Das Werkstoffdesign verbunden mit angepassten Prozesslösungen steht im Fokus der Professur für Entwicklung und Funktionalisierung metallischer Werkstoffe, die von der TU Bergakademie Freiberg am Institut für Werkstoffwissenschaft und vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden etabliert wurde. Vor allem in den Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus, der Medizin- und Energietechnik sowie der Automobilindustrie geht es für die Forschenden darum, Prozessketten bis zum Prototyp abzubilden. Verbesserte Eigenschaften der Werkstoffe sollen dabei insbesondere zu längeren Standzeiten von Bauteilen führen und somit Ressourcen schonen.

So erfordert beispielsweise die steigende Nachfrage der Industrie nach Schneid- und Umformwerkzeugen mit erhöhter Nutzungsdauer bei extremer Belastung die Entwicklung neuartiger Hochleistungsstähle mit hoher Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und adäquater Zähigkeit. In enger Zusammenarbeit mit dem IFW Dresden gelang es dem Forschungsteam, neue Legierungen zu entwickeln, die bereits im Gusszustand die mechanischen Eigenschaften konventionell gefertigter Werkzeugstähle übertreffen.

Erreicht wird dies durch eine maßgeschneiderte chemische Zusammensetzung und relativ hohe Abkühlgeschwindigkeiten beim Gießprozess. Die neuen Stähle wurden bereits in der Industrie als Schneidwerkstoff in verschiedenen Anlagen wie beim Trennen von Kunststoff-Metall-Verbunden oder zum Schneiden von medizinischen Filtern validiert.

Im Bereich der Medizintechnik gilt es, neue biologisch abbaubare metallische Werkstoffe für Implantate zu entwickeln und skalenübergreifend zu charakterisieren. Ziel dieser besonderen Implantatwerkstoffe ist es, dass sich diese nach der Gewebeheilung vollständig auflösen. Damit können mögliche Komplikationen bei Langzeitimplantaten vermieden werden. Im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten für biologisch abbaubare metallische Implantatwerkstoffe steht die Entwicklung von Eisenlegierungen für Gefäßstützen (Stents). Durch neue Werkstoffe sollen eine hohe Verträglichkeit des Implantates zum umliegenden Gewebe erzielt und dabei unter anderem die mechanischen Eigenschaften gegenüber dem korrosionsbeständigen Referenzstahl gesteigert werden. 

Zudem werden angepasste Beschichtungslösungen für derartige Stents entwickelt. Dafür sind die Forschenden im engen interdisziplinären nationalen und internationalen Austausch mit Fachleuten aus Biologie, Chemie sowie Medizin.