Intelligente Digitale Materialien

Key Words: LPBF, Lightweight Design, Algorithm-based Lattice Structures, Digital Material

…angepasst an fertigungs- und anwendungsspezifische Anforderungen

Digitales Material besteht in der Regel aus nur einem Werkstoff. Seine Dichteverteilung im geometrischen Körper kann jedoch variieren, so dass das Bauteil in verschiedenen Abschnitten unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweist. Diese Beschaffenheit ermöglicht es, mithilfe unterschiedlicher Materialverteilungen lokale Dichten entsprechend der Belastung und weiteren Anforderungen anzupassen. Darüber hinaus können Gewicht, Kosten und Produktionszeit von Komponenten mithilfe von angepasstem Digitalen Material optimiert werden. Das Additive Manufacturing (AM) als bahnbrechende Produktionstechnologie ist aufgrund der geometrischen Freiheit und der werkzeuglosen Fertigung das einzige Verfahren, mit dem Digitales Material effizient hergestellt werden kann. Um das außerordentliche Potenzial Digitalen Materials für industrielle Anwendungen voranzutreiben, konzentriert sich der RWTH Aachen Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP auf die Entwicklung neuartiger effizienter Algorithmen zur Erzeugung intelligenter Digitaler Materialien. Die entwickelten Lösungen sollen fertigungs- und anwendungstechnische Rahmenbedingungen zukünftig nahezu automatisch bei der Generierung des Digitalen Materials integrieren. Die Entwicklungsschwerpunkte des Lehrstuhls DAP liegen derzeit vor allem in den folgenden Bereichen:

  • Algorithmische Gitter­struktur­erzeugung unter Berück­sichtigung von Fertigungs­retriktionen wie kritischem Überhang­winkel oder minimal erreichbarer Featuregröße
  • Lastadaptive Gitter­struktur­generierung basierend auf Belastung und Rand­bedingungen
  • Konforme Gitter­struktur­erzeugung
  • Verfeinerungs­algorithmen für Gitter­strukturen, entweder lokal oder global
  • Algorithmen zur Topologie­optimierung

Im Rahmen verschiedener Projekte werden Digitale Materialien am Lehrstuhl DAP für Anwendungsbereiche aus der Automobil-, Luftfahrt-, Werkzeug- und Medizinbranche entwickelt und industrialisiert. Unsere Expertise im Bereich Design for Additive Manufacturing gepaart mit jahrelangem Know-How im Bereich der AM-Prozessentwicklung helfen Ihnen, innovative Ideen in einem sich ständig verändernden Geschäftsumfeld zu entwickeln und umzusetzen: von der ersten Skizze bis zum fertigen Produkt!

Omid Zarei, M. Sc.

RWTH Aachen Lehrstuhl für
Digital Additive Production DAP
Campus-Boulevard 73
52074 Aachen

→ omid.zarei@dap.rwth-aachen.de