Dr. Petra Sonnweber-Ribic

Erzählen Sie doch mal: was fasziniert Sie an der Forschung?
Die Forschung erlaubt uns, ein Verständnis für unsere physische Welt zu entwickeln. Und genau das hat mich schon immer interessiert – wie funktioniert etwas, und was sind die Ursachen für beobachtetes Verhalten. Denn wenn die zugrundeliegenden Mechanismen und die grundsätzlichen Effekte verstanden werden, schaffen wir die Basis für Verbesserung und Weiterentwicklung. So können beispielsweise die mechanischen Eigenschaften bekannter Metalle verbessert oder sogar völlig neue Anwendungen ermöglicht werden. Das finde ich unglaublich spannend.

Was macht die Forschung bei Bosch besonders?
Die Bosch Forschung bietet die Möglichkeit, wichtigen grundlegenden wissenschaftlichen Fragestellungen mit dem erforderlichen Aufwand nachzugehen. Gleichzeitig hat die Forschung immer einen sehr konkreten Anwendungsbezug. Durch diese Kombination ist die Arbeit äußerst abwechslungsreich und interessant. Besonders die verschiedenen Geschäftsbereiche mit unterschiedlichsten Komponenten führen zu sehr vielfältigen wissenschaftlichen Fragestellungen. Dadurch gibt es stets neue Herausforderungen und Entwicklungsthemen.

Woran forschen Sie bei Bosch?
Ich arbeite an der Modellierung der mikromechanischen Ermüdungsschädigung in metallischen Werkstoffen. Die Materialermüdung ist einer der relevantesten Versagensmechanismen für mechanisch beanspruchte Komponenten. Sie erfordert gegenwärtig einen zeit- und kostenintensiven experimentellen Aufwand, um sicherzustellen, dass unsere Komponenten eine bestimmte Lebensdauer oder Ermüdungsfestigkeit erreichen. Um diesen experimentellen Aufwand zu reduzieren und die Materialentwicklung zielgerichteter zu gestalten, müssen deshalb die grundlegenden Mechanismen verstanden werden, die für diese Schädigungen verantwortlich sind. Die besondere Herausforderung bei der Ermüdungsschädigung ist, dass sie von vielen unterschiedlichen Faktoren beeinflusst wird. Beispielsweise spielen die Oberflächenrauigkeit oder auftretende Eigenspannungen eine wichtige Rolle. Ganz wesentlich aber wird die Ermüdung von der Mikrostruktur des Werkstoffs beeinflusst. Derzeit arbeiten wir in einem interdisziplinären Team an der Modellierung aller dieser Einflüsse und ihrer gegenseitigen Wechselwirkung. Wir können mit dem bestehenden Ansatz bereits die mikrostrukturbedingte Streuung der Lebensdauer vorhersagen und den Einfluss unterschiedlicher Werkstoffphasen auf die Schädigung modellieren.

Was sind die größten wissenschaftlichen Herausforderungen in Ihrem Forschungsfeld?
Der Ausdruck „Capturing Physics“ beschreibt das sehr treffend. Für Aussagen auf Komponentenebene können trotz wachsender Rechenleistung Materialien nicht auf der grundlegendsten atomaren Ebene modelliert werden. Deshalb ist es notwendig, die relevanten Werkstoffeigenschaften zu beschreiben und sie durch repräsentative, physikalisch basierte Modelle darzustellen. Die große Herausforderung für die computerbasierte Materialwissenschaft besteht darin, die richtige Kombination zu finden, damit einerseits die wichtigen physikalischen Mechanismen dargestellt werden und andererseits das Gesamtsystem mit vertretbarem Zeitaufwand berechnet werden kann.

Wie werden Ihre Forschungsergebnisse zu “Technik fürs Leben”?
Rechnerbasierte Prognosen zu Material- und Komponenteneigenschaften sind ein wichtiger Schritt, um den Zeit- und Kostenaufwand für die Entwicklung neuer Komponenten zu reduzieren. Mit der Identifikation und Modellierung grundlegender Mechanismen und Zusammenhänge tragen wir außerdem zur Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit unserer Produkte bei.