#ichbinDAP: Maximilian Voshage, M.Sc.

Die Menschen hinter der Forschung

#ichbinDAP: Jonas Zielinski

Jonas ist (quasi) promovierter Physiker und Gründungsmitglied des Lehrstuhl DAP. Als Teil der Gruppe Digital Product beschäftigt er sich thematisch mit der Modellierung der relevanten physikalischen Teilprozesse entlang der Prozesskette der Additiven Fertigung.

→ Jonas‘ Steckbrief

Jonas, du hast Physik studiert. Da denkt man an komplexe Formeln und Theorien, aber nicht in erster Linie an Additive Manufacturing. Wie kommt es, dass du jetzt genau in diesem Bereich arbeitest?

Für das Physikstudium und die Vertiefung in Elementarteilchenphysik habe ich mich entschieden, weil ich verstehen wollte, was das Universum im Innersten zusammenhält. Dieses Wissen wurde mir teilweise im Masterstudium an der RWTH Aachen zu Teil. Bei der Auswahl der Masterarbeit entschied ich mich jedoch dazu, mal ein reales – und nicht zu weit abstrahiertes Problem zu lösen. So kam ich am Fraunhofer ILT mit der „Integration des freien Randwertproblems beim Laserauftragsschweißen“ in Kontakt und lernte, wie man physikalische Teilprozesse modelliert, numerisch lösbar formuliert und simuliert, um recht gute, approximative Lösungen zu erhalten. Auf einmal war die Welt nicht mehr nur mathematisch beschreibbar, sondern auch in gewissem Rahmen lösbar!

Du beschäftigst dich also (größtenteils) mit Simulation. Was genau simulierst du am Lehrstuhl DAP?

Eigentlich simuliere ich fast alle Aspekte bzw. Teilschritte, die bei der Additiven Fertigung auftreten. Neben der „klassischen“ Schmelzbadsimulation für eine grobe Parametervorauswahl oder die Bestimmung der Erstarrungsbedingungen, der Mikrostruktur oder dem Bauteilverzug, versuche ich mit meinen Kolleg*innen ebenfalls das Design von Produkten für die Additive Fertigung und die spezifische spätere Anwendung zu verbessern.

Entwickelst du auch Software, um digitale Prozesse zu verbessern?

Tatsächlich entwickle ich Software um physikalische Prozesse, wie die Fertigung eines Bauteils bzw. die Prozessstrategie zu verbessern, zum Beispiel um lokale Überhitzungen im L-PBF zu verhindern.

#ichbinDAP: Marie-Noemi Bold am Keyence Digitalmikroskop. © RWTH DAP / Irrmischer.

Kann es Additive Manufacturing ohne Simulation überhaupt geben?

Selbstverständlich, wenn man Lust hat Bauteile iterativ und händisch so zu verbessern bis sie tatsächlich defektfrei gefertigt werden können, kann man die Simulation gerne beiseitelassen. Möchte man Hochleistungsprodukte kosteneffizient fertigen, dann wird jedoch eine vernünftige, robuste digitale Prozesskette inklusive Bauteilsimulationen benötigt!

#ichbinDAP: Marie-Noemi Bold auf Ihrer Fahrradtour durch Deutschland. © RWTH DAP.

Eine wichtige Frage an dich als Experten: Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir in einer Simulation leben?

13 % – wobei ich natürlich den Reiz höher entwickelter Zivilisationen verstehen kann, Intelligenzen zu erschaffen; ein vermutlich sehr rechenintensiver Prozess. Dazu aber noch physikalischen Quantengesetzmäßigkeiten erzeugen und alles bis ins Kleinste und Größte nachbilden? Ein enormer Aufwand… Hinzu kommt noch das Problem der rekursiven Simulation: Was passiert, wenn die simulierte Zivilisation (also in deiner Fragestellung wir) auch mit dem Simulieren von Intelligenzen oder gar Kosmen anfängt?! (Und die Wahrscheinlichkeit wäre ja schon hoch, da man ja nicht nur ein Universum simulieren würde, sondern sicherlich eine Sensitivitätsanalyse starten würde – ich zumindest). Darum eine Chance von unter 50 %, der genaue Wert von 13 % kommt zustande, weil spezifische Antworten glaubhafter klingen. 😀

Wenn du nicht gerade die digitale Prozesskette entlangläufst, sieht man dich auch regelmäßig an Kletter- oder Felswänden hochsteigen. Lässt du den perfekten Aufstieg vorher von einem Computer berechnen oder ist der Weg das Ziel?

Der Weg ist immer das Ziel. Das Modellieren der Prozesse oder die softwaretechnischen Umsetzungen beschäftigen mich in meiner Arbeitszeit ja deutlich länger als das Auswerten der „bunten Bilder“ die meist nur als Simulation wahrgenommen werden. Vor einem Aufstieg entwickelt man natürlich eine Strategie wie mein eine bestimmte Route angehen möchte – meist ist die Ersteinschätzung jedoch nicht ganz korrekt, sodass immer nachgeregelt werden muss, während man einen kühlen Kopf in schwindelerregender Höhe behält.

Stefan Reich

Jonas Zielinski, M. Sc.

RWTH Aachen Lehrstuhl
Digital Additive Production DAP
Campus-Boulevard 73
52074 Aachen

→ jonas.zielinski@dap.rwth-aachen.de

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