Lightweight Lattice Structures
Projekt mit internationaler Kollaboration
Gitterstrukturen, auch als architektonische zelluläre Strukturen bezeichnet, werden aufgrund ihrer faszinierenden Eigenschaften, wie z. B. anpassungsfähiger Elastizitätsmodul, hohes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und große spezifische Oberfläche, in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt [1]. Die mit herkömmlichen Fertigungstechnologien hergestellten Gitterstrukturen erfordern meist eine komplizierte Prozesssteuerung oder zusätzliche Montageschritte. Darüber hinaus können bei herkömmlichen Verfahren nur begrenzte Arten von Einheitszellen zur Herstellung von Gitterstrukturen verwendet werden.
Glücklicherweise zeigt die Technologie der additiven Fertigung, basierend auf einem schichtweisen Prozess auf Grundlage von CAD Modellen, ihre einzigartige Fähigkeit und Flexibilität und bietet eine ideale Plattform für die Herstellung komplexer Komponenten wie Gitterstrukturen. Das führt zu einer effektiven Verkürzung der Bearbeitungszeit bis zur tatsächlichen Anwendung und einem Minimum an Materialabfall. Die additive Fertigung befreit also von den Zwängen des Strukturdesigns und ermöglicht eine präzise Fertigung von Gitterstrukturen mit guter Qualität. Es besteht weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich des Designs und der Optimierung verschiedener Eigenschaften und der Anwendungen von metallischen Gitterstrukturen, die durch additive Fertigung hergestellt werden [1].
Anforderungen:
- Die Arbeit wird in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern durchgeführt. Die Betreuung der Arbeiten erfolgt primär online.
- Aufgrund des internationalen Charakters des Projekts wird die Arbeitssprache (einschließlich Präsentationen und Bericht) Englisch sein.
- Eine Masterarbeit wird für dieses Thema bevorzugt vergeben.
Referenzen
- [1] L.-Y. Chen, S.-X. Liang, Y. Liu, L.-C. Zhang, „Additive manufacturing of metallic lattice structures: Unconstrained design, accurate fabrication, fascinated performances, and challenges” Materials Science and Engineering: R: Reports, vol. 146, 100648, 2021
- [2] B. Khoda, A.M.M. Nazmul Ahsan, A.N. Shovon, A.I. Alam “3D metal lattice structure manufacturing with continuous rods” Scientific Reports 11, 434, 2021
30167 Hannover