Fold-In - Folding Innovations: Basics, Design, Applications, Visions
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Motivation
Gefaltete Designs sind ein in der Natur etabliertes Prinzip zur Verstärkung dünner Strukturen oder zur Reduzierung von Packungsgrößen. Beispielsweise wird die Steifheit vieler Pflanzenblätter wie zum Beispiel Palmenblätter durch das Falten effizient erhöht. Faltbare Insektenflügel sind weiterhin in der Lage komplexe Bewegungen auf der Grundlage reversibler Faltmechanismen ausführen. Das technische Potenzial dieser Prinzipien - sowohl der flexiblen als auch der festen - im Hinblick auf die Materialeinsparung und die Effizienz von Leichtbaukonstruktionen wird jedoch nicht in vollem Umfang in technischen Anwendungen genutzt. Dennoch finden sich einige Übertragungen dieser Prinzipien auf technische Anwendungen im Bereich der Architektur, der Robotik der Medizin- oder Weltraumtechnik.
Ziel
Ziel des Projekts „Fold-In – Folding Innovations: Basics, Design, Applications, Visions“ ist es einerseits das technische und wirtschaftliche Potenzials gefalteter Strukturen zu bestimmen und andererseits Grundlagen für den Entwurf dieser Strukturen zu erarbeiten.
Vorgehen
Zu diesem Zweck werden bestehende Faltdesigns in den Naturwissenschaften und verschiedenen technischen Disziplinen analysiert und die theoretischen Grundlagen angegliedert. Anschließend werden Simulationsmodelle für eine geometrische und mechanische Beschreibung dieser Strukturen entwickelt. Basierend auf den Ergebnissen wird eine adaptierte Synthese-Methode generiert. Die Etablierung von Faltmustern in neuartigen Anwendungen und damit die Erschließung neuer Märkte durch angepasste Herstellungsverfahren ist somit möglich.
Partner
Institut für Geometrie und Praktische Mathematik
Lehrstuhl für Tragkonstruktion
Institut für Angewandte Mechanik
Institut für Textiltechnik
Lehr- und Forschungsgebiet Kontinuumsmechanik
Institut für Bildsame Formgebung
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Institut für Angewandte Medizintechnik
Förderung
Das Forschungsprojekt wurde im Rahmen der Boost Fund Initiative des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.