Die zunehmende Lärmbelastung stellt uns vor die Herausforderung, nachhaltige Materialien in die Gebäudeakustik zu integrieren. Exemplarisch wird Ton untersucht – ein traditionsreicher Baustoff, der heute wieder an Bedeutung gewinnt. Während seine hygrothermischen Eigenschaften gut erforscht sind, ist über sein akustisches Potenzial im Kontext der Schallabsorption wenig bekannt.
Diese Thesis untersucht das Potenzial, Akustikabsorber aus Ton additiv zu fertigen. Ziel ist es, eine monomaterielle, nachhaltige und zugleich akustisch wirksame Struktur zu entwickeln, die ohne zusätzliche Trägermaterialien oder Verbundstoffe auskommt. Im Rahmen einer umfassenden Recherche wurde der aktuelle Stand der Forschung zu additiv gefertigten Tonstrukturen, dem akustischen Verhalten poröser Materialien sowie dem Einfluss der sogenannten Tortuosität auf die Schallabsorption analysiert. Darauf aufbauend wurden im ersten Teil des Projekts geometrische Parameter identifiziert, die die akustische Wirksamkeit von Tonstrukturen verbessern – darunter eine wellenförmige Außenkontur, eine mikrostrukturierte Oberfläche mit Öffnungen sowie eine innere, hochporöse Geometrie basierend auf einem wachstumsbasierten Algorithmus. Die entwickelte Geometrie basiert auf konkaven und konvexen alternierenden Basiskurven, die eine taschenartige Struktur bilden und perlenartig entlang einer übergeordneten Kurve angeordnet sind. Dadurch entsteht eine Silhouette mit schmalen vertikalen Öffnungen, die eine gezielte Reflexion und Abschwächung des Schalls bis zum energetischen Minimum ermöglicht. An definierten Stellen wird der Schall durch das hier entwickelte poröse Wachstumsmuster absorbiert.
Computergestützte Simulationen, Messungen im Impedanzrohr und im Hallraum belegen die gesteigerte akustische Leistung. Damit zeigt sich das Potenzial additiv gefertigter Tonstrukturen als nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Akustiklösungen.
