Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

IKT: Auxetische Strukturen mit Strangablegeverfahren gedruckt

Beispiel einer auxetischen Struktur, hergestellt mittels Strangablegeverfahren. (Foto: IKT)

Beispiel einer auxetischen Struktur, hergestellt mittels Strangablegeverfahren. (Foto: IKT)

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart forscht gemeinsam mit dem Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF) der Universität Stuttgart an auxetischen Strukturen, hergestellt mittels Strangablegeverfahren.

Auxetische Strukturen besitzen eine negative Querkontraktionszahl, weiten sich quer zur Belastungsrichtung auf anstatt sich zu verjüngen. Das besondere Verhalten wird nicht etwa durch die eingesetzten Werkstoffe, sondern die Struktur hervorgerufen und bietet neuartige Funktionalitäten und Designlösungen. In der Regel sind auxetische Strukturen sehr komplex, wodurch erst mit dem Einsatz von additiven Fertigungsverfahren eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. Daher bietet es sich aufgrund der hohen Gestaltungsfreiheit dieses Verfahrens an, auxetische Strukturen mit dem Strangablegeverfahren herzustellen.

Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projektvorhabens soll ein Kunststoff dahingehend maßgeschneidert werden. Anschließend wird dieser zu Filamenten verarbeitet und im Strangablegeverfahren zu auxetischen Strukturen gedruckt. Am IKT liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines Werkstoffs mit definierter Dehnfähigkeit und der Herstellung verschiedener auxetischer Strukturen. Am Partnerinstitut IMWF werden Prozesssimulationen (Strangablegeverfahren) und Bauteilsimulationen (auxetische Strukturen) durchgeführt. Dies ermöglicht die Bestimmung der Parameter für einen stabilen Prozess als auch die Vorhersage über das auxetische Verhalten der gedruckten Bauteile bei Variation der Geometrie und des Kunststoffs.

www.ikt.uni-stuttgart.de

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