Bionik & Topologieoptimierung

Ob Leonardo da Vinci der erste Mensch war, der sich mit Bionik beschäftigte ist heute unbekannt. Seine Zeichnungen der Flugmaschine, deren Tragflächen wie die Flügel eines Vogels skizziert sind, kennt heute aber fast jedes Kind. Sicher war Leonardo aber nicht der einzige Konstrukteur, der sich die Natur zum Vorbild nahm. Um im Wilden Westen den umherziehenden Rinderherden Einhalt zu gebieten, hielt man sie im fernen Texas immer in der Nähe von Dornenhecken, damit sie nicht weglaufen konnten. Der Viehtrieb in die großen Städte im Osten der USA erforderte aber bald eine mobile Lösung. Und so fanden die Dornen an den (Stacheldraht-)Zaun. Die erste weltumfassende, bionische Erfindung war geboren! Was ab 1860 zum Stacheldraht führte, bringt auch heute noch viele neue Produkte zur Umsetzung. Die Gestaltung von Produkten nach dem Vorbild der Natur – der Bionik. Unzählige Lösungen folgten diesem Beispiel. Strömungsoptimierte Boote und Flugzeuge mit Haihaut, Lotuseffekt auf Badkeramik, ein einfacher Klettverschluss oder Leichtbaustrukturen: alles Dinge die heute selbstverständlich sind, aber biologische Vorbilder haben.

"Was hat das mit unseren Teilen zu tun?"

Höhere Steifigkeit bei weniger Gewicht, höhere Funktionalität, geringere Kosten, auch höhere Dynamik, höhere Sicherheit, weniger Verschleiß oder geringere Ausfallquote: Suchen Sie sich die Vorteile und Eigenschaften aus, die Sie an Ihren jetzigen Produkten vermissen. Es sind genau diese Vorteile, die zu neuen, besseren Produkten führen und mit denen Sie sich von Ihrer Konkurrenz abheben können. Dabei bieten sich aber durchaus auch bestehende Produkte für eine Optimierung an. Mit der sogenannten Topologieoptimierung lassen sich Blechteile versteifen, massive Zerspanungsteile leichter machen oder Funktionsteile im Spritzguss noch funktioneller gestalten.
"Innovation statt Evolution" lautet die Devise. Gerne unterstützen wir Sie bei Ihren Vorhaben!

Topologieoptimierung für die additive Fertigung

Kombiniert man die Topologieoptimierung mit der additiven Fertigung, bieten sich gänzlich neue Möglichkeiten Produkte zu gestalten oder zu verbessern. Konventionell verfahrensbedingte Einschränkungen sind passé. Wie bei einem aktuellen Beispiel aus unserer Fertigung: eine Kühlmittelzuführung für einen Werkzeugmaschinenhersteller, montiert direkt neben der Spindel am Z-Schlitten. Das ursprüngliche Bauteil brachte fast 2 Kilogramm auf die Waage und beeinträchtigte damit erheblich die Dynamik der Maschine. Wir konstruierten die Zuführung in ein hoch funktionelles 3D-Druck-Bauteil um und bauten es auf einer unserer Laserschmelzanlagen. Das Ergebnis: eine Gewichtsreduzierung auf sensationelle 330 Gramm bei gleicher Funktionalität. Weniger Gewicht = höhere Dynamik, bessere Werkstückoberflächen bei kürzeren Fräszeiten und weniger Materialverbrauch. Und das Beste: das neue Bauteil kostet auch weniger.

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