Patent: Forscher in Abu Dhabi patentieren Verfahren zur Fertigung besonders robuster und leichter Schaumstrukturen aus einem 3D-Drucker

Forscher in Abu Dhabi haben ein Patent für ein neues 3D-Druckverfahren eingereicht, mit dem sich Objekte fertigen lassen, die sowohl robuster als auch leichter als herkömmliche Objekte sind. Unterstützt wird das Verfahren von einer eigens dafür erstellen Software. Die Wissenschaftler sehen die Zukunft des Verfahrens neben der Automobilindustrie auch in anderen, bedeutenden Industriebereichen.

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Masdar InstituteEin Wissenschaftlerteam des Masdar Institute of Science and Technology in Abu Dhabi hat ein Patent für ein neues 3D-Druckverfahren angemeldet. Das neue Verfahren nutzt architektonische Schaum-Strukturen, die aus einer Reihe von Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen bestehen können. Die einzigartige, zellulare Geometrie der Strukturen, die mit einem 3D-Drucker hergestellt werden, haben das Potenzial, Maschinen in der Luft- und Raumfahrt, Medizin- und Automobilindustrie herzustellen die zugleich robuster und leichter sind.

Die 3D-Strukturen lassen sich den Forschern zufolge für ausgezeichnete thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften programmieren, berichtet die „Federation of Arab News Agencies“. Die Programmierung ebnet den Weg für eine Vielzahl an Anwendungen.

Entwickelt wurden die Strukturen vom Forschungsteam unter Leitung von Dr. Rashid Abu Al-Rub, der Associate-Professor für Werkstofftechnik und Maschinenbau am Institut der Hochschule ist. Die Studien des Teams wurden bereits in fünf „Peer-Review“-Zeitschriften veröffentlicht, darunter „Composites Science and Technology“ und nun sind die Strukturen bereit zur Patentanmeldung.

Mikroskopische Strukturen aus einem 3D-Drucker
Electrical conductivity of 3D periodic architectured interpenetrating phase composites with carbon nanostructured-epoxy reinforcements (PDF Download Available). Available from: https://www.researchgate.net/publication/281607083_Electrical_conductivity_of_3D_periodic_architectured_interpenetrating_phase_composites_with_carbon_nanostructured-epoxy_reinforcements [accessed Jun 15, 2016]

Nach Angaben der Forscher können die additiv gefertigten Schaumstrukturen in jeder Branche eingesetzt werden, um starke, leichte und leitfähige Materialien effizienter zu gestalten, so zum Beispiel auch in der Energie-, Wasser-, Öl- und Gasindustrie. Wie Prof. Al-Rub berichtet, verwendeten sie ein Computermodell um tausende verschiedene Schaumstrukturen mit einzigartigen geometrischen Eigenschaften zu erzeugen. Dank des begleitenden Computermodells kann die Plattform einfach genutzt werden. Die Forscher wählen dafür die gewünschten Eigenschaften des Schaums, wie zum Beispiel verbesserte thermische oder elektrische Eigenschaften, bessere Steifigkeit oder das Wunschgewicht.

Der Algorithmus wählt anschließend die am besten geeignete Geometrie, die anschließend mit einem 3D-Drucker hergestellt werden kann. Basierend auf den 3D-Druckergebnissen lassen sich Eigenschaften vorhandener Materialien optimieren oder als Standalone-Strukturen verwenden.

Die Porosität der Struktur kann ebenfalls manipuliert werden, weshalb sie ausgezeichnet für Öl- und Gasoperationen, Abwasserreinigung und Meerwasserentsalzung geeignet sei. Die Schaumstrukturen hätten dem Vizepräsident des Masdar Institute, Dr. Steve Griffiths zufolge das Potenzial eine Plattformtechnologie zu werden, die einen großen Einfluss auf zahlreiche Branchen haben wird.

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