Forscher der RMIT-Universität entwickeln ein starkes Metamaterial aus Titanlegierung mittels 3D-Druck. Die innovative Gitterstruktur des Materials bietet eine bisher unerreichte Kombination aus Festigkeit und Leichtigkeit.
Forschungsdurchbruch: Stärkeres Titanlegierungsmetamaterial mit 3D-Druck hergestellt.
Forscher der in Australien ansässigen RMIT-Universität haben ein neuartiges Metamaterial entwickelt, das aus einer handelsüblichen Titanlegierung hergestellt wird. Dieses Material hat das Potenzial, die Luft- und Raumfahrtindustrie mit seiner aussergewöhnlichen Stärke zu revolutionieren.
Die Inspiration für dieses innovative Material stammt aus der Natur. Die Forscher orientierten sich an der einzigartigen Struktur von Pflanzen wie der Victoria-Wasserlilie und dem Hartkorallenorganrohr, um leichte und dennoch robuste Gitterstrukturen zu entwerfen.
Die grösste Herausforderung bestand darin, diese hohlen "Zellstrukturen" in Metallen zu replizieren. Das Forschungsteam entwickelte eine komplexe Gitterstruktur mit hohlen Röhren und dünnen Bändern im Inneren, um die Belastung gleichmässig zu verteilen und Schwachstellen zu vermeiden.
Durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologie konnten die Forscher einen Titanium-Gitterwürfel herstellen, der 50% stärker ist als eine herkömmliche Magnesiumlegierung mit ähnlicher Dichte. Die einzigartige Doppelgitterstruktur minimiert Stresskonzentrationen und erhöht die Bruchfestigkeit des Materials.
Das entwickelte Metamaterial zeigt vielversprechende Eigenschaften für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Hochtemperaturanwendungen wie Feuerbekämpfungsdronen. Obwohl die Technologie noch nicht weit verbreitet ist, könnte sie in Zukunft in verschiedenen Industriezweigen Anwendung finden, sobald sie weiter optimiert wurde.
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