Multiskalensimulation - vom Atom bis zum Bauteil im Einsatz 

Die Simulation von Materialeigenschaften anhand aller relevanten Größenordnungen eines Bauteils, von der atomaren Struktur bis zu den auf Kristallstrukturen basierenden mesoskopischen Eigenschaften und zum fertigen makroskopischen Bauteil, wird die Werkstoffwissenschaften über die nächsten zwei Dekaden revolutionieren. 

Auf Basis wachsender Rechnerleistungen werden die Modellierung und das maßgeschneiderte Design von Werkstoffen mit Hilfe von Simulationswerkzeugen über mehrere Längen- und Zeitskalen hinweg die klassischen, ingenieurwissenschaftlichen geprägten, experimentellen und numerischen Methoden ergänzen und wesentlich erweitern. Die Fraunhofer-Forschung zur Multiskalen Material Modellierung hat zum Ziel, weltweit erstmals anhand von ausgewählten Demonstratoren die Durchführbarkeit einer kohärenten 

Werkstoffmodellierung über alle relevanten Längen- und Zeitskalen zu zeigen. Der Schwerpunkt dieses ehrgeizigen und stark interdisziplinären Projekts liegt in der Entwicklung von numerischen Werkzeugen (MMM-Tools), welche die integrierte Nutzung von bislang bezüglich der Zeit- und Längenskalen getrennten Simulationstechniken ermöglichen werden. 

Die Expertise, die durch den Synergieeffekt der unterschiedlichen Kompetenzen der Institute in diesem Projekt akkumuliert wird, findet ihre erste Anwendung in den drei Demonstratoren polymere Klebschichten, Sinterwerkstoffe und Grenzschichtphänomene bei amorphen Kohlenwasserstoff-Schichten. Die grundlegende Vorlaufforschung in diesem Projekt wird dem Verbund Werkstoffe, Bauteile und den beteiligten Instituten eine ausgezeichnete wissenschafltiche und strategische Position sichern, um mittelfristig europaweit die Führung in den Skalen übergreifenden Werkstoff-Simulationen zu übernehmen und damit langfristig ein Alleinstellungsmerkmal am Markt zu erzielen.