Bionik im 3D Druck

Zu den zentralen Vorzügen des 3D Drucks gehört die Designfreiheit, also die Möglichkeit, auch filigrane Formen zu drucken, die so mit konventionellen Methoden nicht umsetzbar wäre.

Dies eröffnet nicht zuletzt auch der Bionik, also dem Nachbau von Formen aus der Natur für technische Anwendungen, völlig neue Möglichkeiten.

Von der Natur lernen

Die Idee der Bionik, Lösungen der Natur auf die Technik zu übertragen, ist bereits einige Jahrhunderte alt. So griff bereits Leonardo da Vinci (1452-1519) für seine Flugapparate auf das Vorbild des Vogelflugs zurück - wenn auch nicht so erfolgreich. Leonardo fehlten sowohl Motoren für seine Flugapparate als auch die Möglichkeiten der industriellen Fertigung.

Letztere erlaubte einige Umsetzungen von Ideen der Bionik, zumindest, solange es um weniger filigrane Formen aus der Natur ging. Als die prominentesten Beispiele seien der Klettverschluss oder der Windkanal an dieser Stelle genannt. Sobald es um komplexere Formen und Strukturen aus der Natur ging stiess die konventionelle Fertigung jedoch noch an enge Grenzen.

Dies änderte sich erst mit dem Aufkommen des 3D Drucks. Nun erhielten Entwickler erstmals eine praktische uneingeschränkte Design- und Konstruktionsfreiheit. Zudem spart die hiermit mögliche werkzeuglose Fertigung Zeit und Kosten.

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Flugzeugbau als klassisches Anwendungsfeld

Als klassisches Anwendungsgebiet der Bionik gilt eindeutig der Flugzeugbau. Schliesslich bedeuten filigranere Formen gerade dort, Gewicht, und somit Treibstoff zu sparen, was gerade in Zeiten der Klimakrise ein wichtiges Anliegen und dringender den je ist.

Und somit schlagen wir nach gut 500 Jahren sogar wieder einen Bogen zu Leonardo da Vinci.

Use Case 1: Brackets aus Titan 3D Druck

Bereits im Jahr 2015 ging der Deutsche Zukunftspreis an ein Projekt aus dem Bereich des Bionik-inspirierten Leichtbaus für die Luftfahrt. Dabei ging es um ein (im Umfeld der HTW Saar entwickeltes) sogenanntes Bracket, also eines Halte- und Verbindungselements, aus Titan 3D Druck, welches an Bord des Airbus A350 XWB zum Einsatz kommen soll.  

Use Case 2: Flugroboter aus dem 3D Drucker

Im Jahr 2007 hatte das Unternehmen Festo mit der Untersuchung von Tieren wie etwa dem Pinguin oder dem Mantarochen begonnen, um deren Schwimmbewegungen auf den Einsatz von Robotern zu übertragen. Ab 2011 begann das Unternehmen dann, den Vogelflug zu entschlüsseln, was bereits einige interessante Projekte nach sich zog.

Festo BionicFlyingFox

Die vorläufige Krönung dieser Entwicklung folgte jedoch erst im Jahr 2018, mit dem BionicFlying Fox. Dabei handelt es sich um eine Art Roboter-Flughund. Dieser basiert auf einer grossen Fledermaus, welche in Teilen Asiens und Australiens beheimatet ist.

 

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