Das Schönste, was wir entdecken können, ist das Geheimnisvolle.
Albert Einstein, Physiker
Bionik ist das anwendungsorientierte Zusammenspiel von Wissenschaft und forschenden Unternehmen. Ihre Ergebnisse zielen auf Innovationen nach dem Vorbild der Natur. Sie sollen immer das Potenzial haben, Ideengeber für ein besseres Morgen zu sein. Solchen erfolgreichen Lösungen schaffen Nachrichten mit Nachhaltigkeit.
Nein. Die Geschichte muss nicht umgeschrieben werden. Diesbezüglich gibt es keine neuen Erkenntnisse. Aber ein Abzweig wäre durchaus möglich gewesen. In ihrem jüngst, mit Spannung erwarteten Buch: „Freiheit – Erinnerungen 1954 – 2021“ berichtet Angela Merkel von einer Wegscheide in ihrer Biografie zwischen Wissenschaft und Politik, zwischen Bionik und Bundeskanzleramt. Auf Seite 79 gewährt Deutschlands erste Bundeskanzlerin den Leserinnen und Lesern einen Einblick in ihre Vergangenheit in der Wissenschaft:
„Ulrich (ihr erster Ehemann, die Red.) wollte nach dem Studium gerne in Ilmenau (…) promovieren. Ich hielt das für eine gute Idee, mich interessierte diese Möglichkeit auch (…) weil es dort ein so interessantes Fach wie Bionik gab, in dem von den Erfindungen der Natur gelernt wurde.“ Nach näherer Betrachtung habe sie sich jedoch gegen die Bionik entschieden, „weil mein räumliches Sehen und meine Fähigkeiten, permanent in drei Dimensionen zu rechnen und praktisch zu arbeiten, nicht ausgeprägt genug waren“.
Als Wilhelm Barthlott, emeritierter Professor der Universität Bonn und einer der BIOKON-Mitbegründer, dies las, musste er schmunzeln. „Dass Angela Merkel durchaus in vielen Dimensionen rechnen und praktisch arbeiten konnte, hat sie im Laufe ihres politischen Lebens ja vielfach unter Beweis gestellt. Sie hätte sicher auch das Zeug zu einer ausgezeichneten Bionikerin gehabt.“ Das Interesse der Bundeskanzlerin an der Bionik sei später auch immer groß gewesen.
Als der Bioniker Barthlott seine Entdeckung des Lotuseffekts einmal bei einem Empfang des Bundespräsidenten im Park von Bellevue vorstellte, nutzte die Bundeskanzlerin die Gelegenheit, sich deutlich länger als geplant am BIOKON-Stand zu informieren. Dort demonstrierte Wilhelm Barthlott anhand einer eigens präparierten Krawatte sehr eindrücklich den Selbstreinigungseffekt nach dem Vorbild der Lotuspflanze. Lösungen, die auf Prinzipien der Natur basieren, erinnert sich Barthlott, hätten immer eine besondere Faszination auf die Wissenschaftlerin in der Bundeskanzlerin ausgeübt. „Das müssen wohl die Nachwirkungen des frühen Interesses gewesen sein“.
Mit spannenden Vorträgen, einem festlichen und unternehmerischen Rahmenprogramm sowie viel Zeit für fachlichen Austausch fand vom 13. bis 14. November 2024 die erste Statuskonferenz der BMBF-Fördermaßnahme „Biologisierung der Technik: Bioinspirierte Material- und Werkstoffforschung“ statt. Die Verbünde starten damit gemeinsam in die Mission, mit bioinspirierter Materialforschung neue Innovationskraft in Wirtschaft und Gesellschaft zu entfachen.
