Natur ist das einzige Buch, das auf allen Blättern großen Gehalt bietet. Johann Wolfgang von Goethe bionic in progress ist ein Lehrprojekt für das WS 06/07 und SS 07 für Studierende aus den Bereichen: - Integriertes Design, Hochschule für Künste Bremen - Bionik, Hochschule Bremen - Produktionstechnik, Universität Bremen - Wirtschaftsingenieurwesen, Universität Bremen In interdisziplinären Entwicklungsteams sollen Produktkonzepte bis zur Marktreife entwickelt werden. Das Themenfeld der Bionik gilt als Rahmen, Orientierung und Inspirationsquelle für die Produktbionic in progress findung. Die Entwicklungsteams setzen sich aus jeweils einem Designer, zwei Bionikern und vier Wirtschaftsingenieuren zusammen. Nach dem WS 06/07 wird ein Produktkonzept ausgewählt, das weiterentwickelt und prototypisch im DaimlerChrysler-Werk Bremen gefertigt wird. Bedingung ist eine fertigungsgerechte Gestaltung und Konstruktion für automative Fertigungstechniken. Website: http://bionic.hfk-bremen.de
Entwicklung einer Faltstruktur Es flossen verschiedene spezielle Inputs ein, die zur Entwicklung eines Produktkonzepts beitrugen. So trugen die drei Studierenden des Wirtschaftsingenieurwesens Methoden zur Projektplanung und zur Problemlösung heran, der Student des Designs brachte erfrischende Visionen ein und die Studenten der Bionik unterstützten das Projekt mit ihrer Fachkompetenz und ihrer Ergebnisorientierung, welche das Projekt im praktischen Bereich stark antrieb. Des Weiteren gab der Fertigungsprozess im Werkzeugbau des DaimlerChrysler-Werkes in Bremen wichtige Impulse, die bei der Entwicklung berücksichtig wurden. So entstand in diesem Spannungsfeld - inspiriert von Faltmechanismen aus der Natur - in der Projektgruppe LMNT die gleichnamige Faltstruktur.
Grundidee Das Faltsystem LMNT besteht aus den Elementen Trapez und Raute. Diese können aus Polystyrol sowie aus Blech geformt werden. Mehrere Elemente lassen sich zu einer faltbaren flächigen strukturierten Beschattungsanlage zusammenfügen. Neben der Dosierbarkeit der beschatteten Fläche wird auch die Einstellbarkeit der Beschattungsintensität verfolgt. Nach der Konstruktionsarbeit der Faltelemente und Simulation des Faltverhaltens in Catia V5 wurde ein Funktionsmodell aus Polystyrol gefertigt.
Bionischer Ansatz Auf der Suche nach Faltmechanismen in der Natur fällt beispielsweise das Blatt eines Baumes auf, welches zum Frühjahr seine fotosynthetischen Aktivitäten aufnimmt. Faltmechanismen sind auch an Seeanemonen und Würmern zu beobachten, deren Tentakeln aus dem Körper herausgefaltet werden, um Beute zu greifen. All diese Strukturen haben eins gemeinsam: Sie erzeugen bei geringem Materialeinsatz die größtmögliche Fläche, um möglichst viel Licht zu absorbieren bzw. Wasser zu filtrieren. Ein Blatt lässt sich mit technischen Begriffen beschreiben: Eine dünne Membran wird mit Hilfe von dünnen Venen und Rippen verstärkt. Dabei muss ein Blatt nicht nur sein eigenes Gewicht tragen, sondern auch Witterungseinflüssen wie beispielsweise Winden standhalten können. Die Geometrie bezweckt nicht nur die Stabilität, um aus der Knospe herausgefaltet zu werden, braucht das Blatt gerade diese Geometrie, um möglichst kompakt und geschützt auf den Frühling warten zu können.
Prozesskette in CATIA V5 Zur Herstellung des Polystyrolmodells wurden im ersten Schritt Raute und Trapetz mit Hilfe des Generative Shape Design von CATIA V5 als Flächen konstruiert, wobei insbesondere Werkzeugtoleranzen berücksichtigt wurden. Die fertigen Flächenkonstruktionen wurden mit einem Aufmaß in beide Richtungen versehen, so dass von der Materialstärke ausgehend ein Stempel erzeugt werden konnte. Dieser wurde mit einer Ankonstruktion versehen und zu einem Solid umgewandelt. Dieses virtuelle Werkzeug ist auf der kleinen Abbildung zu sehen. Die NC-Programmierung dient der Steuerung der Fräsmaschine. Im zweiten Schritt wurde, wie auf dem Foto zu sehen, der Stempel gefräst. Dabei wurden ebenfalls Löcher gefräst, die für den dritten Schritt erforderlich waren. Mit einer Tiefziehmaschine wurden nun im letzten Schritt Polystyrolplatten erwärmt und durch Vakuum auf die Form gezogen.
Team / Professoren / Partner Wirtschaftsingenieurwesen, Universität Bremen: Lina Chan Ulf Hamster Christian von Roden Bionik, Hochschule Bremen: Phillip Glockner Stefan Reußenzehn Integriertes Design, Hochschule für Künste Bremen: Wolfram Behrend Betreuende Professoren: Prof. Dr. Antonia Kesel, Hochschule Bremen Prof. Andreas Kramer, Hochschule für Künste Bremen Prof. Dr.-Ing. Dieter H. Müller, Universität Bremen Partner: Dr. Frank Boinski, DaimlerChrysler AG Thomas Brodbeck, Medienproduzent Dr. Sascha Peters, Bremer Design GmbH Universität Bremen, Hochschule Bremen, Hochschule für Künste Bremen 2006/2007