Metal 3D-Printing for Construction

Figure 1. (a) Optimised truss manufactured by wire and arc additive manufacturing (WAAM) [2], (b) a full-scale 3D-printed steel bridge in Amsterdam [3], (c) topology optimised steel joints [3] (d) a lattice structure manufactured by selective laser melting (SLM) [4]

Internationales Kollaborationsprojekt

Die additive Fertigung ist eine Technologie, die neue Möglichkeiten für den Bau von Stahlkonstruktionen eröffnet. Sie betrifft viele unterschiedliche Bereiche des Ingenieurwesens, wie Leichtbaustrukturen mit nichtprismatischen Profilen, komplexe Verbindungen, interne Versteifungen, Gitterstrukturen, Reparatur und Verstärkung bestehender Strukturen, Materialien mit variabler Mikrostruktur und Materialeigenschaften. Die geometrische Freiheit der additiven Fertigung ermöglicht es, die Materialausnutzung durch Optimierungsstrategien zu verbessern und innovative Funktionselemente zu entwerfen und in die Struktur einzubauen. Die theoretischen Grundlagen und praktische Anwendung von Berechnungs- und Simulationswerkzeugen für die additive Fertigung sind aktuell Gegenstand der Forschung. 

Verschiedene Herausforderungen wie Entwurfsmethodik, parametrischer Entwurf/Optimierung, Charakterisierung der mechanischen und geometrischen Eigenschaften von 3D-gedruckten Bauteilen, Verifizierung und Standardisierung, Nachhaltigkeitsbewertung und Kosten müssen weiter untersucht werden [1].

Anforderungen:

  • Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern. Die Überwachung der Arbeiten wird hauptsächlich aus der Ferne und online durchgeführt.
  • Aufgrund des internationalen Charakters des Projekts wird die Arbeitssprache (einschließlich Präsentationen und Bericht) Englisch sein.
  • Eine Masterarbeit wird für dieses Thema bevorzugt.

References

  • [1] C. Buchanan and L. Gardner, "Metal 3D printing in construction: A review of methods, research, applications, opportunities and challenges," Engineering Structures, vol. 180, pp. 332-348, 2019.
  • [2] J. Ye, P. Kyvelou, F. Gilardi, H. Lu, M. Gilbert, and L. Gardner, "An end-to-end framework for the additive manufacture of optimized tubular structures," IEEE Access, vol. 9, pp. 165476-165489, 2021.
  • [3] Mx3d.com
  • [4] Sustainable Metallic Structures Group (SUMS), Structural Engineering Laboratory, Empa, Switzerland.
Dr. Hessamoddin Moshayedi
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Adresse
Appelstraße 9a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
213
Dr. Hessamoddin Moshayedi
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