Geladen hatte das Begleitprojekt „BioTrans“ von BIOKON, DGO und DGM zum Hauptsitz der Festo SE & Co. KG in Esslingen a.N., die auch als Projektpartner an einem der insgesamt 12 geförderten Verbundprojekte beteiligt ist. Begrüßt wurden die Teilnehmenden von Herrn Dr. Erb, BIOKON-Geschäftsführer und Koordinator des Begleitprojekts, von Herrn Winkler seitens des Gastgebers und von Frau Dr. Cottone vom Fördergeber, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Frau Dr. Cottone nutzte die Gelegenheit, um an die Anfänge von „naturinspirierten Innovationsstrategien“ zu erinnern. Sie werden als großer Ideengeber für die Funktionalität und Effizienz technischer Systeme, aber auch für die Probleme unserer Zeit gesehen, so wie die Schaffung von Kreislaufwirtschaft, nachhaltiger Materialinnovationen und neuer Recyclingkonzepte. Neben Bioinspiration wurde auch die Digitalisierung in der Forschung und Entwicklung als Schlüssel zu mehr Materialinnovationen hervorgehoben. Dr. Straumal vom Karlsruher Institut für Technologie erläuterte diesbezüglich die Bedeutung der Innovationsplattform MaterialDigital (PMD) in seinem Vortrag.
Fokus auf bioinspirierte Materialforschung und Austausch
Im Zentrum der Konferenz stand der Dialog zwischen den Verbundprojekten, deren Forschung sich auf bioinspirierte Material- und Werkstofftechnologien konzentriert. Stellvertreter*innen der Verbünde aus Forschungsinstituten und Industrieunternehmen präsentierten Hintergründe, biologische Vorbilder sowie Ziele und erste Ergebnisse ihrer Projekte. Beeindruckend klar wurde, welche Bandbreite von Anwendungsgebieten die vorgestellten technologischen Konzepte adressieren: Diese erstrecken sich von der Medizin(technik), Implantologie und Pharmazie über Automobiltechnik, Prozess- und Automatisierungstechnik bis hin zu Optik, Abwassertechnik und Lackiertechnik.
Postersessions und interaktive Austauschformate gaben zudem Gelegenheit, gemeinsame Interessen und Herausforderungen zu identifizieren.
Festliches und unternehmerisches Rahmenprogramm bei Festo
Ein besonderer Programmpunkt der Veranstaltung war die Verleihung des diesjährigen BIOKON-Nachwuchspreises Bionik Award am Abend des 13. November, der von Festo unterstützt wurde und zu dem weitere Gäste geladen waren. Dr. Leonie Beek vom Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University wurde von einer Expertenjury mit dem Bionik Award für ihre herausragende wissenschaftliche Arbeit bei der Entwicklung bionischer Textilien zur Trennung von Öl und Wasser ausgezeichnet, die von den superhydrophoben und lipophilen Eigenschaften biologischer Oberflächen inspiriert ist. Die Auszeichnung und die weiteren Anerkennungspreise unterstrichen eindrucksvoll den Innovationscharakter von bioinspirierten technischen Lösungen und die Bedeutung der Nachwuchsförderung in diesem Forschungsfeld.
Einen praktischen Einblick in die Biologisierung von industriellen Prozessen bot dabei der Gastgeber Festo im Rahmen eines Rundgangs durch das Festo Experience Center und das Bionik-Labor. Bei einer “Flugshow” demonstrierten Mitarbeitende zwei bionische Drohnen, die spektakulär über die Köpfe der Gäste surrten und flatterten. Solche Demonstratoren nutzt Festo für die Erprobung bionischer technischer Konzepte, die sich schon in der Vergangenheit erfolgreich in die eigene Produktionstechnik integrieren ließen.
Weitere Informationen
Über die Inhalte und Fortschritte innerhalb der Projekte berichten wir regelmäßig auf LinkedIn sowie auf der Website.
