausch und Vernetzung schufen. Dr. Ralph Gilles, Industriekoordinator des Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ), Leiter der Arbeitsgruppe „Advanced Materials“ am MLZ und Organisator des Expertenforums eröffnete die Veranstaltung, gefolgt von Thomas Ullmann (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), der die Arbeit des VDI-Fachausschusses zur ZfP hervorhob und die Bedeutung des Netzwerks für den Austausch von Kompetenzen zwischen Industrie und Forschung betonte.

Neutronenforschung für Materialprüfung
Im Anschluss begrüßte Prof. Dr. Christian Pfleiderer, Wissenschaftlicher Direktor der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), die Teilnehmenden und gab einen kurzen Überblick über die Nutzung von Neutronen für Industrie und Wissenschaft. Dabei ging er auf die herausragenden Eigenschaften von Neutronen ein, die es ermöglichen, tiefe Einblicke in Werkstoffe zu gewinnen und so die Entwicklung neuer Materialien und Technologien maßgeblich zu unterstützen.

Img 5499 auswahl bild2 In der Mittagspause hatten die Teilnehmenden die Möglichkeit die ausgestellten Poster zu begutachten und Fragen zu stellen. © FRM II / TUM

In der Mittagspause hatten die Teilnehmenden die Möglichkeit die ausgestellten Poster zu begutachten und Fragen zu stellen. © FRM II / TUM

Keynote: Herausforderungen an die Flugzeugantriebe der Zukunft
Ein besonderes Highlight des Tages war der Vortrag von Keynote-Speaker Prof. Jörg Esslinger. Esslinger, Mitarbeiter der MTU Aero Engines AG und Professor an der TUM School of Engineering and Design, berichtete von den „Herausforderungen an die Flugantriebe der Zukunft und ihre Materialien“. Er unterstrich, dass für die Entwicklung leistungsfähiger und umweltfreundlicher Flugzeugantriebe neue Materialien und innovative ZfP-Verfahren unerlässlich seien. Ein Beispiel für den Fortschritt in der Branche seien die von MTU entwickelten modernen Flugzeugtriebwerke, die Lärm und Emissionen deutlich reduzieren. Esslinger hob hervor, dass zerstörungsfreie Prüfmethoden entscheidend zur Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Triebwerke beitragen.

Innovative Prüftechnologien für Batterien: Von Röntgen- bis Neutronenmethoden
Vor der Mittagspause referierte Dr. Olaf Günnewig über röntgenbasierte Prüftechnologien zur Qualitätskontrolle von Batterien und Keramik-Verbundwerkstoffen. Anschließend stellte Dr. Joachim Jonuscheit Terahertz-Messtechniken zur präzisen Schichtdickenmessung von Batteriefolien in Echtzeit vor. Nach der Mittagspause und einer Posterausstellung, die Raum für Networking bot, setzte das Programm mit weiteren Fachvorträgen fort. Dr. Thomas Waldmann vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg zeigte in seinem Vortrag auf, wie neutronenbasierte und komplementäre Methoden zur zerstörungsfreien Prüfung von Li-Ionen-Batterien genutzt werden. „Gemeinsam mit den Kollegen des FRM II hatten wir die Möglichkeit, zerstörungsfreie neutronenbasierte Untersuchungen durchzuführen, die maßgeblich zum Verständnis eines kritischen Alterungsmechanismus beitrugen. Dies hat zur Entwicklung eines Verfahrens beigetragen das die zyklische Lebensdauer von Batterien verdoppeln kann“, erklärte Waldmann und verwies auf die Vorteile der Neutronentiefenprofilanalyse bei der Untersuchung von Batterieanoden.

TUM-Expertenforum 2024 Dr. Andreas Fent referiert über innovative Messverfahren, die in der Getriebefertigung für E-Mobilität eingesetzt werden. © FRM II / TUM

Dr. Andreas Fent referiert über innovative Messverfahren, die in der Getriebefertigung für E-Mobilität eingesetzt werden. © FRM II / TUM

ZfP in der Automobilindustrie
Auch in der Automobilindustrie sind ZfP-Methoden nicht mehr wegzudenken. Dr. Andreas Fent von der BMW Group präsentierte innovative Messverfahren, die in der Getriebefertigung für E-Mobilität eingesetzt werden. Fent hob dabei auch die Bedeutung der Neutronentomographie und -radiographie hervor: „Ohne Neutronen hätten wir damals den R6 Motor vermutlich nicht auf die Straße gebracht“, erklärte er und verwies auf die entscheidende Rolle dieser Technologien bei der damaligen Entwicklung von Kurbelgehäusen aus Magnesium-Aluminium-Verbundmaterialien.

Podiumsdiskussion: ZfP für die nachhaltige Energietechnik der Zukunft
Abgerundet wurde das Expertenforum mit einer Podiumsdiskussion, in der die Teilnehmenden die Möglichkeit hatten, Fragen zu stellen und aktuelle Herausforderungen der ZfP zu diskutieren. Keynote-Speaker Prof. Jörg Esslinger leitete den abschließenden Meinungsaustausch, in dem Themen wie die Reichweite von Batterien, der Wandel zur Elektromobilität sowie die Bedeutung interdisziplinärer Zusammenarbeit für die Weiterentwicklung von Prüfverfahren intensiv erörtert wurden.
Für viele ein weiterer Höhepunkt bildete die Führung durch die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), bei der die Teilnehmer die einzigartigen Möglichkeiten der Neutronenforschung hautnah und live erleben konnten.