Biologische Strukturen und Geometrie im 3D-Druck

Eine der größten Her­aus­forderun­gen, welche die addi­tiv­en Fer­ti­gung­stech­nolo­gien zu bewälti­gen haben, ist ein weitre­ichen­der Mind-Shift. 3D-Druck Anwen­der ver­suchen in dieser Anfangszeit mit der addi­tiv­en Tech­nolo­gie herkömm­liche Pro­duk­te nachzubauen. Man erhofft sich dadurch einen “Aha”-Effekt bei den Kun­den und Unternehmen zu erzie­len, um sie so von der Tech­nolo­gie zu überzeu­gen. Und genau an dieser Stelle kom­men biol­o­gis­che Struk­turen und Geome­trie im 3D-Druck zum Ein­satz.

Anstatt Objek­te und Pro­duk­te aus herkömm­lichen bzw. tra­di­tionellen Indus­triev­er­fahren nachzuah­men ist hier­mit ein eigen­er Weg einzuschla­gen. Ein sehr gutes Beispiel sind Waben­struk­turen aus der Natur, welche Inspi­ra­tion für die addi­tive Fer­ti­gung liefern. Diese Frei­heit im Design führt zu dynamis­chen Kon­struk­tio­nen mit gerin­gerem Mate­ri­alver­brauch und erhöht­en Qual­itäts­stan­dards.

Biologische Strukturen und Geometrie im 3D-Druck wabenstruktur architektur

Wieso sind biologische Strukturen und Geometrie im 3D-Druck von Vorteil?

Da 3D-Druck­er 3 dimen­sion­al einzelne Punk­te und Schicht­en auf Schicht schaf­fen, gibt es diese nie dagewe­sene Design­frei­heit. Schauen wir uns die Struk­turen aus der Natur ab, erhal­ten wir bere­its vorhan­dene Konzepte welche uns die Anwen­dung und Nutzungg der addi­tiv­en Fer­ti­gung­stech­nolo­gie erle­ichtern. Erstaunlicher­weise zeigen Tests und indus­trielle Anwen­dungs­ge­bi­ete, wie der Flugzeug­bau, hier verblüf­fende Resul­tate.

Nicht nur wird durch bion­is­che For­men eine sig­nifikante Abnahme des Mate­ri­alver­brauchs erre­icht. Zudem schafft diese Reduk­tion eine kon­tra intu­itive Steigerung der Sta­bil­ität und all­ge­meinen Qual­ität. Let­ztere entste­ht ver­mehrt durch die kom­plex­en Mate­rialmöglichkeit­en für die genutzten 3D-Druck­er. Hinge­gen wird die Sta­bil­ität tat­säch­lich durch die biol­o­gis­chen Struk­turen und Geome­trie im 3D-Druck erhöht.

Wodurch und wie erreicht man diese 3D-Druck Vorteile?

Der wahre Nutzen entste­ht dadurch, dass die aus der Natur abgeschaut­en bion­is­chen Struk­turen eine opti­male Mate­ri­alal­loka­tion schaf­fen. Nicht nur spart man durch gezieltes auf­tra­gen von Mate­r­i­al Ressourcen und Gewicht, son­dern die For­men erhöhen auch die Stützfähigkeit. Obgle­ich das im ersten Moment kon­tra intu­itiv klingt, macht es Sinn da Risse im Mate­r­i­al an kri­tis­chen Stellen zu Folgeschä­den führen.

Dieser Ket­ten­reak­tion wird vorge­beugt, wenn keine Schä­den ohne vorhan­denes Mate­r­i­al entste­hen kön­nen. Hin­ter biol­o­gis­che Struk­turen und Geome­trie im 3D-Druck ver­ber­gen sich aus­gek­lügelte Formeln sowie Berech­nun­gen. Dadurch fällt das Design äußerst schw­er zu desig­nen aus und benötigt entwedet viele Testzyklen mit Lern­er­fol­gen oder eine Soft­ware-Lösung. Dazu gibt es Por­gramme wie Altair-Inno­va­tion Intel­li­gence welch­es die Mate­r­i­al Lay­out Opti­miza­tion Prinzip anwen­det.

Durch die Analyse wird die opti­male Menge an Mate­r­i­al an den notwendi­gen Stellen im 3D Objekt platziert. In ein­er weit­eren Nach­bear­beitun­gen durch Design­er kommt es dann zum Fein­schliff. Natür­lich gibt es auch weit­ere Wege, wie der Sup­port durch Dien­stleis­ter zum Beispiel von der FIT AG, welche diese biol­o­gis­che Struk­turen und Geome­trien im 3D-Druck anwen­den. Hier kom­men mehrere Design­phasen und viel Erfahrung zum tra­gen, um eine opti­male Lösung zu find­en.

Fazit

Biol­o­gis­che Struk­turen und Geome­trien im 3D-Druck sind für alle Hob­by­is­ten, Dien­stleis­ter und Unternehmen nüt­zlich. Beson­ders wenn das Ziel nicht nur ist die Pro­duk­tion auf addi­tive Fer­ti­gungsver­fahren umzustellen, son­dern die eige­nen Pro­duk­te durch Inno­va­tion auf ein neues Lev­el zu heben.

Da es sich hier­bei um ein kom­plex­es The­menge­bi­et han­delt, gehen wir nicht weit­er auf Details ein. Uns war es wichtig einen Beitrag zum gedanklichen Quan­ten­sprung beizu­tra­gen und Inspi­ra­tion für die tech­nol­o­gis­chen Möglichkeit­en zu bieten. Wer Fra­gen oder Anmerkun­gen zu den The­men hat kann uns gerne über die Kom­men­tar­funk­tion hierunter oder unser Kon­tak­for­mu­lar erre­ichen.

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