BIONIK-AWARD 2024 an herausragende Nachwuchswissenschaftler*innen für das Entschlüsseln der Natur – und daraus entwickelte bioinspirierte technische Anwendungen
Esslingen, 13. November 2024 – Die deutschlandweite Forschungsgemeinschaft Bionik-Kompetenznetz e.V. (BIOKON) verleiht heute mit Unterstützung der Festo SE & Co. KG, weltweit führender Anbieter von Automatisierungstechnik und Technischer Bildung, in der Festo-Zentrale in Esslingen den BIONIK-AWARD 2024. Der mit einer Festo-Spende über 5.000 Euro dotierte BIOKON-Nachwuchspreis würdigt herausragende, innovative Beiträge von Studierenden, Auszubildenden und jungen Berufstätigen aus dem Zusammenspiel von Biologie und Technik.
In diesem Jahr geht der BIONIK-AWARD an Leonie Beek. Die 29-jährige Nachwuchswissenschaftlerin vom Institut für Textiltechnik an der RWTH Aachen hat eine bahnbrechende Dissertation vorgelegt über die Entwicklung bionischer Textilien zur effizienten Trennung von Öl und Wasser, inspiriert von den superhydrophoben und gleichzeitig oleophilen Eigenschaften des Schwimmfarns Salvinia molesta.
Das aus ihrer Forschung hervorgegangene neue bionische Textil wurde in einen schwimmenden Ölsammler namens „Bionic Oil Adsorber“ (BOA) integriert. Dieser kann bis zu vier Liter Öl pro Stunde aus Wasser entfernen. Das bionische Textil ist wiederverwendbar, benötigt keine zusätzliche Energie für die Separation und auch nicht für den passiven „Transport“ des Öls aus dem Wasser in den Sammelbehälter. Es setzt zudem keine toxischen Stoffe frei und ermöglicht die Wiederverwertung des gesammelten Öls. „Mit ihrer innovativen und umweltfreundlichen Lösung zeigt Leonie Beek eindrucksvoll, wie bereits Nachwuchswissenschaftler*innen aus biologisierter Technik wirtschaftlich, ökologisch und gesamtgesellschaftlich bedeutsame Innovationen mit hohem Transformationspotenzial entwickeln“, so das Urteil der unabhängigen Jury aus Industrie und Forschung.
Aufgrund der Vielzahl an hochwertigen Einreichungen von Lösungsideen für konkrete technische Herausforderungen vergab die Fachjury zudem weitere Anerkennungsauszeichnungen an drei vielversprechende Nachwuchs-Bioniker*innen:
Die zusätzlichen Anerkennungsurkunden gehen an:
Mandy Chong. Sie erhält die Auszeichnung für ihre Entwicklung eines bionischen Verschlussmechanismus nach dem Vorbild der Mondschnecke. Der im Rahmen ihrer Arbeit als Werkstudentin entstandene und bereits zum Patent angemeldete spritzgussgerechte Verschluss ist intuitiv mit einer Hand bedienbar und eignet sich beispielsweise für Taschen, Fahrradhelme und Gurtbänder und bietet hohen Komfort und Ergonomie.
Noah Knorr wurde für seine Masterarbeit an einem bionischen Sprechventil ausgezeichnet, das Patienten nach einem Luftröhrenschnitt das Sprechen erleichtert. Inspiriert von der Fangmechanik fleischfressender Pflanzen, entwickelte Knorr ein Überdruckventil, das bei Bedarf automatisch öffnet und durch ein akustisches Signal zusätzliche Sicherheit bietet. Dieses innovative Ventil kann postoperative Komplikationen reduzieren und leistet einen wertvollen Beitrag zur medizinischen Sicherheit.
Vera Hörger konnte die Jury mit ihrer Entwicklung einer umwelt- und tierfreundlichen Methode zur Befestigung von Satellitensendern an Robbenfell überzeugen. Inspiriert von der Robbenlaus entwickelte die junge Forscherin im Rahmen ihrer Bachelorarbeit eine zuverlässige, umwelt- und tierfreundliche bionische Klemme für Satellitensender. Diese konnte sie erfolgreich an einem Seehund des Seehundzentrums Friedrichskoog testen und die Funktionalität unter realen Bedingungen bestätigen.
