Modelling Assisted Solid State Materials Development and Additive Manufacturing

Informations projet

MA.D.AM

N° de convention de subvention: 101001567

DOI

10.3030/101001567

Date de signature de la CE 27 Janvier 2021

Date de début 1 Juin 2021

Date de fin 30 Novembre 2026

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 1 999 587,00

Contribution de l’UE

€ 1 999 587,00

Coordonné par

HELMHOLTZ-ZENTRUM HEREON GMBH
Germany

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Livrables

Open Research Data Pilot (1)

Data Management Plan (DMP)

Data Management Plan in the Open Research Data Pilot

Publications

Conference proceedings (10)

Grain Structure Evolution Ahead of the Die During Friction Extrusion of AA2024

Auteurs: Chang Yin-Cheng Chan, Uceu F. H. R. Suhuddin, Lars Rath, Felipe Labanca Bachiega, Benjamin Klusemann
Publié dans: Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity - Current Trends in the Technology of Plasticity. ICTP 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering., Numéro volume 3, 2024, Page(s) 422-428, ISBN 978-3-031-41341-4
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1007/978-3-031-41341-4_43

Behavior of volumetric core defects in friction extrusion of wire from Al-Cu alloy

Auteurs: Lars Rath, Uceu F.H. Suhuddin, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Research Proceedings, Numéro volume 41, 2024, Page(s) 763-770, ISBN 9781644903131
Éditeur: Materials Research Forum LLC
DOI: 10.21741/9781644903131-84

Comparison of different machine control modes during friction extrusion of AA2024

Auteurs: Harikrishna Rana, Chang Chan, Uceu F.H. Suhuddin, Noomane Ben Khalifa, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Research Proceedings, Numéro 54, 2025, Page(s) 772-779
Éditeur: Materials Research Forum LLC

Processability of Mg-Gd Powder via Friction Extrusion

Auteurs: Rath, L., Chan, C., Suhuddin, U., Buresch, H., Ebel, T., Klusemann, B.
Publié dans: Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity - Current Trends in the Technology of Plasticity. ICTP 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering., Numéro volume 1, 2024, Page(s) 431-442, ISBN 978-3-031-41023-9
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1007/978-3-031-41023-9_44

Experimental Investigation of Efficiency and Deposit Process Temperature during Multi-Layer Friction Surfacing

Auteurs: Zina Kallien, Arne Roos, Benjamin Klusemann
Publié dans: Key Engineering Materials, Numéro volume 926, 2022, Page(s) 187-193, ISBN 978-3-0357-3750-9
Éditeur: Trans Tech Publications Ltd.
DOI: 10.4028/p-s43q63

On the relevance of descriptor fidelity in microstructure reconstruction

Auteurs: Paul Seibert, Alexander Raßloff, Karl Kalina, Ali Safi, Paul Reck, Daniel Peterseim, Benjamin Klusemann, Markus Kästner
Publié dans: Proceedings in AppliedMathematics and Mechanics, Numéro volume 23, issue 3, 2023, Page(s) e202300116, ISSN 1617-7061
Éditeur: Wiley-VCH GmbH
DOI: 10.1002/pamm.202300116

Process simulation of friction extrusion of aluminum alloys

Auteurs: George Diyoke, Lars Rath, Rupesh Chafle, Noomane Ben Khalifa, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Research Proceedings, Numéro volume 28, 2023, Page(s) 487-494
Éditeur: Materials Research Forum LLC.
DOI: 10.21741/9781644902479-53

Comparison of Friction Extrusion Processing From Bulk and Chips of Aluminum-Copper Alloys

Auteurs: Lars Rath, Uceu F.H. Suhuddin, Benjamin Klusemann
Publié dans: Key Engineering Materials, Numéro volume 926, 2022, Page(s) 471-480, ISBN 978-3-0357-3750-9
Éditeur: Trans Tech Publications Ltd.
DOI: 10.4028/p-vw04z5

Friction extrusion processing of aluminum powders: Microstructure homogeneity and mechanical properties

Auteurs: Chang Yin-Cheng Chan, Lars Rath, Uceu F.H.Suhuddin, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Research Proceedings, Numéro volume 28, 2023, Page(s) 515-522
Éditeur: Materials Research Forum LLC
DOI: 10.21741/9781644902479-56

Analysis of a phase-field finite element implementation for precipitation

Auteurs: Ali Reza Safi, Rupesh Chafle, Benjamin Klusemann
Publié dans: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, Numéro volume 22, 2022, Page(s) e202200238
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/pamm.202200238

Peer reviewed articles (19)

Impact of friction stir welding-like heat cycles on precipitates in AA7050 analysed by SAXS and numerical modelling

Auteurs: Susanne Henninger, Rupesh Chafle, Emad Maawad, Benjamin Klusemann, Martin Müller, Peter Staron
Publié dans: Materialia, Numéro 39, 2025, Page(s) 102343, ISSN 2589-1529
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.mtla.2025.102343

Temperature-dependent mechanical behavior of aluminum AM structures generated via multi-layer friction surfacing

Auteurs: Zina Kallien, Arne Roos, Christian Knothe-Horstmann, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Science and Engineering: A, Numéro volume 871, 2023, Page(s) 144872, ISSN 0921-5093
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.msea.2023.144872

Numerical simulation of friction extrusion: process characteristics and material deformation due to friction

Auteurs: George Diyoke, Lars Rath, Rupesh Chafle, Noomane Ben Khalifa, Benjamin Klusemann
Publié dans: International Journal of Material Forming, Numéro volume 17, 2024, ISSN 1960-6206
Éditeur: Springer-Verlag France
DOI: 10.1007/s12289-024-01825-z

Microstructure evolution and texture development during production of homogeneous fine-grained aluminum wire by friction extrusion

