Cellular Loop
3D-gedruckter Freischwinger mit numerischer Optimierung nach Konstruktionsvorbildern der Natur
28. Januar 2015

Die Möglichkeiten der additiven Fertigung durch Lasersintern, FDM oder Stereolithographie machen Strukturen mit inneren Hohlräumen und einer Komplexität möglich, die bislang undenkbar war. Somit hat die Industrie Technologien an der Hand, mit denen der natürliche Aufbau von Knochen oder der hochfester Kieselalgen kopiert werden kann, um den Materialaufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Dies ist vor allem im Hinblick auf den Leichtbau und die Gewichtsreduzierung von großem Interesse. Die Natur hat in Jahrmillionen Lösungen ausgebildet, die mit Blick auf das Verhältnis zwischen Materialeinsatz und Festigkeit optimiert sind.
Konturen mit identischen, quaderförmigen Zellen
Diese für Produktkonstruktionen nutzbar werden zu lassen, ist Ziel des Projekts “Bionic Manufacturing”. In diesem arbeiten Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und der Folkwang Universität der Künste in Essen an einem Prototypen für einen Freischwinger, der die Vorteile zur Gewichtsoptimierung auf ideale Weise erläutert. Der “Cellular Loop” wurde anlässlich der Orgatech 2014 in Köln und der Euromold 2014 in Frankfurt erstmals vorgestellt und deutet auf eindrucksvolle Weise die Vielfalt generativer Fertigung für die Zukunft an.
“Wir wollen von der Natur lernen, wie man optimal konstruiert”, erklärt Dr. Raimund Jaeger, Leiter der Abteilung Biomedizinische Materialien und Implantate am IWM. “Unser Part in diesem Projekt war es, mithilfe komplexer Rechenverfahren Strukturen nach dem Vorbild der Natur zu erzeugen, mit denen sich Produkte leicht und dennoch stabil gestalten lassen.” Dazu haben die Konstrukteure das gesamte Möbel entlang seiner Konturen in identische, quaderförmige Zellen unterteilt. Dieser Aufbau bildete die Grundlage für die numerische Simulation der mechanischen Qualitäten, um diese ideal auf die einwirkenden Kräfte auszurichten und die Wandstärken entsprechend anzupassen. Der Freischwinger wurde von Prof. Anke Bernotat gestaltet und mit der Lasersintertechnologie gefertigt.
Bildquelle: Anke Bernotat
Bundespreis Ecodesign 2022
30. Dezember 2022
14 Projekte wurden Anfang Dezember mit dem Bundespreis Ecodesign 2022 durch…
Batteriegehäuse aus Naturfaser-Organoblechen
7. Juli 2022
Am Fraunhofer LBF wurden in Kooperation mit der Ansmann AG im Forschungsprojekt…
Räucherrakete mit Formgedächtnislegierung
23. Dezember 2022
Pünktlich zum Weihnachtsfest stellt das Fraunhofer IWU eine Räucherrakete mit…
Hybride Produktion mit additiven Verfahren
7. November 2022
Anlässlich der Formnext 2022 in Frankfurt präsentiert das Fraunhofer IPT die…
Bessere Luftqualität dank UV-C Technologie
26. Oktober 2022
Fraunhofer Forscher vom IBP haben den Einsatz von UV-C Licht zur Desinfektion…
UILA Elektro-Lastenrad
24. November 2022
Anlässlich der formnext hat das Innovationsstudio nFrontier mit Partnern unter…
Futurecraft Strung Laufschuh
14. März 2021
Beim Futurecraft Strung kombiniert Adidas additive Fertigungsverfahren mit…
Tandemsolarzelle erzielt Effizienz-Weltrekord
19. Dezember 2022
Mitte Dezember vermeldet das Helmholtz-Zentrum Berlin einen neuen Weltrekord in…
i Vision Dee Studie mit e-Ink Technologie
11. Januar 2023
Unter dem Namen "i Vision Dee" hat BMW anlässlich der CES ein Konzeptfahrzeug…