Weitere Informationen zum BIONIK AWARD, allen prämierten Projekten, den darin bearbeiteten Themen sowie zu den jungen Wissenschaftler*innen finden Sie unter www.biokon.de und dem BIOKON-LinkedIn-Kanal.
Welche Vorteile bieten bioinspirierte Lösungen für Unternehmen und wie lassen sich diese zielorientiert umsetzen? Das Bionik-Unternehmensforum 2024 bietet interessierten Vertreterinnen und Vertretern von Unternehmen eine exklusive Plattform, um sich mit Mitarbeitenden von Unternehmen wie z.B. Festo, Brose, Airbus und anderen auszutauschen, die bereits erfolgreich und gewinnbringend bioinspirierte Technik-Konzepte für ihre Produkte und Herstellungsprozesse einsetzen. Das Forum findet am 14. November von 9.00 bis 12.00 Uhr in Esslingen a.N. am Stammsitz der Festo-Gruppe statt und bietet auch die Möglichkeit, beim Mittagessen, beim Festo-Rundgang und bei den Vorabend-Events mit den BIOKON-Mitgliedern und mit den Beteiligten der BMBF-geförderten Projekte zur „Biologisierung der Technik“ ins Gespräch zu kommen.
Am Vorabend des Unternehmensforums findet um 18.00 Uhr die feierliche Verleihung des diesjährigen Bionik Awards mit anschließendem Get-together statt. Die Preisträger*innen des BIOKON-Nachwuchspreises werden von einer Expertenjury aus Forschung und Industrie ausgewählt und für ihre herausragenden bioinspirierten Ideen gewürdigt.
BIOKON trauert um sein Gründungsmitglied Prof. Dr. Werner Nachtigall, der am 5. September 2024 im Alter von 90 Jahren verstorben ist.
Traurig und erschüttert müssen wir auch Abschied nehmen von unserem langjährigen Mitglied Dipl.-Ing. Markus Fischer, der am 19. August 2024 völlig überraschend gestorben ist.
Werner Nachtigall hat als einer der weltweiten Pioniere der Bionik maßgeblich dazu beigetragen, Bionik als Wissenschaftsrichtung zu etablieren und in Deutschland groß zu machen. Er etablierte 1990 die Studienrichtung „Technische Biologie und Bionik” im Rahmen des Studiengangs Biologie und gründete die „Gesellschaft für Technische Biologie und Bionik“, deren erster Vorsitzender er bis 2003 blieb. Werner Nachtigall bereicherte durch vielfältige Aktivitäten die wissenschaftliche Gemeinschaft – unter anderem als Vertrauensdozent der Studienstiftung des Deutschen Volkes, als langjähriger Fachgutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft, als Mitglied der Mainzer Akademie der Wissenschaften und der Literatur sowie als Mitglied der Sudetendeutschen Akademie der Wissenschaften und Künste in München.
Mit über 300 Publikationen, darunter wegweisende Werke wie „Biomechanik“ (2001), „Bionik – Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler“ (2003) oder „Bionik als Wissenschaft“ (2010), leistete Professor Nachtigall einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Bionik. Das ist sein Vermächtnis.
Markus Fischer arbeitete von 2001 bis 2012 bei der Festo SE & Co. KG, ab 2006 als Leiter Corporate Design, und etablierte dort unter anderem das Bionic Learning Network, in dem Unternehmen und Hochschulen gemeinsam technische Konzepte nach dem Vorbild der Natur realisieren. Dies war eine zentrale Schnittstelle zu zahlreichen Akteuren unseres Bionik-Kompetenznetzes.
Faszinierende und eindrückliche Bionik-Projekte, wie zum Beispiel der berühmte „Elefanten-Rüssel“, aber auch Quallen, Pinguine und flugfähige Vögel gehörten zu seinen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten – Zukunftstechnik zum Anfassen. Sein Ziel war auch immer, das Leben technologisch zu erleichtern. Für seine Arbeiten wurde er mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet, darunter mit dem Deutschen Zukunftspreis 2010, dem Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation.
