Zellulare mechanische Metamaterialien

Metamaterialien sind künstlich hergestellte Strukturen, deren Eigenschaften von denen in der Natur üblichen abweichen. Durch eine maßgeschneiderte Architektur von zellularen Metallen werden mittels SEBM Metamaterialien hergestellt. Dabei werden zum einen auxetische Werkstoffe erforscht, die sich durch eine negative Querkontraktionszahl auszeichnen. Zum anderen werden basierend auf grundlegenden Mechanismen, die numerisch identifiziert werden, Zellstrukturen entworfen und realisiert, die komplette phononische Bandlücken aufweisen.

• Wormser M., Kiefer DA., Rupitsch S., Körner C.:
  Comparison of Transmission Measurement Methods of Elastic Waves in Phononic Band Gap Materials
  In: Materials (2021)
  ISSN: 1996-1944
  DOI: 10.3390/ma14051133
• Warmuth F.:
  Zellulare mechanische Metamaterialien: Design, Herstellung und Charakterisierung (Dissertation, 2021)
• Wormser M., Adler L., Körner C.:
  Mechanische zellulare Metamaterialien aus Metall durch Selektives Elektronenstrahlschmelzen
  In: DGM (Hrsg.): Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Zellulare Werkstoffe · Zellulare Materialien, 2018, S. 16-24 (Dialog, Bd.2/2018)
• Novak N., Borovinsek M., Vesenjak M., Wormser M., Körner C., Tanaka S., Hokamoto K., Ren Z.:
  Crushing Behavior of Graded Auxetic Structures Built from Inverted Tetrapods under Impact
  In: physica status solidi (b) (2018)
  ISSN: 0370-1972
  DOI: 10.1002/pssb.201800040
• Wormser M., Wein F., Stingl M., Körner C.:
  Design and Additive Manufacturing of 3D Phononic Band Gap Structures Based on Gradient Based Optimization
  In: Materials 10 (2017)
  ISSN: 1996-1944
  DOI: 10.3390/ma10101125
• Wormser M., Warmuth F., Körner C.:
  Evolution of full phononic band gaps in periodic cellular structures
  In: Applied Physics A: Solids and Surfaces (2017), Art.Nr.: 123:661
  ISSN: 0721-7250
  DOI: 10.1007/s00339-017-1278-6
• Warmuth F., Wormser M., Körner C.:
  Single phase 3D phononic band gap material
  In: Scientific Reports (2017), Art.Nr.: 3843
  ISSN: 2045-2322
  DOI: 10.1038/s41598-017-04235-1
• Warmuth F., Adler L., Osmanlic F., Lodes M., Körner C.:
  Fabrication and characterisation of a fully auxetic 3D lattice structure via selective electron beam melting
  In: Smart Materials and Structures 26 (2017), Art.Nr.: 025013
  ISSN: 1361-665X
  DOI: 10.1088/1361-665X/26/2/025013
• Adler L., Warmuth F., Lodes M., Osmanlic F., Körner C.:
  The effect of a negative Poisson's ratio on thermal stresses in cellular metallic structures
  In: Smart Materials and Structures 25 (2016), Art.Nr.: 115038
  ISSN: 1361-665X
  DOI: 10.1088/0964-1726/25/11/115038
• Schwieger W., Thangaraj T., Warmuth F., Warnick KG., Klumpp M., Lodes M., Körner C.:
  Fabrication and pressure drop behavior of novel monolithic structures with zeolitic architectures
  In: Chemical Engineering Journal 288 (2016), S. 223-227
  ISSN: 1385-8947
  DOI: 10.1016/j.cej.2015.11.104
• Körner C., Warmuth F.:
  Phononic band gaps in 2D quadratic and 3D cubic cellular structures
  In: Materials 8 (2015), S. 8327-8337
  ISSN: 1996-1944
  DOI: 10.3390/ma8125463
• Körner C., Liebold Ribeiro Y.:
  A systematic approach to identify cellular auxetic materials
  In: Smart Materials and Structures 24 (2015), Art.Nr.: 025013
  ISSN: 1361-665X
  DOI: 10.1088/0964-1726/24/2/025013
• Liebold Ribeiro Y., Körner C.:
  Phononic band gaps in periodic cellular materials
