Mit einer Verbundforschung zw. der FH Kaiserslautern-Pirmasens (IKW-Institut für Kunststofftechnik estpfalz) und der htw saar (B2E3 Institut für effiziente Bauwerke) soll die Technologie verzweigter Faser-verbundwerkstoff-Profilen erforscht und eine industrielle Anwendung für das Bauwesen untersucht werden, für die bisher lediglich Stahl als Werk- stoff Verwendung findet. Mit der Tech- nologie des 3D-Webens (IKW) wird eine belastungsgerechte Fertigung von Bauteilverzweigungen ermöglicht. Somit werden neue Materialien eingefügt (FVK statt Stahl) und herkömmliche Composit-Technologien verbessert (Weben statt Kleben).
Da sich viele Mechanismen und Techniken für den Strukturleichtbau von der Natur inspirieren lassen ist die Bionik als Kreativitätsprozess für dieses Projekt besonders interessant und als möglicher Ansatz denkbar. Für die Umsetzung bionischer Strukturen und deren Leichtbauweisen ist Konstruieren mit Kunststoff eine geeignete Ansatzmöglich- keit. Da das spezifische Gewicht von faserverstärkten Kunststoffen besonders gering ist, sind diese bestens geeignet für alle Anwendungen, die ein leichtes Tragwerk mit geringem Materialeinsatz erfordern.
Die Grundstruktur verschiedener Vorbilder, beispielsweise der Koralle, dem Mais, des Kokon, der Wabe, der Mikroorganismen Diatomeen und des Glasschwamms Euplectella werden für eine Umsetzung mit faserverstärkten Kunststoffen betrachtet. Die Entwurfs- ansätze folgen dem Prinzip der Abstraktion vom biologischen Vorbild. Für deren praktische Umsetzung werden verschiedene computerunterstützte Fertigungsmethoden, wie die 3D-Webtechnologie, 3D-Drucken, Laser cutting und CNC-Fräsmaschinentechnologie gezielt untersucht.
Im Zuge der Lehrveranstaltung „design to production“ wird der Herstellungsprozess von Entwürfen hinterleuchtet. Dafür wird eigens ein 3D-Drucker- Bausatz angeschafft. Ein Bausatz hat neben geringen Kosten den Vorteil, dass bereits durch den Selbst-Aufbau alle Einzelteile und die Funktionsweise kenngelernt werden.
Das Forschungsprojekt „Strukturleichtbau in der Architektur“ ermöglicht einen Überblick über unterschiedliche Herangehensweisen an verschiedenen Materialien, verschiedene Möglichkeiten der Abstraktion und Entwicklung neuer Technologien, die der Umsetzung dienen. Natur-integrative Systeme verbinden mit neuen Lösungswegen gewonnene Erkenntnisse mit den Grundlagen natürlicher Vorbilder.
Ein zukünftiges Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Herstellung energieeffizienter, bionischer Composite-Leichtbaugroßstrukturen mittels 3D-Direktpreform-RTM – Techno- logie.
Für nähere Informationen zum Forschungsprojekt stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung:
Prof. Göran Pohl: gpohl@htwsaar.de
Matthias Heinrich, M. A.: matthias.heinrich@htwsaar.de
