Адитивно производство на бионични компоненти за укрепване
В Института Алфред Вегенер са разработени строителни алгоритми, с които могат да се създадат решетъчни решетъчни конструкции за силно напрегнати компоненти.
Историята е създала много важни личности в областта на технологиите, които са били вдъхновени от примера на природата, когато са прилагали изобретения. Дори в наши дни не е необичайно да се остави споменатият поглед да се скита извън кутията, а понякога и да се обмислят активни принципи от природните системи.
Изследванията в Института Алфред Вегенер под формата на процес на разработване на продукти Elise (PEP) позволи да се разработи методология, с която може да се осъществи систематичен трансфер на естествените леки строителни принципи към техническите системи. Този PEP е цитиран в рамките на насоките на VDI като пример от олекотеното структурно инженерство за това как бионичната работа може систематично да попада в техническия контекст (VDI насока 6224, лист 3).
Ако разгледате компонентите, разработени с Elise PEP, ще забележите тяхната сложност, която стига до границата на възможностите на съответните производствени технологии. Само тогава потенциалът за намаляване на теглото може да бъде напълно използван. Това означава допълнителна работа за строителните работи. Този недостатък трябва да бъде компенсиран от постигнатите икономии на тегло.
Внедряване на био-вдъхновени структури
Друг подход, от друга страна, е да изпробваме начина на строителство, когато става въпрос за концептуалното изпълнение на сложни, вдъхновени от био структури. Класическият подход на CAD моделирането бързо достига своите граници тук. Като част от Elise-PEP, бионичните укрепватели на повърхността и обема, които могат да бъдат създадени параметрично и гъвкаво с помощта на строителни алгоритми, са представени като алтернатива. Те са разработени в параметричната среда за програмиране Grasshopper за CAD софтуера Rhinoceros в Института Алфред Вегенер. Идеята зад него е, че самата конструкция вече не е на преден план, а математическото описание на граничните условия на конструкцията.
За да може да се картографира това, беше използван добре познат алгоритъм за генериране на шаблони: теселацията на Вороной. Това се основава на точково разпределение, което се генерира в целевата област. След това точките се използват за подравняване на клетки. Алгоритъмът на Voronoi работи изключително стабилно и е в състояние да генерира правилно разделяне на отделни клетки за всяка целева област. Ако разпределението на генериращите точки е умело контролирано, тогава, освен общоизвестния модел на Вороной, могат да се създадат и правоъгълни и центрични модели. Генерираният шаблон може да се използва като основа за детайлна конструкция на обема на всяка клетка на Voronoi. Наличен е CAD модел в края на автоматизирания процес на проектиране. Това е параметричен характер, така че може да приеме различни форми.