Ján Pravda, M. Sc.

Die Entwicklung im Bereich Additiver Fertigung öffnet neue Möglichkeiten komplexe Bauteile herzustellen. Diese können aus mehreren Materialien (z.B. Stahl- und Aluminiumlegierungen) bestehen und besondere Mikro- und Makrostruktur aufweisen. Sogenannte Hybride poröse Materialien sind Schwerpunkt Sonderforschungsbereich / Transregio (TRR) 375: "Multifunktionale Hochleistungskomponenten aus hybriden porösen Werkstoffen (HyPo-Werkstoffe)", dessen Teil auch das IKM ist.

Unsere Aufgabe ist, anhand vorgegebenen Randbedingungen einen möglichst optimalen Bauteil auszulegen. Dazu verwenden wir die Thermodynamische Topologieoptimierung, die wir erweitern, um die Eigenschaften der HyPo-Materialien umzufassen.Die Optimierung erfolgt sowohl auf der Makro- (Form des Bauteils, Porosität und Materialkomposition) als auch der Mikroebene (eigentliche Mikrostruktur) und ist daher sehr rechenaufwändig. Zur Beschleunigung wird ein geeignetes neurales Netzwerk entwickelt, das nach dem Trainieren eine optimale und herstellbare Mikrostruktur liefern sollte.

Das Projekt steht in enger Kooperation mit weiteren Teilprojekten des Forschungsverbunds TRR 375, mit dem Ziel einen ganzheitlichen Einblick in die HyPo-Materialien zu erforschen.