Page 32 - ITM Jahresbericht 2021

Jahresbericht 2021

Pressure Actuated Cellular Structures da sie sowohl die Voraussetzungen zur Umsetzung
(PACS) der durchgängigen komplexen Faserverstärkungsar-
chitektur erfüllt als auch die notwendige Wandstär-
Im DFG-Projekt PACS befasst sich ein Team aus For- kengradienz (1:6 bis 1:12) zur Umsetzung der Fest-
scher:innen des ITM und des Instituts für Mecha- körpergelenke und Zellwände innerhalb der PACS
nik und Adaptronik (IMA, TU Braunschweig) mit der ermöglicht. Im Projektfortschritt wurde die Umsetz-
Erforschung der theoretischen und experimentel- barkeit dieser Anforderungen mit gewebten PACS-
len Grundlagen für zellulär aufgebaute Strukturen, Preformen erfolgreich nachgewiesen, die auf Basis
deren Form in der Anwendung durch Innendruck- von Glasfilamenten in Kombination mit Polyamid-6
Beaufschlagung verändert werden kann. Der dabei als verformungstolerantes Matrixmaterial herge-
verfolgte Ansatz ist inspiriert von der Venusfliegen- stellt und in einem am ITM entwickelten Folgepro-
falle, der es möglich ist, Beuteinsekten u. a. durch zess zu integral verstärkten PACS konsolidiert (sie-
Druckänderungen innerhalb der Zellreihen ihrer he Abb. 5b/c; S. 29) wurden.
Fangblätter schnell und sicher einzuschließen (sie-
he Abb. 5a; S. 29). Die Übertragung dieses Prinzips In der aktuellen zweiten Förderperiode (seit 2019)
auf technische Anwendungen und Bauteile ist viel- wird die hervorragende Kooperation der Institute
versprechend, da somit in der Entwicklung adaptiver ITM und IMA fortgesetzt und der PACS-Technologie-
Strukturen der Widerspruch zwischen verformungs- ansatz im Hinblick auf doppelreihige PACS konse-
toleranter Bauteilsteifigkeit bei gleichzeitig hoher quent weiterentwickelt. Die separate Druckbeauf-
Festigkeit umgangen werden kann [1]. Im Rahmen schlagung der jeweiligen Zellreihe ermöglicht ein
der ersten Förderperiode (2016 – 2019) galt es hier- reproduzierbares antagonistisches Verformungs-
für die grundlegenden Modellansätze und Metho- verhalten (siehe Simulationsergebnisse in Abb. 6),
den für die Fertigung solcher PACS als integral das für die meisten potenziellen Anwendungen, wie
gefertigte Struktur zu entwickeln [2]. Die Textiltech- adaptive Rotorblätter von Windkraftanlagen, adapti-
nik und insbesondere die Webtechnik erwies sich ve Tragflächen von Flugzeugen oder auch Aktoren für
dabei als bestens geeignete Technologieplattform, die Medizintechnik und Soft-Robotik, erforderlich ist.

Abb. 6: Simulationsergebnisse zur Auslenkung neuer doppelreihiger gewebebasierter PACS bei Druckbeaufschlagung
der oberen (links) beziehungsweise unteren Zellreihe (rechts) / Simulation results for the deflection of double-row inte-
grally woven PACS under pressurization of the upper (left) and lower cell row (right) [3]

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