Die Abteilung Additive Fertigung (AF) betreibt Forschung zu zwei Hauptthemen:

Additive Fertigung bietet viel Gestaltungsfreiheit und eignet sich daher besonders für die Herstellung komplexer Leichtbaustrukturen. Die Dimensionierung von Bauteilen und Strukturen unter Belastung erfolgt mit den Mitteln der Strukturmechanik und Optimierung. Werkzeuge sind Spannungs- und Verformungsanalysen sowie Kerbspannungsuntersuchungen und spezielle Analysemethoden der Bruchmechanik. Neben den Materialeigenschaften und Belastungen ist die Form von großer Bedeutung für die Lebensdauer und das Versagen von biologischen Strukturen und technischen Bauteilen. Für den Transfer von biologischem Design in die Technik werden sowohl Computerprogramme als auch computerfreie Denkwerkzeuge entwickelt.

 

Ein wichtiges Ziel der Tribologie ist es, Reibung und Verschleiß besser zu verstehen und letztlich zu reduzieren. Zu diesem Zweck werden natürliche und biologisch inspirierte Materialien, Strukturen und Optimierungsmethoden untersucht. In tribologisch belasteten Materialien führen Faltungsinstabilitäten und Wirbel zur Bildung komplexer innerer Strukturen. Dies gilt sowohl für geologische als auch für nanoskopische Kontakte. Klassischerweise wurden diese Strukturen durch Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten oder Scherlokalisationen beschrieben. Wir stellen eine alternative Erklärung vor, die auf einem intuitiven Ansatz beruht, der als Kraftkegelmethode bezeichnet wird. Diese Methode wurde vor allem für die Gestaltung leichter mechanischer Strukturen entwickelt, ermöglicht aber auch auf intuitive Weise die Identifizierung von Bereichen unter der Oberfläche, in denen Druck- und Zugspannungen wirken. Durch die Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Zug- und Druckkegeln kann die Wirbelbildung für die an der Oberfläche wirkenden Kräfte vorhergesagt werden.