Forschungsbericht 2025

Industrialisierung smarter Werkstoffe M-27

Leitung: Kelbassa, Ingomar
Oberingenieur: Herzog, Dirk
Gründungsdatum: 1.4.2022

Institut auf TORE
Institutswebsite

The Institute for Industrialization of Smart Materials (ISM) is engaged in research and development of “smart” materials and their transfer into industrial products. Such materials are used in particular for adaptive, self-regulating system components, which can be realized, among other things, with the help of additive manufacturing (AM). The director of the institute, Professor Kelbassa, is also the director of the Fraunhofer Institute for Additive Manufacturing Technologies IAPT in Hamburg-Bergedorf. Further research focuses include, for example, function and sensor integration with the aid of AM.

Publikationen

• Design guidelines for multimaterial parts manufactured in the material extrusion of metals process - Journal Article
  Hünting, Jan; Asami, Mohammad Karim; Lo, Stella; Kelbassa, Ingomar; Emmelmann, Claus
  Journal of Laser Applications 37 (4): 042020 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Surface roughness formation in powder bed fusion of copper using Gaussian and ring-shaped laser beam profiles - Journal Article
  Bauch, Alexander; Kohlwes, Philipp; Kelbassa, Ingomar
  Lasers in manufacturing and materials processing 12: 829–876 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Determination of piston-based material extrusion flow rate via algorithm-based temperature control - Conference Paper
  Hermans, Lennard; Scheumann, Jan; Avci, Burhan Umur; Kelbassa, Ingomar
  Euro Powder Metallurgy Congress and Exhibition, Euro PM 2025
  Publisher DOI
  
  
• Effects of laser beam shaping on Ti-6Al-4V single tracks in PBF-LB/M: A study with Aconity MIDI+ - Journal Article
  Ullah, Abid; Bakhtari Ahmad Reshad; Medvedev, Alexander; Molotnikov, Andrey; Herzog, Dirk; Kelbassa, Ingomar; Emmelmann, Claus; Brandt, Milan
  Optics & Laser Technology 192: 113762 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Enhancing computed tomography-based pore mesh models through matching with microscope cross-section images - Journal Article
  Mansky, Sebastian; Becker, Malte; Herzog, Dirk; Kelbassa, Ingomar
  Journal of nondestructive evaluation 44 (3): 99 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Design guidelines for material extrusion of metals (MEX/M) - Journal Article
  Asami, Mohammad Karim; Medapati, Mehar Prakash Reddy; Rakow, Titus; Röver, Tim; Emmelmann, Claus
  Journal of Experimental and Theoretical Analyses 3 (2): 15 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Application of machine learning in predicting quality parameters in Metal Material Extrusion (MEX/M) - Journal Article
  Asami, Karim; Kuehne, Maxim; Röver, Tim; Emmelmann, Claus
  Metals 15 (5): 505 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Metallic bipolar plate production through additive manufacturing: contrasting MEX/M and PBF-LB/M approaches - Journal Article
  Asami, Mohammad Karim; Roth, Sebastian; Hünting, Jan; Röver, Tim; Emmelmann, Claus
  Journal of Experimental and Theoretical Analyses 3 (2): 12 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Methodology for cost estimation using characteristic factors in additive manufacturing - Journal Article
  Asami, Mohammad Karim; Herzog, Dirk; Deutschmann, Torben; Röver, Tim; Kelbassa, Ingomar; Emmelmann, Claus
  Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 72: 75-82 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Advancing multiphase flow imaging with high-density receiver arrays: MRI velocity measurements in structured packing with Schwarz-Diamond-TPSf design - Conference Poster
  Adrian, Muhammad; Tsanda, Artyom; Merbach, Timo Alexander; Acikgöz, Serhan; Herzog, Dirk; Benders, Stefan; Kelbassa, Ingomar; Schlüter, Michael; Knopp, Tobias; Penn, Alexander
  Jahrestreffen der DECHEMA/VDI-Fachgruppen Mischvorgänge, Hochdruckverfahrenstechnik und Mehrphasenströmungen 2025
  
  
• Industrialization of additive manufacturing - Journal Article
  Kelbassa, Ingomar; Beckmann, Frank; Herzog, Dirk; Bartsch, Katharina; Jankowiak, Mirco; Weber, Julian Ulrich; Kohlwes, Philipp; Imgrund, Philipp; Jothi Prakash, Vishnuu; Brück, Matthias
  PhotonicsViews 22 (1): 56-58 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Influence of Aluminium and Titanium alloy particle size distribution on laser-based powder bed fusion manufacturability - Doctoral Thesis
  Ludwig, Ina
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  

Forschungsdaten

• Supplementary material to publication with title: Design guidelines for multi-material parts manufactured in the material extrusion of metals process - Dataset
  Hünting, Jan
  Open Access
  
  
• Supplementary material to publication with title: SMART-Reactors : tailoring gas holdup distribution by additively manufactured lattice structures - Dataset
  Maiwald, Maria Isabelle; Spille, Claas
  Open Access
  
  

Projekte

• FlexMat3D - Entwicklung eines hochflexibel einsetzbaren Multimaterial 3D-Großformatdruckers
  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE); Laufzeit 2026-2028
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  
  
