Hintergrund und Motivation 
Die Natur hat über Millionen von Jahren hocheffiziente Strukturen hervorgebracht, wie etwa Bienenwaben oder die Schalen von Kieselalgen, die maximale Stabilität bei minimalem Materialeinsatz bieten. Die Kunststoffindustrie verarbeitet jährlich enorme Materialmengen, wobei allein in Deutschland über 1,2 Millionen Tonnen an Blasformprodukten hergestellt werden. In einer derartigen Massenproduktion führen selbst minimale Gewichtseinsparungen zu signifikanten Reduktionen im gesamten Ressourcenverbrauch und Energiebedarf. Die Implementierung komplexer bionischer Leichtbaustrategien, die derzeit vorwiegend in der additiven Fertigung zu finden sind, stellt für großindustrielle Fertigungsprozesse jedoch nach wie vor eine große Herausforderung dar. 

Ziele und Lösungsansatz
Das Projekt MOEBIOS zielt darauf ab, diese Leichtbauvorteile auf die Massenproduktion zu übertragen, indem optimierte bionische Strategien, wie zum Beispiel Rippen, Sicken und eine optimierte Materialdickenverteilung, direkt in den Prozess des Extrusionsblasformens integriert werden. Anstatt auf einer weitgehend homogenen Wandstärke zu basieren, nutzt das Projekt Strömungssimulationen und Werkzeugmodifikationen, um diese bio-inspirierten Geometrien in die Produktwandung einzuprägen. Das Ziel ist eine deutliche Reduzierung des Gewichts und Materialeinsatzes, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Behälter übermäßiger Verformung sowie einem Versagen bei Stoßbelastung standhalten. Dieser Ansatz senkt letztlich die Produktionskosten und verbessert die Nachhaltigkeit durch eine Stärkung der Kreislaufwirtschaft. 

Rolle des AWI
Als wissenschaftlicher Partner, der die Brücke zwischen Biologie und Ingenieurwesen schlägt, nutzt das AWI seine Expertise im Bereich „Bionischer Leichtbau und Funktionelle Morphologie“, um den Designprozess voranzutreiben. Die Aufgabe umfasst die Analyse mariner Organismen, wie Kieselalgen und Weichtieren, um daraus Designprinzipien für Leichtbauverstärkungen abzuleiten, die für das Extrusionsblasformen geeignet sind. Das AWI ist verantwortlich für die Konstruktion und Simulation dieser spezifischen bionischen Geometrien zur Erfüllung der Leistungsstandards sowie für die Entwicklung von Softwaretools, um diese Leichtbaukonzepte auf andere Fertigungstechnologien übertragbar zu machen.