Materialisierung von bi-stabilen auxetischen Strukturen. Von einem theoretischen Muster zu einem physischen Modell

Kilian Hoffmann

Betreuung:
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Milena Stavric
Institut für Architektur und Medien
2024
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Die Geometrie auxetischer Strukturen wird üblicherweise mit einer Materialstärke von null bearbeitet. Die Materialität und den Herstellungsprozess in die geometrische Ausarbeitung auxetischer Strukturen einzubeziehen ist besonders anspruchsvoll, weil sie dem kinematischen Verhalten und der Bewegung auxetischer Strukturen neue Komplexität verleihen. Ziel dieser Arbeit ist es, das kinematische Verhalten einer bistabilen auxetischen Struktur basierend auf dem p31m-Muster zu untersuchen, um unter Verwendung verschiedener homogener Standardmaterialien und digitaler Herstellungsverfahren unterschiedliche Konfigurationen zu erstellen.

Dieser neue Forschungsansatz wandelt grundlegende auxetische 2D-Muster in variable geometrische 3D-Formen um, indem er – abhängig von Material und Herstellungsprozess – nur minimale Änderungen an der Geometrie vornimmt. Für dickere Materialien führt er zusätzlich schräge Schnitte in das Muster ein, wodurch die Struktur in einer offenen 3D-Position stabil bleibt. Diese Erkenntnisse stellen den ersten Schritt zur Umsetzung auxetischer Strukturen im architektonischen Maßstab dar.