Auteurs: Uceu F.H. Suhuddin, Lars Rath, Ricardo M. Halak, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Characterization, Numéro 205, 2023, Page(s) 113252 (13p.), ISSN 1044-5803
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.matchar.2023.113252

Correlation of Microstructure and Local Mechanical Properties Along Build Direction for Multi-layer Friction Surfacing of Aluminum Alloys

Auteurs: Zina Kallien, Marius Hoffmann, Arne Roos, Benjamin Klusemann
Publié dans: JOM, Numéro 75, 2023, Page(s) 4212-4222, ISSN 1047-4838
Éditeur: J O M Institute
DOI: 10.1007/s11837-023-06046-4

Effect of ambient conditions in friction surfacing

Auteurs: M. Hoffmann, E. A. Duda, P. Aspes, B. Klusemann
Publié dans: Welding in the World, 2024, ISSN 0043-2288
Éditeur: International Institute of Welding/Institute International de la Soudure
DOI: 10.1007/s40194-024-01865-8

GPU-accelerated meshfree computational framework for modeling the friction surfacing process

Auteurs: Ahmed Elbossily, Zina Kallien, Rupesh Chafle, Kirk A. Fraser, Mohamadreza Afrasiabi, Markus Bambach, Benjamin Klusemann
Publié dans: Computational Particle Mechanics, 2025, ISSN 2196-4378
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/s40571-025-01048-2

Application of friction surfacing for solid state additive manufacturing of cylindrical shell structures

Auteurs: Zina Kallien; Lars Rath; Arne Roos; Benjamin Klusemann
Publié dans: Additive Manufacturing Letters, Numéro volume 8, 2024, Page(s) 100184, ISSN 2772-3690
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.addlet.2023.100184

Additive friction stir deposition vs. friction surfacing: Comparison of friction stir-based approaches for groove repair of high strength aluminum alloys

Auteurs: Zina Kallien, Victor A. Rojas, Pietro Aspes, Adam N. Swinney, Trevor J. Fleck, J. Brian Jordon, Paul G. Allison, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials & Design, Numéro 258, 2025, Page(s) 114511, ISSN 0264-1275
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.matdes.2025.114511

Fatigue crack propagation in AA5083 structures additively manufactured via multi-layer friction surfacing

Auteurs: Zina Kallien, Christian Knothe-Horstmann, Benjamin Klusemann
Publié dans: Additive Manufacturing Letters, Numéro volume 6, 2023, Page(s) 100154, ISSN 2772-3690
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.addlet.2023.100154

CALPHAD-based modeling of pressure-dependent Al, Cu and Li unary systems

Auteurs: Elizabeth Mathew, Rupesh Chafle, Benjamin Klusemann
Publié dans: Calphad, Numéro volume 85, 2024, Page(s) 102692, ISSN 1873-2984
Éditeur: Elsevier Ltd. All
DOI: 10.1016/j.calphad.2024.102692

Generative 3D reconstruction of Ti-6Al-4V basketweave microstructures by optimization of differentiable microstructural descriptors

Auteurs: Vincent Blümer, Ali Reza Safi, Celal Soyarslan, Benjamin Klusemann, Ton van den Boogaard
Publié dans: Acta Materialia, Numéro 291, 2025, Page(s) 120947, ISSN 1359-6454
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.actamat.2025.120947

Insight into layer formation during friction surfacing: Relationship between deposition behavior and microstructure

Auteurs: Marius Hoffmann, Zina Kallien, Eduardo Antunes Duda, Benjamin Klusemann
Publié dans: Materials Today Communications, Numéro 41, 2024, Page(s) 110337, ISSN 2352-4928
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.mtcomm.2024.110337

Fundamental study of multi-track friction surfacing deposits for dissimilar aluminum alloys with application to additive manufacturing

Auteurs: Soujon, M.; Kallien, Z.; Roos, A.; Zeller-Plumhoff, B.; Klusemann, B.
Publié dans: Materials & Design, Numéro volume 219, 2022, Page(s) 110786, ISSN 0264-1275
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110786

Data-driven and physics-based modelling of process behaviour and deposit geometry for friction surfacing

Auteurs: Frederic E. Bock, Zina Kallien, Norber Huber, Benjamin Klusemann
Publié dans: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numéro 418, 2024, Page(s) 116453 (26p.), ISSN 0045-7825
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2023.116453

Combined experimental-numerical analysis of the temperature evolution and distribution during friction surfacing

Auteurs: Zina Kallien, Benjamin Klusemann
Publié dans: Surface and Coatings Technology, Numéro volume 437, 2022, ISSN 0257-8972
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128350

Changes in processing characteristics and microstructural evolution during friction extrusion of aluminum

Auteurs: Ricardo M. Halak, Lars Rath, Uceu F.H.R. Suhuddin, Jorge F. dos Santos, Benjamin Klusemann
Publié dans: International Journal of Material Forming, Numéro volume 15, 2022, ISSN 1960-6206
Éditeur: Springer-Verlag France
DOI: 10.1007/s12289-022-01670-y

Effect of consumable stud microstructure on friction surfacing: Comparison between friction extruded and hot extruded AA2024 studs

Auteurs: Pietro Aspes, Zina Kallien, Lars Rath, Uceu Suhuddin, Benjamin Klusemann
Publié dans: Journal of Materials Processing Technology, Numéro 341, 2025, Page(s) 118862, ISSN 0924-0136
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2025.118862

A multi-component phase-field model for T1 precipitates in Al-Cu-Li alloys

Auteurs: Ali Reza Safi, Elizabeth Mathew, Rupesh Chafle, Benjamin Klusemann
Publié dans: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, Numéro 33, 2025, Page(s) 065009, ISSN 0965-0393
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-651x/adf3d2