BIOKON verliert mit Markus Fischer und Werner Nachtigall zwei Mitglieder, die sich um die Bionik und das Bionik-Kompetenznetz verdient gemacht haben. Wir werden ihnen ein ehrendes Andenken bewahren.
BIOKON ist als Aussteller bei der Innovationsschau des Bundespräsidenten und der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) rund um eine nachhaltige Zukunft am 4. und 5. Juni 2024 im Park von Schloss Bellevue vertreten. Das Bionik-Kompetenznetz präsentiert, wie Unternehmen mit Hilfe von Bionik und biologisierter Technik zukunftsweisende Innovations- und Transformationspotenziale freisetzen, ihre Wertschöpfungsprozesse optimieren und mit Nachhaltigkeitsperspektive aufladen.
So geht Zukunft: Biologisierung der Technik
Vorgestellt werden bio-inspirierte Material- und Werkstofflösungen, die im Maschinen- und Anlagenbau, in der Medizin- und Verfahrenstechnik oder der Bauwirtschaft zum Einsatz kommen und den transformativen Ansatz einer biologisierten Technik veranschaulichen. Die Beispiele stammen aus der BMBF-Fördermaßnahme „Biologisierung der Technik: Bioinspirierte Material- und Werkstoffforschung“, für die BIOKON gemeinsam mit der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) und der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. (DGO) im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitprojekts BioTrans den Wissens- und Technologietransfer koordiniert.
BIOKON stellt einen Demonstrator des Bionic-Innovations-Centrums der Hochschule Bremen (B-I-C) ins Zentrum der Präsentation, mit dem die langjährig erforschten und mittlerweile validierten Ergebnisse der bioinspirierten Reibungsreduktion an Schiffhüllen vorgestellt werden. Der Schwimmfarn Salvinia molesta kann unter Wasser eine Luftschicht „festhalten“. Expert*innen aus dem Bionik-Kompetenznetz haben das Konzept hinter dem biologischen Vorbild entschlüsselt und daraus eine nachhaltige technische Lösung entwickelt. Durch einen sogenannten „Aircoat“, ein bioinspiriertes, selbstklebendes Foliensystem, wird am Schiffsrumpf eine Luftschicht gehalten. Das reduziert die Reibung und den Kraftstoffverbrauch von Schiffen erheblich (mehrere Millionen Tonnen pro Jahr) und damit auch die Abgasemissionen (zig Millionen Tonnen CO2e). Zudem verhindert die Luftbarriere das Biofouling und mindert die Emission von Schiffslärm.
Einzigartige Atmosphäre für Zukunftsthemen im Park von Schloss Bellevue
Bei der „Woche der Umwelt“ 2024 werden im Park von Schloss Bellevue, dem Amtssitz des Bundespräsidenten, insgesamt rund 190 Ausstellende ihre Innovationen und Lösungen für mehr Umweltschutz präsentieren. Eine hochkarätig besetzte Jury aus Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft hat dafür etwa 400 Bewerbungen mittels einer bundesweiten Ausschreibung gesichtet.
Die Innovationsschau widmet sich hochaktuellen Aspekten zum Klima-, Umwelt- und Artenschutz: Am 4. und 5. Juni sollen Diskussionen und ein Talk des Bundespräsidenten mit jungen Menschen auf der Hauptbühne sowie mehr als 70 Fachforen frische Impulse und Lösungen liefern. Es geht um zentrale Herausforderungen unserer Zeit. Zur Sprache kommen zum Beispiel Klimaneutralität und Energiesicherheit, Wasserstofftechnologie, Biodiversität und Ressourcenschutz, nachhaltiger Wandel und sozialer Zusammenhalt. Andere Themen sind Bildung, Digitalisierung, Infrastruktur und Wirtschaft
Besuchen Sie uns auf der Woche der Umwelt
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Das Bionik-Kompetenznetz BIOKON verleiht den „Bionik Award – The Young Talent Award for Engineering powered by Nature“. Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert, gespendet von der Festo SE & Co. KG.
