Forschungsthema 1: 3D-Druck optimierter Stahlkonstruktionen

Die robotergestützte additive Fertigung (AM) gilt als eine der wichtigsten Technologien für die Transformation des Bauwesens. Sie kann den Übergang zu Industrie 4.0 erleichtern, einer integrierten, durchgängigen Digitalisierung und Automatisierung vom Entwurf bis zur Fertigung. Die Vorteile des Einsatzes von Metall-AM (MAM) in Hightech- und High-End-Branchen liegen in der Möglichkeit der bedarfsgerechten Fertigung, der Individualisierung und Optimierung mit verkürzten Vorlaufzeiten sowie in der geometrischen Komplexität, die mit herkömmlichen Fertigungstechniken bisher nicht möglich war. Darüber hinaus bietet AM geometrische Freiheit, was die Materialeffizienz steigern und somit zu einem verbesserten Nachhaltigkeitsindex führen kann. Die laufenden Forschungsarbeiten am IfS befasst sich hauptsächlich mit experimentellen und numerischen Studien zur Anwendung von leichtgewichtigen, additiv gefertigten Metallen, insbesondere im Bereich der Draht- und Lichtbogen-Additivfertigung (WAAM). Der Schwerpunkt liegt auf der Konstruktion optimierter Stahlkomponenten oder -verbindungen mit hoher Leistung und Funktionalität unter Verwendung von Topologieoptimierungsmethoden. Nachhaltigkeit und Lebenszyklusbewertung sind Schlüsselkonzepte im Forschungskontext. Erfahrungen im Umgang mit Computerprogrammen zur numerischen Simulation und Analyse von Strukturen, Techniken des maschinellen Lernens, parametrischem Design und Optimierungsmethoden sind von Vorteil.