Programmierbare Materialien Sonntag, 08.11.2020
Werkstoffeigenschaften gezielt kontrollieren und reversibel ändern.
Das Fraunhofer-Forschungscluster Programmierbare Materialien entwickelt Werkstoffe, deren Struktur so aufgebaut ist, dass sich ihre Eigenschaften gezielt kontrollieren und reversibel ändern lassen. Ein Workshop am 17. November erläutert Details.
Im Rahmen des Forschungsclusters erforschen die Beteiligten
Ansätze für programmierbare Materialien, deren dynamische
Dämpfungseigenschaften sich je nach Situation selbständig
reversibel ändern. Die Möglichkeiten sind laut Dr. Kaal, der
als Gruppenleiter am Fraunhofer LBF an dieser innovativen
Technologie forscht, zahlreich: »Es sind Materialien
denkbar, die im Normalfall steif sind, aber im Falle eines
schlagartigen Aufpralls mit hohen Beschleunigungen weich und
stark dämpfend werden, um beispielsweise sensible Elektronik
zu schützen. Oder es lassen sich Materialien entwerfen,
deren Dämpfungsverhalten von der aktuellen Dehnung abhängig
ist, und die somit, je nach Betriebssituationen, eine
optimale Dynamik aufweisen. Schließlich lassen sich auch
Materialien designen, deren temperaturabhängiges
Dämpfungsverhalten denen konventioneller Materialien wie
Elastomeren entgegengerichtet ist. «
Nach der Vision der Fraunhofer-Forscherinnen und Forscher
liegt die Zukunft der Werkstoffe in der Verbindung von Logik
und Material. Funktionalitäten sollen direkt in die Struktur
des Materials einprogrammiert werden und so komplette
Systeme inklusive Sensoren, Aktoren und Energieversorgung
ersetzen. Aktuell sollen im Forschungscluster
wissenschaftliche Grundlagen gelegt und gemeinsam mit der
Industrie Anwendungspotentiale identifiziert werden.
Es sollen beispielsweise innere Strömungsquerschnitte mechanisch variiert und damit das Dämpfungsverhalten eingestellt werden. Das Fraunhofer LBF gestaltet diese funktionalisierten Einheitszellen für serientaugliche, programmierbare Materialien. Darüber hinaus werden gemeinsam mit anderen Fraunhofer-Instituten Fertigungsverfahren zur Realisierung der Einheitszellenverbünde auf verschiedenen Größenskalen entwickelt, um perspektivisch eine serientaugliche Marktfähigkeit zu garantieren.
Bild: Fraunhofer
AK
2.11.20