Nachwuchswissenschaftler*innen und junge Kreative bis zu einem Alter von 30 Jahren können sich mit ihren Ideen zu Bionik und Biologisierung der Technik bewerben. Gesucht wird die Kombination aus wissenschaftlichem Verständnis des biologischen Funktionsprinzips, Konzept des bionischen Funktionsmechanismus und praktischer Umsetzung in Form von Funktionsmodellen oder Demonstratoren, welche den Proof of Concept und die Anwendungspotentiale veranschaulichen. Bei dieser Preisausschreibung stehen Lösungsideen für konkrete technische Herausforderungen im Mittelpunkt.
>> Booklet mit allen Informationen zum Download
Bionik und die Biologisierung der Technik ermöglichen durch die technische Umsetzung biologischer Prinzipien völlig neuartige Produkte und Technologien zum Wohle der Menschen, mit großem wirtschaftlichen Nutzen und hohem Potential für nachhaltige Industrielösungen. Die Qualität der wissenschaftlichen Ausarbeitung, die Präsentation der Machbarkeit durch Demonstratoren und die Überzeugungskraft bzgl. der Produktpotenziale sind die wesentlichen Kriterien für die Bewertung der Einreichungen durch eine interdisziplinär zusammengesetzte Expert*innen-Jury, bestendend aus Industrievertreter*innen, Wissenschaftler*innen und Bionik-Professor*innen der drei deutschen Hochschulen mit Bionik-Studiengängen.
Teilnahmebedingungen
Was ist einzureichen?
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung als ein einziges PDF ggf. plus Video mit dem Betreff „Bionik Award“ an kontakt@biokon.de.
Einsendeschluss für Bewerbungen ist der 31.07.2024.
Die Preisverleihung findet am 13.11.2024 bei Festo in Esslingen statt.
Sollte Ihre Bewerbung eine Dateigröße von 20 MB überschreiten, kontaktieren Sie uns bitte. Dann vereinbaren wir, auf welchem Weg Sie uns Ihre Einreichung zukommen lassen können.
Jury
Spender des Preises
Festo ist ein weltweit führender Anbieter von Automatisierungstechnik und Technischer Bildung. Bionik und das Lernen von der Natur für die Technik hat bei Festo eine lange Tradition: Seit rund 20 Jahren nutzt Festo sein „Bionic Learning Network“ als Inspirationsquelle von der Natur für zukünftige Technologien. Aus über 60 Projekten konnte neues Wissen in die Forschung und Entwicklung innovativer Produkte einfließen. Auch die aktuellen Anforderungen an eine biologische Transformation in der Industrie, mit neuen Organisationsprinzipien der Kreislaufwirtschaft und klimaneutralen Produktionsverfahren, wie beispielsweise durch Photosynthese in Bioreaktoren, werden aus diesen Inspirationsquellen für zukünftige Generationen vorbereitet. Dabei sieht man bei Festo die lebende Zelle als kleinste und effizienteste Fabrik der Zukunft.
Festo unterstützt den BIOKON Nachwuchspreis mit einem Preisgeld in Höhe von 5.000 EUR.
Ob Brennstoffzelle aus dünnstem Blech oder Containerschiff – beim Schweißen tritt durch den Wärmeeintrag ein Verzug im Bauteil auf, wodurch dessen Maßhaltigkeit negativ beeinflusst wird. Sind es viele Schweißnähte an einem Bauteil, werden Schweißnahtfolge-Pläne benötigt, die eine Auskunft darüber geben, bei welcher Reihenfolge der Schweißungen der geringste Verzug entsteht. Mithilfe von Evolutionsstrategien gelingt es, schnell zur optimalen Schweißnahtfolge zu kommen.
