Von Ameisen inspiriert: Optimierung von Laminat

Forschung Forscher der TU Chemnitz entwickelt Algorithmus

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In seiner Promotion setzte Lars Ulke-Winter seinen Algorithmus auch für gewickelte Druckbehälter um. Foto: TU Chemnitz/Rico Welzel

Laminate haben längst ihren Platz in unseren Häusern, aber auch im modernen Leichtbau spielen sie eine große Rolle, da Laminate aus faserverstärkten Kunststoffen und Kunstharzen hochfest und leicht zugleich sind. Somit eignen sie sich sehr gut in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobil- und Bootsbau.

Ein Forscher der TU Chemnitz, Lars Ulke-Winter, hat nun im Rahmen seiner Promotion einen Weg gefunden, schwierige Optimierungsprobleme des Laminataufbaus zu lösen, indem er sich von der Natur hat inspirieren lassen.

Naturanaloges Optimierungs-Verfahren erstmals bei Laminat eingesetzt

"Für die Simulation nehme ich virtuelle Ameisen, die verschiedene Wege, also verschiedene Schichtstapel, ausprobieren. Dann wird zurückgerechnet, welche Festigkeit diese Stapel haben und ich ordne entsprechend der Qualität dem Schichtaufbau eine virtuelle Pheromonspur zu. Der folgen weitere Ameisen aus dem Schwarm."

Der Einsatz des naturanalogen Optimierungs-Verfahrens bei Laminate in dieser Form erfolgte nun erstmals in Chemnitz. Er entwickelte ein Programm, in das nur noch die Schichtanzahl und die gewünschte Belastung eingeben werden muss. Dann errechnet es in kürzester Zeit die optimale Schichtorientierung der Einzellagen im Laminat. So wird das optimale Laminat erstellt. Der entwickelte Algorithmus kann außerdem für gewickelte Druckbehälter verwendet werden.

"Darüber hinaus ist es auch möglich, das Material für jede einzelne Schicht auf diese Art optimieren zu lassen oder durch die Anzahl der Durchgänge die Schichtanzahl zu variieren", so Ulke-Winter.



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