Penn State: Allison Beese wird Co-Direktor des Zentrums für additive Fertigung CIMP-3D

Allison Beese, außerordentliche Professorin für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, ist seit dem 1. Januar Co-Direktorin des Zentrums für additive Fertigung CIMP-3D an der Penn State.

“Dies ist eine wirklich aufregende Zeit, um in der additiven Fertigung zu arbeiten, und ich fühle mich geehrt, diese Position zu übernehmen und Ted Reutzel und Tim Simpson im CIMP-3D-Führungsteam zu unterstützen, um die großartige Arbeit in diesem Bereich voranzutreiben, die bereits an der Penn State geleistet wird”, sagte Beese.

Die additive Fertigung oder AM, allgemein als 3D-Druck bezeichnet, ist eine schnell wachsende Technologie, mit der Teile Schicht für Schicht aufgebaut werden. Dank der Fortschritte in dieser Technologie können diese Teile aus Materialien wie Polymeren, Keramiken und Metallen hergestellt und in hochmodernen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin, der Energie- und Verteidigungsindustrie eingesetzt werden.

CIMP-3D betreibt und unterhält ein hochmodernes Verarbeitungslabor, das diese Materialien verarbeiten kann und Experten aus verschiedenen Disziplinen des College of Engineering, des College of Earth and Mineral Sciences, des Materials Research Institute und des Applied Research Laboratory vereint.

“An der Penn State haben wir Experten, die sich mit allen Aspekten der additiven Fertigung befassen, vom Design über die Prozessplanung, die In-situ-Prozessüberwachung und -steuerung bis hin zur Charakterisierung der Teile”, so Beese. “Was die Werkstoffe betrifft, so arbeiten unsere Mitarbeiter an allen derzeit in der additiven Fertigung verwendeten Werkstoffklassen und entwickeln neue Werkstoffe und Methoden, um die Technologie voranzutreiben.”

Beese sagte, zu ihren Zielen als Co-Direktorin gehöre es, die Gemeinschaft zusammenzubringen, um multidisziplinäre Forschungsmöglichkeiten zu verfolgen und das Wachstum in aufstrebenden Bereichen zu gewährleisten, insbesondere im Zusammenhang mit fortschrittlichen Werkstoffen – zum Beispiel die Entwicklung von keramischen Werkstoffen für den Einsatz in der Hyperschalltechnik, die Nutzung des maschinellen Lernens für die Verbesserung von AM-Prozessen und die Entwicklung und Herstellung von funktional abgestuften Materialien.

“Ich denke, wir können die Grenzen der Spitzenforschung weiter verschieben, indem wir die Gemeinschaft zusammenbringen, um neue Teams und Synergien zu schaffen”, sagte Beese. “Dadurch können wir noch größere Probleme angehen und die Reichweite von CIMP-3D in der AM-Gemeinschaft weiter ausbauen.”

Beese ist auch Direktorin des Additive Manufacturing and Design (AMD)-Programms an der Penn State und sagte, dass ihre Doppelrolle im Graduiertenprogramm und bei CIMP-3D eine wertvolle Brücke zwischen Studenten und Forschungsmöglichkeiten sein kann.

“Die Verbindung zwischen der formalen Ausbildung durch AMD und den Einrichtungen, Lehrkräften und Mitarbeitern von CIMP-3D bietet potenzielle Projekte für AMD-Studenten und ermöglicht gleichzeitig die Ausweitung der Forschung auf der Grundlage studentischer Interessen”, so Beese.

Beeses Forschungsgruppe konzentriert sich auf die Identifizierung der Auswirkungen der Mikrostruktur auf das makroskopische mechanische Verhalten, insbesondere Verformung und Bruch. Sie setzen eine Reihe von Methoden ein, darunter experimentelle Charakterisierung, In-situ-Prozessüberwachung, maschinelles Lernen und Computersimulationen, um Zusammenhänge zwischen Verarbeitung, Struktur und Eigenschaften bei AM zu ermitteln.

Ihr Team hat Fortschritte beim Verständnis der Auswirkungen interner Defekte in additiv gefertigten Metallen auf deren Versagensverhalten erzielt und damit ein Verständnis geschaffen, das für die Qualifizierung von Bauteilen und die sichere Anwendung von AM erforderlich ist. Darüber hinaus hat sie Methoden zur Charakterisierung und zum Entwurf funktional abgestufter Werkstoffe entwickelt, die durch AM hergestellt werden, d. h. Werkstoffe, bei denen die Zusammensetzung und damit die Eigenschaften innerhalb eines Bauteils räumlich variieren, um die Leistung zu verbessern, z. B. hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Sie erwarb ihren Bachelor of Science in Maschinenbau an der Penn State. Anschließend arbeitete sie als Ingenieurin im Knolls Atomic Power Laboratory, bevor sie ihr Studium aufnahm. Sie erwarb ihren Master of Science und ihren Doktortitel in Maschinenbau am Massachusetts Institute of Technology. Bevor sie 2013 an die Penn State kam, war sie als Post-Doc an der Northwestern University tätig. Beeses Beiträge wurden mit zahlreichen Auszeichnungen gewürdigt: dem Minerals, Metals & Materials Society AIME Robert Lansing Hardy Award, einem National Science Foundation Early Career Development Award und dem International Outstanding Young Researcher in Freeform and Additive Manufacturing Award.

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