Der durch das Schweißen verursachte Bauteilverzug erfordert zeit- und kostenintensive Nacharbeit – je nach Bauteilgröße, Blechstärke und Zahl der Schweißnähte bis zu mehreren Stunden. Bei komplexem Schweißstrukturen mit einer Vielzahl von Nähten ist die optimale Schweißnaht-Reihenfolge nicht intuitiv ersichtlich. Die Ermittlung der optimalen Reihenfolge durch reale Schweißversuche ist sehr zeitaufwendig und teuer. Hier können durch den effizienten Einsatz einer numerischen Simulation Zeit, Material und Kosten gespart werden. Aber auch hierbei ist der (Zeit-) Aufwand möglichst klein zu halten. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde nun beim Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH (TIME) untersucht, inwieweit Evolutionsstrategien eine effiziente Lösung für das Auffinden der besten Schweißnahtreihenfolge sein können.
Zur Entwicklung der Methodik und der Überprüfung der Anwendbarkeit von Evolutionsstrategien auf Schweißverzug haben die Experten von TIME ein generisches Bauteil entwickelt. Dazu wurde ein Demonstratorbauteil, bestehend aus einer Grundplatte mit drei Stegen, ersonnen, an welchen 6 Schweißnähte auszuführen sind. Erlaubt man eine beliebige Abfolge der 6 Schweißnähte und den zusätzlichen Freiheitsgrad der Schweißrichtung, so ergeben sich 46.080 mögliche Schweißabfolgen – unmöglich die beste Schweißnahtreihenfolge experimentell zu optimieren.
Bei TIME wurde daher in einem ersten Schritt eine Schweißstruktursimulation zum Demonstratorbauteil erstellt. Um das Modell zu validieren, wurden reale Schweißversuche nach einem festgelegten Folgeplan durchgeführt. Bei den Versuchen wurde die Bauteilverformung an 4 Punkten gemessen und mit den Simulationsergebnissen verglichen.
Im Anschluss wurde mittels einer geeingeten Evolutionsstrategie durch Mutation und Translokation der simulierten Schweißungen eine Anzahl von „Nachkommen“ und verschiedene „Generationen“ erzeugt.
Ergebnis: Bereits nach 5 Generationen wurde ein Optimum erreicht, für das sich in späteren Generationen nur noch geringe Verbesserungen ergaben. Die Verringerung des Verzuges betrug dabei bis zu 18,5%. Im Vergleich zur Optimierung durch Schweißversuche ist die Zeit- und Kosteneinsparung durch die Optimierung basierend auf Evolutionsstrategien immens.
Den vollständigen Beitrag finden Sie hier >>
Zukunft braucht technische Innovationen. Die Natur liefert dazu einen nahezu grenzenlosen Pool an Vorbildern. Wie die Biologisierung der Technik funktioniert und wie bioinspirierte Lösungsansätze den Forschungs- und Industriestandort Deutschland voranbringen, untersucht das wissenschaftliche Verbundprojekt „BioTrans“. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert; es startet am 01.12.2023.
Im besonderen Fokus stehen der Wissens- und Technologietransfer im Rahmen der BMBF-Förderrichtlinie „Biologisierung der Technik: Bioinspirierte Material- und Werkstoffforschung“. BioTrans-Projektpartner sind die Forschungsgemeinschaft Bionik-Kompetenznetz e.V. (BIOKON), die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) und die Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. (DGO), die ihre Sachkompetenz in den mit der Fördermaßnahme adressierten Themenfeldern bündeln und ihre industriellen und akademischen Netzwerke zusammenbringen. Das Ziel ihrer Begleitforschung sind das Herausarbeiten und Multiplizieren von Innovations- und Nachhaltigkeitspotentialen einer biologisierten Technik. BioTrans vernetzt dazu die einzelnen Förderprojekte, unterstützt die Innovationsprozesse und trägt dazu bei, die Forschungsergebnisse in eine nachhaltige Wertschöpfung zu überführen.
