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Forschung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Graduiertenkolleg (GRK) 2868 „D³ – Data-Driven Design of Resilient Metamaterials“ an der TU Dresden bewilligt – beteiligt sind TU Chemnitz und TU Bergakademie Freiberg

Ab Oktober 2023 werden mehr als 20 Nachwuchsforscher der Technischen Universität Dresden, der Technischen Universität Chemnitz und der TU Bergakademie Freiberg im Rahmen des Graduiertenkollegs (GRK) 2868 „D³ – Robuste Metamaterialdaten“ numerische Methoden zur Erforschung neuer Materialien entwickeln -basiertes Design“. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert D³ inklusive Programmkosten für zunächst fünf Jahre mit rund 6,5 Millionen Euro. Dies hat der zuständige DFG-Förderausschuss im Mai 2023 beschlossen.

Angeleitet wurden die Nachwuchsforscher von einem interdisziplinären Expertenteam aus Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Physik und Informatik, das an drei beteiligten sächsischen Universitäten forschte. Sprecher des Graduiertenkollegs ist Markus Kästner, Professor für Computational and Experimental Solid Mechanics an der Fakultät für Maschinenwesen der TU Dresden. Lehrer. DR. Sibylle Gemming, Lehrstuhlinhaberin für Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme, leitete die Forschung an der TU Chemnitz.

„Die digitale Transformation der Ingenieur- und Materialwissenschaften bietet enormes Innovationspotenzial. Bei D³ stellen wir die notwendigen „Digital Natives“ für die Transformationsumsetzung bereit und kombinieren exzellentes Fachwissen in klassikerspezifischen Disziplinen mit Fähigkeiten im maschinellen Lernen und in der Datenanalyse. . Dazu schaffen wir ein internationales, innovatives und kollaboratives Forschungsumfeld“, sagte Kästner.

Der Forschungsschwerpunkt liegt auf mechanischen Metamaterialien, deren innere geometrische Struktur zu Eigenschaften führt, die sich deutlich von denen der verwandten Ausgangsmaterialien unterscheiden. Der innere Strukturaufbau ermöglicht maßgeschneiderte, teils außergewöhnliche Eigenschaften für Anwendungen im Mobilitäts-, Medizin- und Energiebereich. Die bei D³ geplanten Untersuchungen zielen auf die mechanische Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit des neuen Materials ab. „Die Vision von D³ ist es, einen vollständig digitalen und datengesteuerten Ansatz für das Metamaterialdesign zu entwickeln und umzusetzen, der auch auf andere Hardwaresysteme übertragbar ist“, so Kästner weiter.

„Dazu muss das Versagensverhalten des Werkstoffs analysiert und der Grundwerkstoff durch Zusatzfunktionen hinsichtlich seiner Haltbarkeit optimiert werden. Mithilfe der additiven Fertigungstechnologie wird die Struktur des Materials ressourcenschonend erzeugt und anschließend durch eine anschließende Oberflächenbehandlung an den Einsatzbereich angepasst“, erklärt Gemming. Die TU Chemnitz konzentriert sich speziell auf die Oberflächenmodifizierung gedruckter Metallteile. In computergestützten Simulationen werden insbesondere organische Materialien hinsichtlich ihrer Stabilität und Funktion als biokompatible, reibungsmindernde oder korrosionsbeständige Beschichtungen bewertet.

Weitere Informationen Stipendium Prof. Markus Kästner, Computational and Experimental Professor für Festkörpermechanik an der TU Dresden, Telefon +49 (0)351 463-43065, E-Mail [email protected], und Prof. Sibylle Gemming, Lehrstuhl für Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme an der TU Chemnitz, Telefon +49 (0)371 531-33531, E-Mail [email protected]

Mario Steinbach
17.05.2023

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