Das Potenzial auxetischer Strukturen
In meinem Masterstudium im Kurs „Design Studies“ an der HTW Dresden habe ich mich intensiv mit auxetischen Strukturen auseinandergesetzt. Diese Metamaterialien verfügen über die besondere mechanische Eigenschaft, sich bei Zugbelastung sowohl längs als auch quer auszudehnen. Mein Ziel war es, die Machbarkeit dieser komplexen Geometrien im Kontext der Nachhaltigkeit zu untersuchen und sie gezielt aus naturstoffbasierten statt aus synthetischen Ausgangsstoffen zu entwickeln.
Synergien zwischen HTW und HfBK Dresden
Die Arbeit profitierte maßgeblich von meiner Schnittstellenfunktion zwischen Studium und Forschung: Als Mitarbeiter im Projekt „GreTA“ (Generative Herstellung recyclingfähiger Grundstrukturen für die Theaterplastik) an der HfBK Dresden konnte ich für meine Versuchsreihen die dortige Infrastruktur nutzen. Durch den Einsatz der im Projekt entwickelten Drucker und Materialrezepturen gelang es mir, eine direkte Verbindung zwischen der theoretischen Designforschung an der HTW und der praktischen Materialentwicklung der HfBK herzustellen.
Additive Fertigung mit biogenen Werkstoffen
Für die Realisierung der Prototypen evaluierte ich zwei generative Verfahren: das Laminated Deposition Manufacturing (LDM) und das Binder Jetting. Dabei kamen nachhaltige Rezepturen auf Basis von Kork, Miscanthusgras, Gelatine und Glycerin zum Einsatz. Im Fokus meiner Untersuchung stand das präzise Zusammenspiel zwischen den geometrischen Anforderungen auxetischer Strukturen und den spezifischen Verarbeitungseigenschaften dieser biogenen Massen, um ökologische Alternativen für die additive Fertigung aufzuzeigen.
Erkenntnisse und Zukunftsperspektiven
Mit dieser Machbarkeitsstudie konnte ich wertvolle Erkenntnisse über die Potenziale und Grenzen naturstoffbasierter Metamaterialien gewinnen. Auch wenn die Materialstabilität bei Bio-Kompositen besondere Anforderungen an die Gestaltung stellt, bieten meine Ergebnisse eine fundierte Grundlage für die Entwicklung adaptiver, kreislauffähiger Produkte. Zukünftige Ansätze, wie die Verstärkung durch natürliche Fasern, könnten das Einsatzspektrum dieser nachhaltigen Designlösungen in Technik und Architektur weiter vergrößern.
