3D-gedruckte Knotenpunkte aus Stahllegierungen für bionische Tragstrukturen

Im Projekt werden metallische 3D-Knotenstrukturen für bionische Tragwerke durch eine lichtbogenbasierte Fertigungstechnologie hergestellt. Die Anwendung der Lichtbogentechnik für tragende Bauteile treibt die additive Vorfertigung voran und ermöglicht die genauere Steuerung der Materialparameter.

Dafür werden Simulationen und statische Versuche durchgeführt, sowie unterschiedliche Werkstoffe und Stahllegierungen untersucht. Die Ergebnisse werden im Bau eines großmaßstäblichen Demonstrators zusammengeführt. Die Technik leistet einen Beitrag zur Umsetzung von materialsparenden Konstruktionen.

Die Material- und Geometriemodelle möglicher Knotenpunkte werden zuerst mittels numerischen Simulationen untersucht und unter bionischen Aspekten optimiert. Parallel dazu werden quasi-statische und dynamische Zugversuche an geeigneten Zusatzwerkstoffen für Stahllegierungen ermittelt und charakterisiert.

Auf Grundlage dieser Zwischenergebnisse werden additiv gefertigte 3D-Knotenlösungen mit der Lichtbogentechnik hergestellt und experimentell auf ihre mechanischen Eigenschaften untersucht.

Die Ergebnisse werden im Bau eines großmaßstäblichen Demonstrators gebündelt, an dem weitere Langzeitmessungen bzgl. Verformung, aber auch zur Wirtschaftlichkeit durchgeführt werden.