Opis projektu
Optymalizacja projektów metamateriałów na niewielką skalę dzięki technologii druku 3D
Dziedzina metamateriałów zajmuje się projektowaniem złożonych, kompozytowych elementów i obiektów, które mogą charakteryzować się właściwościami niewystępującymi w naturalnie występujących materiałach. Technologia obróbki przyrostowej pozwala na wytwarzanie metamateriałów w nowych kształtach oraz wykorzystujących nowe wzory na coraz mniejszą skalę. Konieczne są zaawansowane wieloskalowe metodologie doświadczalne i numeryczne, które pozwolą na wykorzystanie potencjału technologii obróbki przyrostowej i produkcję metamateriałów odpornych na uszkodzenia. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu MOAMMM zamierzają opracować opartą na danych metodologię pozwalającą na uzyskiwanie właściwości (mikro)strukturalnych, co pozwoli na ułatwienie projektowania zoptymalizowanych amortyzatorów drgań wykonywanych w technologii druku 3D. Niektóre spośród zastosowań nowej technologii obejmują amortyzatory drgań, które ulegają osłabieniu w wyniku zmęczenia materiału, na przykład na potrzeby podeszew butów sportowych, lub rozpraszają maksymalną ilość energii podczas uszkodzenia, co przyda się w przypadku m.in. kasków rowerowych.
Cel
The emergence of metamaterials has opened a new paradigm in designing engineering parts in which the design of full structural parts can be optimised together with the metamaterial they are locally composed of. Moreover, additional morphing at local and global scales may support their adaptation to variable loading conditions and shifted user needs. As polymeric materials can fulfill simultaneously structural mechanical and functional requirements, the combination of this design paradigm with additive manufacturing can support/generate novel applications. However, many challenges are left in order for this change of paradigm to become a reality:
• To improve metamaterial design and fabrication technique to produce damage tolerant metamaterials
• Robust and efficient concurrent multiscale techniques should be developed as part of a multiscale optimisation problem.
• Because micro-structure and material properties suffer from uncertainties affecting structural responses, techniques for uncertainty quantification should be developed for this multiscale design problem.
These challenges can only be addressed by considering experimental and numerical multi-scale methods. However, current existing approaches are limited in several aspects because on the one hand of the difficulty in representing the micro-structure and characterising micro-scale constituent materials, and on the other hand in the computational cost inherent to these approaches. The overall objective of this project is to develop a data-driven methodology relying on a structural properties-micro-structure linkage and able to design optimised shock-absorption devices based on bi-stable metamaterials and printable using additive manufacturing. Targeted applications are user-optimised shock absorber devices which either potentially suffer from fatigue such as in the case of sport shoe soles or which should dissipate the maximum energy during their failure such as in the bicycle helmets.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
4000 Liege
Belgia