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Optimization of Fused Filament Fabricated Infill Patterns for Sandwich Structures in a Three-Point Bending Test

Titelangaben

Rosnitschek, Tobias ; Gläseke, Annika ; Hüter, Florian ; Alber-Laukant, Bettina ; Tremmel, Stephan:
Optimization of Fused Filament Fabricated Infill Patterns for Sandwich Structures in a Three-Point Bending Test.
In: Rieser, Jasper ; Endress, Felix ; Horoschenkoff, Alexander ; Höfer, Philipp ; Dickhut, Tobias ; Zimmermann, Markus (Hrsg.): Proceedings of the Munich Symposium on Lightweight Design 2021 : Tagungsband zum Münchner Leichtbauseminar 2021. - Berlin : Springer Vieweg , 2022 . - S. 115-123
ISBN 978-3-662-65215-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-65216-9_11

Abstract

Additive manufacturing is taking on an essential role in lightweight design engineering. To realize significant weight reductions and manufacturing time savings, additively manufactured components often consist of a shell and an inner infill structure. By now, infill structures are mainly simple geometrical patterns without any link to the load cases of the components.
In this article, we investigate the possibility of using topology optimization for more dedicated infill structures. Therefore, we present a workflow to create the topology-optimized shape of a unit cell, patterned and extruded as an infill structure. The workflow is used to optimize various three-point bending specimens, which are manufactured by fused filament fabrication. The specimens are compared in experiments and finite element simulations utilizing a lightweight number. Though open challenges exist in further automation and consideration of other load cases, shape orientation and additive manufacturing processes, this contribution represents a basic approach to employing topology optimization to optimize infill structures.

Weitere Angaben

Publikationsform: Aufsatz in einem Buch
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Ehemalige Professoren > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Tremmel
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > ZET - Zentrum für Energietechnik
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > Forschungsstelle für Additive Innovationen - Campus Additive.Innovationen (CA.I)
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Ehemalige Professoren
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 08 Aug 2022 09:24
Letzte Änderung: 08 Aug 2022 09:24
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/71413