Die Forschung in D³ ist in vier Projektgruppen gegliedert (D - Daten, M - Materialien, S - Struktur, F - Funktionalisierung). Angesichts der kompositorischen und strukturellen Komplexität der betrachteten Metamaterialien und der interagierenden Einflüsse auf Resilienz und funktionelle Eigenschaften eröffnen nur eng miteinander verknüpfte Experimente und Simulationen in einem datengetriebenen Framework (D) die Möglichkeit, aussichtsreiche Kombinationen von Material-, Struktur- und Prozessparameter zu identifizieren. Im Vergleich zum Stand der Technik wird sich D³ auf neuartige spinodoide Metamaterialien mit bioinspirierten nicht-periodischen Architekturen, maßgeschneiderte Aluminiumlegierungen und fortschrittliche AM-Technologien konzentrieren. Neben der typischerweise fokussierten Struktur (S), d. h. der mesoskopischen Topologie und Geometrie, wird der Einfluss des Basismaterials (M) und der Funktionalisierung (F) auf die effektiven makroskopischen Eigenschaften untersucht, was zu einem enormen Parameterraum führt.

Projektgruppen

Projektgruppe Daten: Die Projektgruppe wird neue datengetriebene Designmethoden entwickeln, die die inhärenten mehrskaligen Beziehungen zwischen der Materialzusammensetzung, der komplexen Topologie und dem Versagen von  mechanischen Metamaterialien berücksichtigen. mehr

Projektgruppe Materialien: Die Entwicklung und das Design neuartiger Werkstoffe beruhen häufig noch immer auf zeitaufwändigen Synthese- und Charakterisierungszyklen. Das Ziel der Projektgruppe ist, diesen Prozess durch die gezielte Nutzung von Computerressourcen und Materialdatenbanken zu beschleunigen. mehr

Projektgruppe Struktur: Auf dem Weg zu resilienten Metamaterialien untersucht die Projektgruppe neue Ansätze zu Design, additiver Fertigung und Charakterisierung. Insbesondere spinodoide Strukturen, die eine große topologische Vielfalt und auch nichtperiodische oder schalenartige Architekturen ermöglich, stehen dabei im Mittelpunkt. mehr

Projektgruppe Funktionalisierung: Für die Integration von spinodoiden Strukturen in technische Anwendungen wird in der Projektgruppe eine gradierte Funktionalisierung untersucht. Unterstützt durch numerische Analysen von der atomistischen bis zur Mesoskala werden funktionalisierte Metamaterialien mit designten haptischen und tribologischen Struktureigenschaften entwickelt und charakterisiert, die z.B. für individualisierte Medizinprodukte von besonderem Interesse sind. mehr