• EXC 3120 BlueMat - Research Topic B1: Tunable Water Condensation and Evaporation
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Hesse, Linnea; Shokri, Nima
  Co-Projektleitung: Fröba, Michael; Huber, Patrick; Pagnan Furlan, Kaline; Kelbassa, Ingomar; Prisle, Nønne; Schnell, Melanie
  Mitarbeitende: Niklas Groth; Schattmann, Christine
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg; Karlsruher Institut für Technologie; Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
  
  
• EXC 3120 BlueMat - Cross Area Exploitation & Experiencing
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Smirnova, Irina; Steinicke, Frank
  Co-Projektleitung: Kelbassa, Ingomar; Kölpin, Alexander; Köttering, Martin; Trieu, Hoc Khiem; Zierold, Robert
  Mitarbeitende: Schattmann, Christine; Ioannis Markopoulos; Ilgaz, Fatih
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg; Hochschule für bildende Künste HFBK
  
  
• LuMEX-HT - Entwicklung von fließfähigen HT-Werkstoffen und Verfahren für den FDM-Druck mit < 100 ppm niedermolekularen Fragmenten zur Herstellung ausgasungsarmer Bauteile für Reinraumanwendungen
  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE); Laufzeit 2025-2027
  Projektleitung: Herzog, Dirk
  Externe beteiligte Einrichtungen: MATERIALES GmbH
  
  
• AM-Spindel - Transferprojekt: Einsatz generativ gefertigter Strukturbauteile in der Hauptspindel einer Werkzeugmaschine
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2025-2027
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  Mitarbeitende: Lichtenwald, Daniel; Medapati, Mehar Prakash Reddy
  Externe beteiligte Einrichtungen: Innomotics GmbH; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
  
  
• I³-Junior-Project – Investigation of impact and improvements of additive manufacturing technologies for structured packings in distillation columns
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2025-2026
  Projektleitung: Dobschall, Alina; Maiwald, Maria Isabelle
  
  
• LitEndo - Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) für die Herstellung patientenspezifischer Endoprothesen
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2024-2026
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  Co-Projektleitung: Herzog, Dirk
  Mitarbeitende: Haars, Moritz
  Externe beteiligte Einrichtungen: Back to Mobility GmbH; Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH; Incus GmbH; amsight GmbH
  
  
• FD3D - Durchführbarkeitsstudie Fassadendämmung 3D Druck
  Hamburgische Investitions- und Förderbank; Laufzeit 2024-2025
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  Mitarbeitende: Keller, Maximilian
  Externe beteiligte Einrichtungen: TECCON Consulting & Engineering GmbH
  
  
• BRAVE - roBust post-pRocessing of AdditiVEly manufactured components
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar; Herzog, Dirk
  Mitarbeitende: Lichtenwald, Daniel
  Externe beteiligte Einrichtungen: Tribonex AB; Sandvik Coromant; Höganäs AB; Forsmark AB; Ringhals AB; OKG AB; RISE Research Institutes of Sweden AB; Chalmers University of Technology; Ampower GmbH & Co. KG; Raytrix GmbH; GKN Aerospace Sweden AB; Quintus Technologies AB
  
  
• DruSint-AM - Entwicklung einer optimierten Drucksinterroute für die sinterbasierte Additive Fertigung
  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE); Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  Mitarbeitende: Dias da Silva, Marcel
  Externe beteiligte Einrichtungen: PVA-Industrial Vacuum Systems GmbH; Merkle CAE Solutions GmbH; Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH
  
  
• ILSC-APP - Integration von Leichtbau- und Nachhaltigkeitskriterien in den automatisierten Bauteilanalyseprozess
  Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN); Laufzeit 2024-2026
  Projektleitung: Herzog, Dirk
  Mitarbeitende: Kuehne, Maxim
  Externe beteiligte Einrichtungen: 3D Spark GmbH
  
  
• SFB 1615 - Teilprojekt C01: Integration von Komponenten in adaptive Geometrien
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2023-2027
  Projektleitung: Herzog, Dirk; Kelbassa, Ingomar; Schlüter, Michael
  Mitarbeitende: Wigger, Christoph; Açikgöz, Serhan; Nguyen, Anh Minh; Maiwald, Maria Isabelle; Hünting, Jan; Merbach, Timo Alexander
  
  
• KoPro-VR - Kollaborative Produktentwicklung in der Additiven Fertigung mittels Virtueller Realität
  Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR); Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Mersch, Franz Ferdinand; Kelbassa, Ingomar
  Mitarbeitende: Medapati, Mehar Prakash Reddy; Rullan Lemke, Christina
  Externe beteiligte Einrichtungen: Flavia IT-Mangement GmbH; Hein & Oetting Feinwerktechnik GmbH; Centerline Design GmbH
  
  
• REDI - RMIT European Doctoral Innovators Programme
  European Commission; Laufzeit 2022-2027
  Projektleitung: Kelbassa, Ingomar
  Mitarbeitende: Crego Lozares, Jose Manuel; Ullah, Abid
  Externe beteiligte Einrichtungen: RMIT Royal Melbourne Institute of Technology
  
  

Großgeräte

• Digitalmikroskop
  Hersteller: Keyence Deutschland GmbH
  DOI: 10.15480/882.14668
  DFG-Geräteklassifikation: 5000 -- Labormikroskope
  
  
• Metall-3D-Drucker (PBF-LB/M)
  Hersteller: alphacam GmbH
  DOI: 10.15480/882.14716
  DFG-Geräteklassifikation: 2099 -- 3D-Drucker für metallische Werkstoffe