Wie KI bei der Modellierung von Bauteilen aus Metamaterialien unterstützt

Die fortschreitende Entwicklung und Verbreitung additiver Fertigungstechnologien in der jüngsten Vergangenheit eröffnet neue Möglichkeiten zur Herstellung innovativer Produkte. Die Entwicklung und Verbreitung additiver Fertigungsmethoden in jüngster Vergangenheit ermöglichen die Fertigung neuartiger  Produkte. Die präzise Platzierung von Material im Raum erlaubt die Fertigung geometrisch komplexer Objekte und Strukturen. Durch die gezielte Materialplatzierung im Raum können geometrisch komplexe Objekte und Strukturen gefertigt werden. Sogenannte (mechanische) Metamaterialien nutzen diese Möglichkeiten, um komplexe Interaktionen , wie bspw. auxetisches Verhalten oder Bistabilität, durch feine Strukturen abzubilden. Die Grundgeometrie des Materials – auch Einheitszelle genannt – bildet die Grundlage  Basis für die Entwicklung dieser Materialien.

Die Anforderungen an  das Metamaterial können vielseitig sein und die Einsatzgebiete von Leichtbau bis hin zur Integration von komplexen mechanischen Interaktionen reichen. Der Computer-gestützte Designprozess kann den Benutzer durch automatische Optimierung der Topologie der Einheitszelle, sowie der Gesamtstruktur unterstützen. Die hierbei formulierten mathematischen Probleme können durch den Einsatz von KI-basierten Technologien gelöst oder deren Lösung beschleunigt werden.

Im Rahmen der Veranstaltung soll wird die Anwendung von KI-basierter Optimierung für das Design von Metamaterialien veranschaulicht und die Hintergründe erklärt werden.

Dozent

Sebastian Besler, Fraunhofer IGD

Lernziele

• Die Teilnehmenden lernen die Grundlagen von mechanischen Metamaterialien kennen
• erhalten einen Überblick über ihre Einsatzgebiete
• erfahren wie mechanische Metamaterialien aus Einheitszellen erstellt werden
• lernen wie die Topologieoptimierung das Design unterstützen kann
• erfahren welche Rolle KI dabei spielen kann.

Zielgruppe

Ingenieure, Konstrukteure und Anwender von CAD/CAE-Software

Vorkenntnisse

Kenntnisse in CAD/CAE von Vorteil