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Neue Metamaterialien aus dem 3D-Drucker

Das Logo des Graduiertenkollegs (GRK) 2868 „D³ - Datengetriebenes Design resilienter Metamaterialien“. Grafik: TU Dresden

Das Logo des Graduiertenkollegs (GRK) 2868 „D³ – Datengetriebenes Design resilienter Metamaterialien“. Grafik: TU Dresden

6,5 Millionen Euro für neues Nachwuchs-Kolleg an den Unis Dresden, Freiberg und Chemnitz

Dresden, 20. Mai 2023. Rund 20 fachübergreifende Nachwuchswissenschaftler wollen ab Oktober 2023 an der TU Dresden neuartige Metamaterialien für Autos, Flugzeuge, Medizintechnik und Energie-Anlagen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gibt ihnen 6,5 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahre, damit sie eigens dafür ein „Graduiertenkolleg D³ – Datengetriebenes Design resilienter Metamaterialien“ gründen können. Das haben die TU Dresden und die TU Chemnitz angekündigt.

Mechaniker, Mathematiker und Informatiker forschen Hand in Hand

Anleitung bekommen die jungen Forscher im D3-Programm von Mechanikern, Materialwissenschaftlern, Mathematikern, Physikern und Informatikern, die an den Unis Dresden, Freiberg und Chemnitz lehren. „Der digitale Wandel der Ingenieur- und Materialwissenschaften bietet ein riesiges Innovationspotential“, erklärt dazu D3-Sprecher Prof. Markus Kästner von der TU Dresden. In der neuen Schule sollen die jungen Akademiker „exzellentes Fachwissen in klassischen Fachdisziplinen mit Kompetenzen aus den Bereichen maschinelles Lernen und Datenanalyse kombinieren“.

„Datengetriebener Ansatz“

Konkret wollen die Materialforscher mit speziellen 3D-Druckern besonders feine Strukturen erzeugen. Durch ihre mikroskopisch kleinen Strukturen bekommen sie vorab festgelegte Eigenschaften und wirken in einem Bauteil wie ein neuer Werkstoff. Durch den richtigen computergestützten Entwurf der Mikrostrukturen lassen sich „Metamateralien“ beispielsweise so designen, dass sie besonders hart, biegsam, elektrisch gut leitfähig oder besonders gut wiederverwertbar sind oder gar wie unsichtbar wirken. „Die Vision von D³ ist es, einen vollständig digitalen, datengetriebenen Ansatz für die Gestaltung von Metamaterialien zu entwickeln und anzuwenden, der auch auf andere Materialsysteme übertragbar ist“, betonte Prof. Kästner.

„Mithilfe additiver Fertigungstechnologien werden die Materialstrukturen ressourcenschonend aufgebaut und durch anschließende Oberflächenbehandlung an den Einsatzbereich angepasst“, ergänzte Prof. Sibylle Gemming von der TU Chemnitz. Ihr Team will insbesondere die Oberflächen der gedruckten metallischen Werkstücke mit organischen Materialien so verändern, so dass die Bauteile stabiler, biokompatibler, reibungsärmer oder korrosionsbeständiger werden.

Quelle: TUD

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt