„Wir wollen die Simulation aus der reinen Expertenhand lösen und sie direkt in die Entwicklungspraxis integrieren“, sagt Dr. Dennis Barton, Teamleiter Simulation am Fraunhofer IST. Ziel sei es, Personen aus der Konstruktion und Entwicklung eine fundierte Entscheidungsgrundlage zu bieten, ohne dass sie sich in die Komplexität numerischer Modellierungen einarbeiten müssen.
Bereits heute nutzt das Institut einen selbst entwickelten und in der Fachwelt etablierten PICMC/DSMC-Code zur Simulation von Niederdruckplasmen und Gasflüssen in PVD-Beschichtungsprozessen. Die Modelle liefern Informationen zu Gastrennfaktoren, Targetabbrand und Schichtdickenprofilen. Ergänzt wird dies durch Methoden wie Computational Fluid Dynamics (CFD), etwa in der Auslegung von Elektrolytreaktoren oder Trocknerkonstruktionen.
Mit einem wachsenden Team, intelligenten Datenstrategien und künstlicher Intelligenz will das Fraunhofer IST den Zugang zu Simulationsverfahren vereinfachen. Machine-Learning-Methoden und Large Language Models sollen dabei helfen, simulationsgestützte Entscheidungen auch für Nicht-Experten zugänglich zu machen. Eine zentrale Rolle spielen dabei digitale Zwillinge, Datenmanagement und vernetzte Sensorik.
Auch die Förderung künftiger Fachkräfte hat das Institut im Blick. In seiner Lehrveranstaltung Modellierungsverfahren in der Oberflächentechnik an der TU Braunschweig vermittelt Barton das Rüstzeug: „Das Simulieren erfordert ein eigenes Mindset – ein Verständnis dafür, wann ein Modell gut genug ist, welche Rechenkapazitäten zur Verfügung stehen und wie Ergebnisse mit der Realität abzugleichen sind.“