Projektbeschreibung
Innovative Bioschaumstofftechnologie soll Bauindustrie verändern
Nachhaltige Werkstoffe in der Architektur werden immer wichtiger, da die Bauindustrie nach umweltfreundlichen Alternativen sucht. Ziel des EIC-finanzierten Projekts ARCHIBIOFOAM ist es, diesen Bereich durch die Entwicklung multifunktionaler Bioschaumstoffe aus biobasierten Werkstoffen voranzubringen. Diese hochmodernen Bioschaumstoffe sollen dank fortgeschrittener 3D-Druck- und Computerdesignverfahren ihre Form verändern und Belastungen standhalten können. Die Forschenden werden sich darauf konzentrieren, Bioschaumstoffe mit programmierbaren Eigenschaften zu schaffen, optimale Metamaterialstrukturen zu entwerfen und neue Fertigungsverfahren für Komponenten mit maßgeschneiderter Steifigkeit zu entwickeln. Durch Manipulation der Mikrostruktur des Bioschaumstoffs kann sich der Werkstoff je nach Temperatur und Feuchtigkeit ausdehnen oder zusammenziehen. Diese Technologie verspricht, die Notwendigkeit einer Konstruktion aus mehreren Werkstoffen überflüssig zu machen, die CO2-Emissionen zu senken und die Nachhaltigkeit durch recycelbare und kompostierbare Werkstoffe zu fördern.
Ziel
The overall objective of the ARCHIBIOFOAM project is to create mono-material yet multifunctional systems for architecture through the additive fabrication of shape-changing load-bearing biofoams. Our approach integrates biobased materials science, computational metamaterial design, and robotic additive manufacturing to enable the structuring of the novel biofoam material at multiple hierarchical scales. The objectives are (i) to create 3D-printable biofoams with programmable properties at the microscale, (ii) to develop a computational design algorithm for optimal biofoam-based metamaterial structures and (iii) to develop the fabrication processes for producing components with tailored stiffness and autonomously actuating parts at an architectural scale. The objectives will be achieved by manipulating the microstructure of bubble films in the biofoam to directionally expand or contract to external stimuli such as temperature and humidity. The mesoscale geometry of the biofoam will be automatically generated by a multi-objective optimization algorithm to achieve the targeted shape changes. The computationally designed biofoam structures will have both loadbearing and shape-changing capabilities constructed at the meter scale by our new robotic additive fabrication processes. Our biobased mono-material systems will meet multiple performance criteria and eliminate the need for multi-material layered construction by leveraging the properties and geometry of materials at multiple hierarchical scales. We will engage with the AEC sector to facilitate the uptake of our new digital design and fabrication process to enable a reduction of embodied CO2 emissions through the use of alternative materials. This novel computational fabrication approach will align with global efforts to address the current climate challenge, aiming to enable biobased materials that can outperform high embodied energy construction materials while being recyclable and compostable at their end-of-life.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-EIC-2023-PATHFINDERCHALLENGES-01
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02150 Espoo
Finnland