Additiv gefertigte metallische Lattice-Platten-Strukturen für den Leichtbau
Autoren |
Christoph Stangl |
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Medien | In: Huber, O., Bicker, M., Patzelt, P. [Hrsg.]. 12. Landshuter Leichtbau-Colloquium, Leichtbau - Grenzen überwinden und Innovationen gestalten, LC-Verlag, Landshut, ISBN 978-3-9826926-0-9 |
Veröffentlichungsjahr | 2025 |
Herausgeber | Huber, O., Bicker, M., Patzelt, P. |
Veröffentlichungsart | Konferenzbeitrag (peer reviewed) |
Forschungsprojekt | Entwicklung und Fertigung von Leichtbaustrukturen mittels selektivem Laserschmelzen und deren Charakterisierung sowie Modellierung |
Zitierung | Maier, Martin; Stangl, Christoph; Hartl, Florian; Saage, Holger; Huber, Otto (2025): Additiv gefertigte metallische Lattice-Platten-Strukturen für den Leichtbau. In: Huber, O., Bicker, M., Patzelt, P. [Hrsg.]. 12. Landshuter Leichtbau-Colloquium, Leichtbau - Grenzen überwinden und Innovationen gestalten, LC-Verlag, Landshut, ISBN 978-3-9826926-0-9. |
Peer Reviewed | Ja |
Additiv gefertigte metallische Lattice-Platten-Strukturen für den Leichtbau
Abstract
Mittels additiven Fertigungsverfahren ist die Herstellung komplexer Lattice-Strukturen möglich. Diese stellen eine besondere Klasse von Leichtbauwerk-stoffen dar, mit denen es möglich ist das theoretische Limit der oberen Hashin-Shtrikman-Grenze für die maximal erreichbare Steifigkeit eines isotropen zelullären Werkstoffs zu erreichen. Da isotrope Lattice-Strukturen einen meist sehr komplexen Zellaufbau besitzen, welcher die Fertigung deutlich erschwert, konzentriert sich diese Arbeit auf anisotrope 2,5D-Lattice-Platten-Strukturen mit einer mittels Laser-Powder-Bed-Fusion (LPBF)-Prozess einfach fertigbaren Struktur. Durch den Vergleich der numerisch ermittelten effektiven gewichtsspe-zifischen Steifigkeiten der behandelten Lattice-Strukturen mit denen von Honig-wabenstrukturen und weiteren Lattice-Platten-Strukturen aus der Literatur wird deren großes Leichtbaupotential aufgezeigt. Eine Analyse der Mikrostruktur ge-fertigter Proben zeigt, dass sich eine deutliche Textur in Aufbaurichtung ausbil-det. Mittels experimentell durchgeführter Druckversuche an repräsentativen Proben wird nachgewiesen, dass die numerisch ermittelte effektive Steifigkeit in guter Näherung erreicht wird und es werden Kennwerte für die Fließgrenze, Streckgrenze und Bruchdehnung des Metamaterials bestimmt.