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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Graduiertenkolleg (GRK) 2868 „D³ – Data-Driven Design of Resilient Metamaterials“ an der TU Dresden bewilligt – beteiligt sind die TU Chemnitz und die TU Bergakademie Freiberg.

Ab Oktober 2023 werden mehr als 20 Nachwuchsforscher der Technischen Universität Dresden, der Technischen Universität Chemnitz und der TU Bergakademie Freiberg im Graduiertenkolleg (GRK) 2868 „D³“ numerische Methoden zur Untersuchung neuer Materialien entwickeln. – Datenbankdesign flexibler Metamaterialien“. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert D³ mit rund 6,5 Millionen Euro, inklusive Programmkosten für zunächst fünf Jahre. Dies hat der zuständige DFG-Förderausschuss im Mai 2023 beschlossen.

Geleitet werden die Nachwuchsforscher von einem interdisziplinären Expertenteam aus den Bereichen Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Physik und Informatik, das an den drei beteiligten sächsischen Universitäten forscht. Vertreter des Graduiertenkollegs ist Markus Kästner, Professor für Computational and Experimental Solid Mechanics an der Fakultät für Maschinenwissenschaften der TU Dresden. Lehrer. DR. Sybil Jemming, Lehrstuhlinhaberin für Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme, leitet die Forschung an der TU Chemnitz.

„Die digitale Transformation der Ingenieur- und Materialwissenschaften bietet enormes Innovationspotenzial. Bei D³ qualifizieren wir die für die Umsetzung der Transformation benötigten „Digital Natives“, die exzellentes Fachwissen in klassischen Fachdisziplinen mit Kompetenzen in den Bereichen Machine Learning und Datenanalyse verbinden. „Dazu schaffen wir ein internationales, innovatives und kollaboratives Forschungsumfeld“, sagt Kästner.

Die Forschung konzentriert sich auf mechanische Metamaterialien, die über interne geometrische Strukturen verfügen, die Eigenschaften erzeugen, die sich deutlich vom zugehörigen Ausgangsmaterial unterscheiden. Die Gestaltung der inneren Struktur bietet maßgeschneiderte, teils außergewöhnliche Eigenschaften für Anwendungen in der Mobilitäts-, Medizin- und Energiebranche. Die geplante Forschung von D³ konzentriert sich sowohl auf die mechanische Leistung als auch auf die Haltbarkeit der neuen Materialien. „Die Vision von D³ ist es, einen vollständig digitalen und datengetriebenen Ansatz für das Metamaterialdesign zu entwickeln und zu nutzen, der auch auf andere Hardwaresysteme übertragbar ist“, so Kästner weiter.

„Hierzu ist es erforderlich, das Versagensverhalten der Materialien zu analysieren und die Grundmaterialien hinsichtlich ihrer Festigkeit durch zusätzliche Funktionalisierung zu optimieren. Mittels additiver Fertigungstechnologien werden Materialstrukturen ressourcenschonend erstellt und anschließend angepasst.“ am Einsatzort mit anschließender Oberflächenbehandlung“, erklärt Jemming. Die TU Chemnitz konzentriert sich speziell auf die Oberflächenmodifizierung von gedruckten Metallteilen. Computerbasierte Simulationen bewerten organische Materialien gezielt auf ihre Stabilität und Funktionalität als biokompatible, reibungsmindernde oder korrosionsbeständige Beschichtungen .

Mehr Informationen Stipendium Prof. DR. Markus Kästner, Professor für Computational and Experimental Solid Mechanics an der TU Dresden, Telefon +49 (0)351 463-43065, E-Mail [email protected], und Prof. DR. Sibylle Gemming, Fachgebiet Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme, Technische Universität Chemnitz, Telefon +49 (0)371 531-33531, E-Mail [email protected]

Mario Steinbach
17.05.2023

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