Aufbau eines Materialmodells für das geometrieabhängige, anisotrope Materialverhalten generativ gefertigter Bauteile

Der drastische Anstieg von Material- und Energiepreisen zwingt nahezu alle Hersteller von produktionstechnischen Anlagen, ressourceneffiziente Verarbeitungsmaschinen zu entwickeln. Ein hohes Potenzial hierfür bietet die Reduzierung beschleunigter Massen durch die Verwendung von Leichtbaustrukturen. Bei der Fraunhofer-Projektgruppe für ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV), wird hinsichtlich dieser Motivation ein Ansatz untersucht, bei dem mit Hilfe von additiven Fertigungsverfahren kraftflussoptimierte Gitterstrukturen gefertigt werden. Zur Berechnung der Gitterstrukturen werden unter anderem, entsprechende Werkstoffkennwerte des verwendeten Materials benötigt. Es gilt als bekannt, dass additiv gefertigte Bauteile eine Anisotropie aufweisen, d. h. je nach Raumrichtung ändern sich die mechanischen Eigenschaften des Bauteils. Im Rahmen dieser Arbeit werden Versuche zur Baubarkeit von additiv gefertigten Gitterstäben, sowie Untersuchungen zu den mechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Gitterstäben durchgeführt. Bei den zu untersuchende Parameter handelt es sich um Gitterstabdurchmesser, -länge und -orientierung im Bauraum. Nach Abschluss der Auswertungen erfolgt die Einbettung der Ergebnisse in ein Materialmodell, das abhängig von den genannten Parameter die passenden mechanischen Eigenschaften ausgibt