Bionischer Leichtbau (Forschung)


Weniger Material mit Hilfe bionischer Strukturen

Das ELiSE-Verfahren (Evolutionary Light Structure Engineering) dient zur Entwicklung hocheffizienter Formen und Strukturelemente für den technischen Leichtbau. Die Idee für die Struktur der Konstruktion kommt dabei aus der Natur. Planktonorganismen, genauer gesagt deren hochfeste und leichte Schalenstrukturen, bilden das natürliche Vorbild. Durch biomechanische Untersuchungen werden die natürlichen Konstruktionsprinzipien adaptiert, um als innovative Vorlagen für den technischen Leichtbau verwendet zu werden. Dabei wird eine große Vielfalt an möglichen Lösungen geboten. ELiSE greift auf einen umfassenden AWI-Fundus an verschiedensten Plankton-Präparaten zurück und erfasst dabei systematisch alle bionischen Formen und deren Spannungsverläufe für technische Standardlastfälle in einer 3D-Datenbank. Aus diesen Strukturen werden Erstmodelle entwickelt, die für die jeweilige technische Anforderung optimiert werden.

Forschungsprojekt ELiSE

Forschungsprojekt WindenergieForschungspartner: WeserWind GmbH, RLE International GmbH, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Institut für marine Ressourcen (IMARE GmbH)
Gefördert durch: Bundesministeriums für Bildung und Forschung / Fördermaßnahme BIONA – Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien / Rahmenprogramm FONA - Forschung für Nachhaltigkeit
www.elise3d.com
Neben der Anwendung bei Konstruktionen im Automobilbau, in der Medizintechnik, bei Haushaltsgeräten und in der Architektur wurde das Verfahren in der Entwicklung von Gründungsstrukturen der Offshore-Windenergieanlagen eingesetzt. Um eine materialeffiziente und dennoch für die extremen Bedingungen stabile Gründungsstruktur zu erhalten, wurde in Zusammenarbeit mit den Firmen Weserwind und RLE International durch ELiSE eine Leichtbau-Gründungsstruktur entwickelt, die das Gewicht der Ausgangsstruktur von 770 Tonnen auf 400 Tonnen reduzierte. Dies entspricht einer Gewichtsersparnis von 48 Prozent im Vergleich zu dem konventionellen Tripod. Außerdem konnte die Herstellbarkeit durch die Nutzung von Standardrohrelementen aus Stahl vereinfacht werden. Das ELiSE-Verfahren ist eine Technologie des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), das im Leichtbau mit dem Institut für marine Ressourcen (IMARE GmbH) in Bremerhaven kooperiert.