Fabricarea aditivă a rigidizărilor componentelor bionice
La Institutul Alfred Wegener, s-au dezvoltat algoritmi de construcție cu ajutorul cărora se pot crea structuri de rețea de rigidizare pentru componente foarte solicitate.
Istoria a produs multe personalități importante din domeniul tehnologiei care au fost inspirate de exemplul naturii atunci când au pus în aplicare invențiile. Chiar și în zilele noastre, nu este neobișnuit să lăsați viziunea mult menționată să rătăcească în afara cutiei și, uneori, să ia în considerare principiile active din sistemele naturale.
Cercetările efectuate la Institutul Alfred Wegener sub forma procesului de dezvoltare a produselor Elise (PEP) au permis dezvoltarea unei metodologii prin care poate avea loc un transfer sistematic al principiilor de construcție ușoare naturale către sistemele tehnice. Acest PEP este citat în cadrul ghidului VDI ca exemplu din construcția structurală ușoară a modului în care munca bionică își poate găsi în mod sistematic drumul în contextul tehnic (ghidul VDI 6224 fișa 3).
Dacă vă uitați la componentele dezvoltate cu Elise PEP, veți observa complexitatea acestora, care merge până la limita posibilităților tehnologiilor de producție respective. Abia atunci potențialul de reducere a greutății poate fi valorificat pe deplin. Aceasta înseamnă lucrări suplimentare pentru lucrările de construcție. Acest dezavantaj trebuie compensat de economiile de greutate realizate.
Implementarea structurilor bio-inspirate
O altă abordare, pe de altă parte, este de a pune la încercare calea construcției atunci când vine vorba de implementarea conceptuală a structurilor complexe, bio-inspirate. Abordarea clasică a modelării CAD își atinge rapid limitele aici. Ca parte a Elise-PEP, rigidizatorii bionici de suprafață și volum, care pot fi creați parametric și flexibil utilizând algoritmi de construcție, sunt prezentați ca o alternativă. Acestea au fost dezvoltate în mediul de programare parametric Grasshopper pentru software-ul CAD Rhinoceros de la Institutul Alfred Wegener. Ideea din spatele acestui lucru este că accentul nu se mai pune pe construcția însăși, ci pe descrierea matematică a condițiilor de graniță ale construcției.
Pentru a putea cartografia acest lucru, a fost folosit un algoritm bine cunoscut pentru generarea de tipare: teselarea Voronoi. Aceasta se bazează pe o distribuție punctuală care este generată pe zona țintă. Punctele sunt apoi utilizate pentru alinierea celulelor. Algoritmul Voronoi rulează extrem de stabil și este capabil să genereze o divizare corectă în celule individuale pentru orice zonă țintă. Dacă distribuția punctelor de generare este controlată inteligent, atunci pe lângă modelul Voronoi cunoscut în general, pot fi create și modele dreptunghiulare și centrice. Modelul generat poate fi folosit ca bază pentru o construcție detaliată a volumului fiecărei celule Voronoi. Un model CAD este disponibil la sfârșitul procesului de proiectare automată. Aceasta este de natură parametrică, deci poate lua diferite forme.