Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Machbarkeitsstudie (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte und bioinspirierte Formänderungsstrukturen mittels generativer Fertigung

Anschrift
Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Kunststofftechnik (IKT)
70569 Stuttgart
Pfaffenwaldring 32
Kontakt
Silvia Kliem
Tel: +49 711 685-62831
E-Mail: silvia.kliem@ikt.uni-stuttgart.de
FKZ
22018116
Anfang
01.03.2018
Ende
31.05.2019
Aufgabenbeschreibung
Formänderungswerkstoffe sind in der Lage, ihre Form unter Einwirkung von externen Stimuli zu verändern. Die Formänderung erfolgt ohne Einwirkung von äußeren Kräften und ist selbstinduziert. Ein Formänderungswerkstoff wirkt also zugleich als Sensor, Aktor und Regler, weshalb diese Werkstoffe auch als „Smart-Materials" bezeichnet werden. In Hinblick auf steigende Nachfrage nach Energieeffizienz und ökologischer Nachhaltigkeit ermöglichen Formänderungswerkstoffe einen neuartigen Ansatz zur Inkorporierung von Funktionalitäten in ein Bauteil, wie die Reaktionsfähigkeit auf äußere Einflüsse, ohne weitere Energie- und Materialkosten zu verursachen. Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Medizintechnik, die Automobilindustrie und die Architektur. Vorteile entstehen durch die Einsparung von fehleranfälligen Komponenten wie Sensoren und Reglern sowie durch die Einsparung von externen Energiequellen, um Bewegungen zu realisieren. Strukturen werden dadurch leichter und einfacher zu montieren, da weniger Komponenten verwendet werden, verbrauchen weniger Energie, und sind wartungsärmer. Im Rahmen dieses Vorhabens werden das Institute for Computational Design (ICD) und das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart eine Struktur auf Basis eines bio-basierten, Kunststoffs solcherart gestalten, dass dieser sich unter Feuchtigkeitseinfluss nach vorausberechneter Art verformt. Die sich verformende Struktur soll dabei generativ mit dem Strangablegeverfahren gefertigt werden. Die Formänderung wird über den gezielten anisotropen Aufbau der Struktur im generativen Fertigungsprozess erreicht, indem zwei verschiedene Filamente als Ausgangsmaterial verwendet werden, die somit im Bauteil eine Hybridstruktur bilden.

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