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12.11.2021

Von der Natur lernen UND realisieren

3D-Druck – Bindeglied zur Biologisierung der Technik

„Tiere und Pflanzen sind seit jeher wichtige Ideengeber für technische Innovationen aller Art. Durch unsere umfangreichen Sammlungen fossiler und rezenter Tier- und Pflanzenarten verfügen wir in besonderer Weise über die Kompetenz zur Identifizierung biologischer Vorbilder für technische Lösungen.“

Dr. Julia Intemann, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Aufgeschnittener Elefantenschädel aus den Sammlungen der Senckenberg Sektion Mammalogie unter Leitung von PD Dr. Irina Ruf
Aufgeschnittener Elefantenschädel aus den Sammlungen der Senckenberg Sektion Mammalogie unter Leitung von PD Dr. Irina Ruf © Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
© Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Die Natur hatte bereits 3,77 Milliarden Jahre Entwicklungszeit und verfügt damit im Allgemeinen über einen erheblichen Vorsprung vor unseren Erfindern, Ingenieuren, Konstrukteuren, Forschern und Entwicklern. Sie birgt einen riesigen Schatz an Lösungen für die Technik, welchen das Kooperationsnetzwerk „3D-Druck und additive Fertigung – Bionik“ zu heben sucht. Der 3D-Druck ermöglicht dies insofern das Produkt- bzw. Bauteil-Design sich nicht mehr nach der Fertigung richten muss. Zur Umsetzung bzw. Übersetzung der „Vorlagen“ aus der Biologie in technische Anwendungen ist die additive Fertigung mit ihren Freiheitsgraden – manchmal nur durch den Bauraum limitiert – ideal geeignet. Diese Biologisierung der Technik setzt jedoch auch eine neue Art des Konstruierens voraus: Bionische Konstruktion. Bionisch heißt dabei von der Natur auf die Technik übertragen. Eine Art des Konstruierens, welche wiederum auch der additiven Fertigung hilft sich weitergehend zu etablieren.

Wenn Sie in ein paar Jahren während einer Bahnfahrt sich gemütlich in Ihren Sitz zurücklehnen und das Gefühl haben besonders gut zu sitzen, dann könnte dies an Pilzen, Moostierchen und Spinnennetzen liegen. An solch einem biologisch inspirierten Sitzsystem (BOOST) arbeiten aktuell die Technische Hochschule Mittelhessen, die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und die Grammer AG. Geleitet wird das durch das BMBF geförderte Projekt von Prof. Dr.-Ing. Udo Jung, welcher als Experte für Leichtbau und Betriebsfestigkeit das Kooperationsnetzwerk begleitet. Die Demonstratoren des neuartigen Sitzkissens und Kissenträger sollen mittels additiver Fertigung als ein einziges integriertes Bauteil gefertigt werden. Für die Herstellung greifen die Verbundpartner in dieser Phase auf Mitglieder des Kooperationsnetzwerks zurück, die entsprechende Fertigungs- sowie Materialkompetenzen mitbringen. Die prototypische Umsetzung des Sitzsystems erfolgt schließlich durch den renommierten Sitzhersteller Grammer. Neben der oben genannten Technik bringt Senckenberg die Biologie mit ein, so dass es um Bionik geht.

Vogelfüße für Sturzhelme, Säugetierschnauzen für Düsen, Saugfische für Robotik und viele weitere biologische Vorbilder zur idealen Konstruktion unter Gesichtspunkten wie Druck oder auch für den Leichtbau halten die über 100 Sammlungen mit zig Millionen von Tieren und Pflanzen bereit, welche Senckenberg gemeinsam mit den anderen Cluster-Mitgliedern bereits aktiv angeht oder noch deren technischen Nutzen eruiert.

Unter den Mitgliedern des Kooperationsnetzwerks finden sich Experten rund um die Konstruktion und Simulation, wie 3G engineering, mit dem Fokus auf die Umrüstung sowie Sanierung bestehender Anlagen und Wurzeln in der Projektabwicklung im Sondermaschinenbau, oder Merkle & Partner, das Ingenieurbüro für FEM-Berechnungen, CFD-Berechnungen & virtuelle Produktentwicklung, neben SEGULA, als globalem Engineering-Konzern, der Industrien weltweit voranbringt.

Ebenso sind starke Partner auch für die Fertigung im Netzwerk vorhanden, wie Continental Engineering Services als unabhängiger, technologieorientierter Serienanbieter, der dank seines Kompetenzzentrums für Additive Design and Manufacturing (ADaM) Teile mit komplexen Formen und bionischen Strukturen realisiert, oder Kegelmann Technik, ein führendes und für Automotive sowie Aviation zertifiziertes Unternehmen bei der generativen Fertigung von Modellen, Prototypen, Werkzeugen und Endprodukten, bis hin zu Start-Ups, wie Cera 3D mit Fokus auf Bauteile und Verschleißschutz aus Keramik.

Ferner sind mit Heraeus – Edelmetalle, Spezialmetalle, wie z. B. Refraktärmetalle, und hochwertige Metallpulver für den 3D-Druck – und Fiberthree – von Ingenieuren für Ingenieure entwickelte technische Polyamid-Filamente – sowie WZR ceramic solutions – additive Verfahren für technische Keramik und keramische Beschichtungen – oder ganz neu BIOVOX – funktionalisierte Biokunststoffe – Materialspezialisten im Netzwerk aktiv.

Außerdem sind im Kontext von Digitalisierung und Plattformen Mitglieder im Netzwerk wie dCentra, die daran arbeiten, den Prozess der additiven Fertigung und den 3D-Druck zu digitalisieren und automatisieren, basierend auf der Blockchain-Technologie, sowie Gravity Pull Systems, welches hilft, additive Fertigung profitabel zu organisieren sowie Ihren Prozess industriekonform zu halten.

Weiterhin bringen Weber Maschinenbau und Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain, ein Unternehmen der DVS TECHNOLOGY GROUP, jeweils branchenspezifische Kenntnisse und Fragestellungen in das Kooperationsnetzwerk mit ein.

 

Wollen Sie ebenfalls Neues und Neuartiges konstruieren, den 3D-Druck nutzen oder Lösungen in der Natur finden?
Finden Sie das Kooperationsnetzwerk spannend oder möchten Sie mit einem der Mitglieder direkt arbeiten?


Dann kontaktieren Sie bitte den Clustermanager Niklas Günther.

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Ansprechpartner Herr Niklas Günther
3D-Druck und additive Fertigung – Bionik c/o TransMIT GmbH
Tel. +49 173 6816745
niklas.guenther@transmit.de
www.3ddruck-transmit.de
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