Automatisierung

Abstraktion einer Wabe und Vervielfältigung auf einer Fläche (Foto: Paul Bomke, AWI)

Konstruktionarbeiten können durch eine teilweise oder vollständige Automatisierung von wiederkehrenden Abläufen effizienter durchgeführt werden. Mithilfe des Abstraktionsschrittes des ELiSE-Verfahrens wurden Strukturmerkmale von Diatomeenschalen, z. B. Rippen und Waben, in Konstruktionsalgorithmen umgesetzt, die auf beliebige technische Bauteile angewandt werden können. In der nebenstehenden Abbildung ist beispielhaft die Übertragung einer mit kleineren Waben gefüllte Pore (A) in einer Diatomeenschale dargestellt.


Die Abstraktion des Musters erfolgt innerhalb eines Referenzprismas (B), welches zu einer vieleckigen Wabe (C) zusammengesetzt und geglättet (D) werden kann. Durch die Übertragbarkeit dieser anpassungsfähigen Elemente auf die unten beispielhaft abgebildete Fläche, die mit einem Flächenteilungsalgorithmus in verschieden große Waben untergliedert wurde, steht ein breiter Anwendungsbereich für vielfältige Anforderungen technischer Bauteile offen.

Weiterhin werden die Konstruktionsalgorithmen in einen automatisierten Optimierungsprozess eingebunden, der eine Vielzahl von Formausprägungen in einer Finiten-Elemente-Simulation hinsichtlich der Masse, Verformung unter Last und der mechanischen Spannungen bewertet. Dadurch findet eine optimale Anpassung der aus der Natur entnommenen Prinzipien auf technische Anwendungsfälle statt.