Die Digitalisierung des Entwurfsprozesses ermöglicht die Gestaltung komplexer, freigeformter Bauteile. Hierfür müssen jedoch aufwendige Formen erstellt werden, die oft nur einmalig nutzbar sind. 3D Druck oder robotische Fertigungsverfahren bieten hier nur bedingt Lösungsmöglichkeiten.
Technische Beschreibung
Die hier vorgestellte Innovation verwendet auxetische Struk-turen um die topographischen Informationen komplexer Bau-teile in einer zweidimensio-nalen Matrix zu codieren. Die Erfindung basiert auf dem atypischen Verhalten auxet-ischer Strukturen: Durch Ihre negative Querdehnzahl lassen sich diese in beide Raumrichtungen gleichzeitig dehnen. Dies ermöglicht eine räumliche Verformung eines flächigen Ausgangszustands. Mit dieser Erfindung gelingt es, die topologischen und topographischen Informationen nahezu beliebiger Freiformflächen in eine zweidimensionale auxetische Struktur zu übertragen. Konkret ist dies ein flächiges Muster mit individuellen, sich unmittelbar aus der dreidimensionalen Zielgeometrie ergebenden irregulären Einschnitten. Mittels Lasern oder Stanzen kann diese flache auxetische Struktur beispielsweise aus Stahlblech hergestellt werden. Wird diese Struktur jetzt an jeder Stelle vollständig gedehnt, ergibt sich daraus genau die gewünschte Zielgeometrie als eine räumlichen Matrix. Diese kann als verlorene Schalung, beispielsweise in Verbindung mit Spritzbeton, aber auch als Bewehrung des gewünschten Bauteils dienen. Weitere Formen sind nicht notwendig.
Anwendungsmöglichkeiten
Verlorene Schalung und „programmierbare“ Bewehrung für Stahlbeton-Bauteile in der Bauindustrie;
Vereinfachte Herstellung komplexer Leichtbau-Bauteile aus Kohle oder Glasfaser in der Automobilindustrie
Vollständig gedehnte auxetische Struktur, wie in der Erfindung beschrieben. Alle Einschnitte entsprechen polygonalen Löchern, um eine spezifische räumliche Struktur zu bilden.
