Prof. Dr. Alexander Kauffmann ist seit dem 1. Mai 2025 auf dem Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaft an der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum tätig. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf der Verbesserung von Werkstoffen, die extremen Bedingungen standhalten müssen, insbesondere in der Luftfahrtindustrie.
Zuvor war Kauffmann am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) tätig, wo er metallische und intermetallische Werkstoffe mit verbesserter Hochtemperaturfestigkeit und erhöhter Kriechbeständigkeit erforschte. Seine Arbeiten umschlossen auch das Verhalten von Materialien bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. Er setzte dafür skalenübergreifende Charakterisierungs- und Simulationsmethoden ein, um die Materialeigenschaften zu optimieren.
Forschung zu Hochleistungswerkstoffen
An der Ruhr-Universität Bochum wird Kauffmann nahtlos an seine vorherigen Forschungen anknüpfen. Besonders im Fokus stehen Superlegierungen für hohe Einsatztemperaturen, die in modernen Flugzeugtriebwerken wie dem Triebwerk F119 von Hewlett-Packard oder dem M88-2 von SNECMA notwendig sind. Diese Triebwerke nutzen hochmoderne Werkstoffe und Technologien, die eine effektive Leistung bei extremen Temperaturen gewährleisten.
Über 50% des Materials in modernen Triebwerken besteht aus Hochtemperatur-Legierungen, wie Nimonic80 oder Inconel, die durch Herstellungsverfahren wie Vakuumschmelztechnik verbessert werden. Kauffmanns Ziel ist es, die Wirkungsgrade von Energiewandlungssystemen zu erhöhen, insbesondere in Bezug auf Flugzeugturbinen. Hierbei steht auch die Eignung der Materialien für Wasserstoff- und wasserhaltige Atmosphären sowie deren Recyclingfähigkeit im Mittelpunkt.
Technologische Herausforderungen und Entwicklungen
Ein weiterer wichtiger Aspekt von Kauffmanns Forschung ist die Beständigkeit von Materialien gegenüber thermomechanischen Belastungszyklen, wie sie etwa in Reservekraftwerken auftreten. Er plant weiterhin, Formgedächtniswerkstoffe und Materialien für die Medizintechnik zu entwickeln. Diese Technologien könnten die Anwendung von innovativen Werkstoffen auch in anderen Bereichen vorantreiben.
Kauffmann hebt hervor, dass die Ruhr-Universität Bochum über ein bedeutendes Forschungsumfeld in der Werkstoffwissenschaft verfügt. Die enge Verbindung von Werkstoffsynthese, -verarbeitung und -charakterisierung an dieser Institution wird ihm ermöglichen, seine ambitionierten Ziele zu erreichen.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie sind innovative Werkstoffe von entscheidender Bedeutung. Die Entwicklung neuer intermetallischer Verbindungen soll beispielsweise die spezifische Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit erhöhen und gleichzeitig die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit verbessern. Titan-Aluminium-Verbindungen, die bei Temperaturen von bis zu 982 °C eingesetzt werden, zeigen hierbei vielversprechende Ergebnisse.
Die Kombination von extremen Anforderungen und der Notwendigkeit, Gewicht zu sparen, führt auch zum Einsatz von Verbundwerkstoffen mit keramischen und kohlenstoffbasierten Matrizes. Diese Materialien bieten nicht nur hohe Temperaturbeständigkeit, sondern auch Leichtigkeit, was für moderne Triebwerke unerlässlich ist.
Kauffmanns akademische Laufbahn ist ebenso beeindruckend wie seine Forschung. Er studierte Werkstoffwissenschaft an der Technischen Universität Dresden und war als wissenschaftlicher Mitarbeiter an mehreren prestigeträchtigen Institutionen aktiv, ehe er seine neue Rolle an der Ruhr-Universität antrat. Die Luft- und Raumfahrtindustrie stellt somit nicht nur hohe Ansprüche an Materialien, sondern ist auch ein Treiber technologischer Innovationen, die Kauffmann und seine Kollegen weiter erforschen werden.
Ruhr-Universität Bochum und Machine MFG beleuchten die entscheidende Rolle, die die Werkstoffforschung in der Luftfahrt spielt, und betonen, wie Kauffmanns Arbeiten dazu beitragen können, die kommenden Anforderungen der Industrie zu erfüllen.
