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Der Schöpfung abgeschaut
Auf der Suche nach der idealen Struktur von Bauteilen dient die Natur als Vorbild. Warum sich Wissenschaftler am inneren Aufbau von Röhrenknochen orientieren.
Rolf Höneisen
Alles in der Natur zeugt von sparsamem Umgang mit Ressourcen, idealen Strukturen, optimalem Design, ist solide und leicht. Grashalme, Bambusstangen, Knochen, Zähne. Sie alle sind leicht und gleichzeitig enorm stabil. Ihre hohe Belastbarkeit trotz des geringen Gewichts verdanken sie einem raffinierten Innenaufbau, bestehend aus einem intelligenten Mix verschiedener Materialien. So sind beispielsweise Röhrenknochen nicht wegen der kompakten Aussenhülle so stabil, sondern wegen der feinen, schwammartigen Substanz in ihrem Inneren.
Um Produkte mit ähnlichen Eigenschaften zu erhalten, wie sie Röhrenknochen aufweisen, arbeiten die Fraunhofer-Institute für Werkstoffmechanik (IWM) und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik im Projekt «Bionic Manufacturing» zusammen. Am IWM in Freiburg werden ideale Innenstrukturen für neue Bauteile gesucht. «Unser Ziel ist es, so effizient wie die Natur zu arbeiten: Das fertige Bauteil soll nicht mehr wiegen als nötig und dabei trotzdem mechanisch zuverlässig funktionieren», betont IWM-Mitarbeiter Raimund Jaeger.
Ein grosses Plus bei einer solchen Konstruktionsweise seien die sich ergebenden gestalterischen Freiheiten. «Es ist möglich, sehr ästhetische Gebrauchsgegenstände wie einen Designerstuhl herzustellen», erklärt Jaeger. Und sollte ein solches Stück durch Überbeanspruchung doch einmal versagen, dann tue es das «gutmütig» – es zerbricht nicht in scharfe Splitter, sondern knickt weich in sich zusammen.
Lesen Sie den ganzen Artikel in factum 07/2011.
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