Process Engineering

The research objectives of process engineering are the production of particles for the application and development of new materials and functional materials. Current topics include reactive and non-reactive spraying, powder and layer formation processes, in combination with process and particle characterization. Thus, process engineering is the starting point for research into many material-oriented process chains, as is currently particularly evident in the example of powder production and particle formulation for additive manufacturing.

These research objectives are reflected in the scientific orientation of process engineering with the following research activities:

• Generic process design
• Reactive spray technology
• Powder and particle measurement technology
• Processing of functional materials
• Metal sputtering and spray compacting

Generic process design is a fundamental cross-sectional topic in process engineering, which takes place outside the conventional paths of particle/droplet or process research. Generic Process Design is characterized by the deliberate isolation of basic physical and chemical phenomena for research into higher-level laws and has direct interfaces to the Operations unit of process engineering. This is the basis for new and efficient synthesis routes for structural and functional materials.

The program area works closely with the associated department "Disperse Phase Transformation Processes" at the University of Bremen. Under the direction of Dr.-Ing. Nils Ellendt, this department deals with atomization processes with the aim of generating particles by solidifying the droplets or locally welding particles into components in additive manufacturing.

Die Forschungsziele der Verfahrenstechnik sind die Herstellung von Partikeln für die Anwendung und Entwicklung neuer Werkstoffe und Funktionsmaterialien. Aktuelle Themen beinhalten reaktive und nicht-reaktive Sprüh-, Pulver- und Schichtbildungsprozesse, in Kombination mit  Prozess- und Partikelcharakterisierung. Damit ist die Verfahrenstechnik der Startpunkt für die Erforschung vieler werkstofforientierter Prozessketten, wie aktuell am Beispiel der Pulverherstellung und Partikelformulierung für die Additive Fertigung besonders deutlich wird.

Diese Forschungsziele spiegeln sich in der wissenschaftlichen Ausrichtung der Verfahrenstechnik mit folgenden Forschungsaktivitäten wider:

• Generisches Prozessdesign
• Reaktive Sprühtechnik
• Pulver- und Partikelmesstechnik
• Prozessierung von Funktionsmaterialien
• Metallzerstäubung und Sprühkompaktieren
• Disperse Phasenumwandlungsprozesse

Dabei ist das Generische Prozessdesign ein grundlagenorientiertes Querschnittsthema der Verfahrenstechnik, welches außerhalb der herkömmlichen Wege der Partikel/Tropfen- oder Prozesserforschung erfolgt. Das Generische Prozessdesign zeichnet sich durch die bewusste Isolation von physikalischen und chemischen Grundphänomenen zur Erforschung übergeordneter Gesetzmäßigkeiten aus und verfügt über direkte Schnittstellen zu den Unit Operations der Verfahrenstechnik. Dies ist die Grundlage für neue und effiziente Synthesewege von Struktur- und Funktionsmaterialien.