EM-properties of materials made by additive manufacturing
- Reference number
- SM18-0039
- Start and end dates
- 190101-191231
- Amount granted
- 339 228 SEK
- Administrative organization
- Saab AB
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
The main objective is to develop a method to accurately model the electromagnetic response of materials and structures produced with Additive Manufacturing technology (AM). Structural details, that with conventional manufacturing technology can be complex and expensive to design and produce, have potential to be manufactured efficiently and cheaply with AM technology. For example, radar absorbing composite structures can be designed with a detailed control of absorbing additives in all three dimensions. It is difficult to simulate the electromagnetic response of such materials, unless using a highly resolved mesh, yielding long simulation times. A fast homogenization procedure is necessary in order to use a coarser mesh that can speed up simulation times, and thereby make it possible to run the simulations in an optimization loop. Work plan: * Investigate possible fast homogenization methods suitable for irregular shapes and different sizes of the micro-structure. * Couple the homogenization procedure to a full-wave electromagnetic field solver. * Investigate suitable optimization methods for adjusting the geometry of the micro-structure. * Establish the level of accuracy using highly resolved mesh. * Manufacture optimized structure samples using 3D-printers at Saab or at Lund university. * Measure the performance at Saab and/or Lund university. The project will result in a new methodology for electromagnetic modelling of complex materials and structures.
Popular science description
Teknik för Additiv tillverkning, eller tillverkning med 3D-skrivare, utvecklas snabbt och börjar bli vanlig inom produktionsindustrin. För en flygindustri som Saab är produktionstekniken givetvis intressant då den kan medföra snabbare och billigare tillverkning och lättare konstruktioner. Material som har speciella elektromagnetiska egenskaper, såsom antennradomer och radarabsorbenter kan med fördel tillverkas med hög noggrannhet med tekniken. 3D-skrivare medför att materials mikrostruktur kan anpassas för elektromagnetisk vågutbredning i tre dimensioner. Sådan vågutbredning i mikrostruktur är svår att beräkna för större objekt utan att använda mycket stora beräkningsresurser. Det är därför önskvärt att utveckla metoder där materialets mikrostruktur kan modelleras med snabba beräkningsalgoritmer. Detta för att kunna optimera materialets mikrostruktur med många snabba beräkningar, där mikrostrukturen ändras. Syftet med projektet är att utveckla sådana beräkningsmetoder som medför att materialens elektromagnetiska egenskaper kan optimeras innan utskrift med 3D-skrivare. Arbetet kommer att utföras på Lunds universitet i samarbete med Saab.