Zukunftsfähige Anwendungen liegen unter anderem im Maschinen- und Anlagenbau, in der Medizin- und Verfahrenstechnik oder der Bauwirtschaft. Dem Vorbild der Natur folgend, lassen sich aus dem transformativen Ansatz einer biologisierten Technik beispielsweise selbst reparierende, hierarchisch strukturierte oder anpassungsfähige, funktionale Materialien entwickeln. Dem Innovationsraum sind hier keine Grenzen gesetzt.
Gewinner des 21. MATERIALICA Design + Technology Award 2023 in der Kategorie „Process“ ist das „Bionische Konzept für Mikrofaserfilter“. Entwickelt wurde Konzept in Kooperation zwischen der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und der Firma E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH.
Eine Expertenjury hatte aus insgesamt mehr als 30 Einreichungen die innovativsten und nachhaltigsten Produkte und Projekte zu den Finalisten dieses renommierten Preises ausgewählt. Er ist als einziger weltweit an der Schnittstelle aus Design, Technologie und Materialien positioniert. Die Kategorie-Gewinner wurden im Rahmen der eMove360°-Messe in München am 17. Oktober 2023 geehrt. Mit dem Preis geehrte Mitglieder der Plant Biomechanics Group der Universität Freiburg am Lehrstuhl für Botanik: Funktionelle Morphologie und Bionik sind Prof. Dr. Thomas Speck, Dr. Georg Bold, Dr. Tim Kampowski, Dr. Tom Masselter, Dr. Marc Thielen und Kim Ulrich sowie auf Seiten der Firma E.G.O. Uwe Schaumann.
Zum prämierten Projekt: Hauptverursacher der zunehmenden Wasserbelastung durch Mikroplastik und Mikrofasern sind Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen mit einem hohen technischen Potenzial, problematische Verschmutzungen während den Reinigungszyklen aus dem Abwasser abzutrennen. Um dieses Potenzial zu nutzen, wurde ein neuartiges, bionisches Konzept entwickelt, welches die Filtration und Entfernung von Partikeln wie Mikrofasern in konventionellen Waschmaschinen erlaubt. Ausgehend von einem biologischen Ideengeber, wie dem Riesenhai, wurden verschiedene Filter mit und ohne Rippenstruktur entwickelt und Effizienzanalysen durchgeführt. Die Ergebnisse sind sehr vielversprechend für die Einbindung in ein einfach zu bedienendes und kostengünstiges Filterkonzept.
In 2023, it is time again: Every other year the Association of German Engineers (VDI) and the Schauenburg Foundation jointly present the International Bionic Award for outstanding scientific work in the field of product development in biomimetics. The Award is endowed with 5,000 EUR and addresses young scientists in the whole world. Submission deadline for papers in English is February 17, 2023.
The International Bionic Award honors excellent works, for example a biomimetic/ bionic product development, a bachelor thesis or a dissertation / habilitation that has been completed within the last two years before the submission deadline. Both individuals and teams can participate. An international jury of top-ranking scientists in biomimetics will determine the International Bionic Award Winner or Winners.
In 2020, Julien Dupeyroux received the International Bionic Award 2020 for his outstanding research on an autonomously navigating robot, which he carried out as a PhD research at the University of Aix-Marseille.
Biomimetics is an interdisciplinary scientific discipline in natural and engineering sciences. It ranks among the most important future technologies. Developments in biomimetics often provide innovative and novel solutions for technical problems inspired by nature. In 2008, the International Bionic Award was launched by the Schauenburg Foundation and the VDI, and was established to encourage start-ups and to open new vistas for young scientists in developing innovative products in biomimetics suited for real life applications. The impressive success of past awardees speaks for itself.
Further information on the award and the conditions of participation can be found at www.vdi.de/bionic-award.