  In: Advanced Engineering Materials 16 (2014), S. 328-334
  ISSN: 1438-1656
  DOI: 10.1002/adem.201300064
• Klumpp M., Inayat A., Schwerdtfeger J., Körner C., Singer R., Freund H., Schwieger W.:
  Periodic open cellular structures with ideal cubic cell geometry: Effect of porosity and cell orientation on pressure drop behavior
  In: Chemical Engineering Journal 242 (2014), S. 364-378
  ISSN: 1385-8947
  DOI: 10.1016/j.cej.2013.12.060
• Klassen A., Bauereiß A., Körner C.:
  Modelling of electron beam absorption in complex geometries
  In: Journal of Physics D-Applied Physics 47 (2014), Art.Nr.: 065307
  ISSN: 0022-3727
  DOI: 10.1088/0022-3727/47/6/065307
• Schwerdtfeger J., Schury F., Stingl M., Wein F., Singer R., Körner C.:
  Mechanical characterisation of a periodic auxetic structure produced by SEBM
  In: physica status solidi (b) 249 (2012), S. 1347-1352
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• Schwerdtfeger J., Wein F., Leugering G., Singer R., Körner C., Stingl M., Schury F.:
  Design of Auxetic Structures via Mathematical Optimization
  In: Advanced Materials 23 (2011), S. 2650--2654
  ISSN: 0935-9648
  DOI: 10.1002/adma.201004090
• Mitschke H., Schwerdtfeger J., Schury F., Stingl M., Körner C., Singer R., Robins V., Mecke K., Schröder-Turk G.:
  Erratum: Finding auxetic frameworks in periodic tessellations
  In: Advanced Materials 23 (2011), S. 2669-2674
  ISSN: 0935-9648
  DOI: 10.1002/adma.201190118
• Mitschke H., Schwerdtfeger J., Schury F., Stingl M., Körner C., Singer R., Robins V., Mecke K., Schröder-Turk G.:
  Finding Auxetic Frameworks in Periodic Tessellations
  In: Advanced Materials 23 (2011), S. 2669-2674
  ISSN: 0935-9648
  DOI: 10.1002/adma.201100268
• Inayat A., Schwerdtfeger J., Freund H., Körner C., Singer R., Schwieger W., Freund H.:
  Periodic open-cell foams: Pressure drop measurements and modeling of an ideal tetrakaidecahedra packing
  In: Chemical Engineering Science 66 (2011), S. 2758-2763
  ISSN: 0009-2509
  DOI: 10.1016/j.ces.2011.03.031
• Schwerdtfeger J., Heinl P., Singer R., Körner C.:
  Auxetic cellular structures through selective electron-beam melting
  In: physica status solidi (b) 247 (2010), S. 269-272
  ISSN: 0370-1972
  DOI: 10.1002/pssb.200945513
• Körner C., Schwerdtfeger J., Singer R.:
  Auxetic Cellular Metals
  MetFoam 2009 - 6th International Conference on Porous Metals and Metallic foams (Bratislava, 2. September 2009 - 4. September 2009)
  In: MetFoam 2009 - Proceedings of the 6th International Conference on Porous Metals and Metallic Foams 2009
• Schwerdtfeger J., Heinl P., Singer R., Körner C.:
  Selective Electron Beam Melting: A new way to auxetic cellular structures
  20th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, SFF 2009 (Austin, TX)
  URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84892631091&origin=inward
• Rudolf D., Fink A., Körner C., Freund H.:
  Thermo-Mechanical Study on Auxetic Shape Memory Periodic Open Cellular Structures—Part I: Characterization of Reentrant Geometry and Effective Heat Conductivity
  In: Advanced Engineering Materials (2024)
  ISSN: 1438-1656
  DOI: 10.1002/adem.202401717
• Fink A., Rudolf D., Wahlmann B., Freund H., Körner C.:
  Thermo‐mechanical Study on Auxetic Shape Memory Periodic Open Cellular Structures—Part II: Mechanical and Shape Memory Properties
  In: Advanced Engineering Materials 26 (2024)
  ISSN: 1438-1656
  DOI: 10.1002/adem.202401310