ELLIPSE - Entwicklungsmethodik für laserstrahlgeschmolzene Leichtbaustrukturen mit integrierten Partikeldämpfern zur Schwingungsreduktion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Roland Lachmayer; Professor Dr.-Ing. Jörg Wallaschek
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495193504

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die ganzheitliche physikalische Bewertung von additiv gefertigten Partikeldämpfern, sodass darauf aufbauend eine Entwicklungsumgebung mit integrierter Mehrzieloptimierung zur Auslegung von Strukturbauteilen hinsichtlich Steifigkeit, Masse und Dämpfung erarbeitet werden kann. Mittels der additiven Fertigung, insbesondere des Laser Powder Bed Fusions kann unverschmolzenes Pulver in dynamisch belastete Strukturbauteile integriert werden und so eine inhärente Dämpfung, um mehr als Faktor 20 realisiert werden. Zur Bewertung der Partikeldämpfung wird zunächst ein Design of Experiment (DoE) durchgeführt. Auf diesen Untersuchungen aufbauend soll ein mechanisches Ersatzmodell zur Partikeldämpfung abgeleitet werden, mit dem Ziel eine Ersatzdämpfung für die Finite Elemente Analyse (FEM) bereitzustellen. Parallel dazu wird ein Mehrzieloptimierer aufgebaut, um Strukturbauteile hinsichtlich Steifigkeit, Masse und Dämpfung auszulegen. Da Optimierungsergebnisse oftmals aufwändig nachkonstruiert werden müssen, soll anschließend ein teilautomatisierter Programmablauf zur Rekonstruktion in ein bearbeitbares CAD Modell, erarbeitet werden. Auf den vorherigen Ergebnissen aufbauend, soll eine teilautomatisierte Entwicklungsumgebung erarbeitet werden, um Schnittstellenproblematiken zu reduzieren und den Entwicklungsprozess partikelgedämpfter Bauteile schneller und effizienter zu durchlaufen. Abschließend soll die Entwicklungsumgebung zur Auslegung verschiedener Demonstratoren wie einer Motorradgabelbrücke oder Turbinenschaufeln angewendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Tobias Ehlers; Dr.-Ing. Paul Christoph Gembarski; Dr.-Ing. Sebastian Tatzko