Bionik: Mehr Sitzkomfort dank Spinnen und Pilzen

Sitze im öffentlichen Nahverkehr müssen einige Anforderungen erfüllen: Neben einem geringen Gewicht müssen sie auch bequem sein und gesundheitliche Aspekte berücksichtigen. Außerdem spielen ökologische Herausforderungen bezogen auf Recycling, CO2– und Schadstoffemission eine Rolle. Das ist die Ausgangslage für das Verbundvorhaben Boost „Biologisch inspiriertes Sitzsystem“, das beim BMBF-Ideenwettbewerb „Biologisierung der Technik“ den Förderzuschlag im Schwerpunkt Produktionsforschung erhalten hat.

Mehr Bionik im Leichtbau

An dem Projekt beteiligt sind unter anderem die Technische Hochschule Mittelhessen (THM), die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und das Unternehmen Grammer. Das Verbundvorhaben wird von der TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH im Auftrag der THM betreut und vom TransMIT-Kooperationsnetzwerk 3D-Druck und additive Fertigung – Bionik unterstützt.

Vorbilder aus der Natur inspirierten die Partner zu einem neuartigen Sitzsystem für Bahnen und Busse. Der Lösungsansatz umfasst Werkstoff, Konstruktion und Fertigung. Ideengeber für die innere Struktur der Sitzkissens waren Moostierchen-Kolonien sowie der Federkörper eines Bovists, der Kissenträger wurden nach dem Vorbild eines Spinnennetzes konzipiert. Zum Identifizieren dieser biologischen Vorbilder wurden spezielle Untersuchungen der umfassenden Sammlungen der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung durchgeführt sowie als Basis die Arbeiten von Prof. Dr. Klaus Nicol, emeritierter Professor der Biomechanik an der Universität Münster, verwendet.

Die Demonstratoren von Sitzkissen und Kissenträger – basierend auf den simulierten Kissenstrukturen – sollen nun vorzugsweise additiv als ein einziges integriertes Bauteil gefertigt werden.

„Im gegenwärtigen Stand der Technik sind durchaus vielversprechende Ansätze vorhanden, die aber in der Praxis noch nicht umgesetzt wurden. Wir verfolgen nun einen völlig neuen Ansatz, womit eine ganze Reihe von Problemen gelöst werden können. So wird unser Sitzsystem unter anderem eine große Dauerhaltbarkeit, eine erhöhte Resistenz gegenüber Feuer und Vandalismus sowie zum Zwecke der Ressourcenschonung und Emissionsreduktion bei Herstellung und Nutzung ein geringes Gewicht aufweisen. Durch eine effektive Schwingungsdämpfung können wir auch einen verbesserten Schutz des menschlichen Körpers vor Erschütterungen und Stößen gewährleisten.“
Prof. Dr.-Ing. Udo Jung, Projektleiter, Fachbereich Maschinenbau, Mechatronik und Materialtechnologie an der THM und Leiter des TransMIT-Zentrums für Leichtbau und Betriebsfestigkeit.

Die Verbundpartner nutzen zum Realisieren des Demonstrators für unterschiedliche Aufgaben den Rahmen des TransMIT-Kooperationsnetzwerks 3D-Druck und additive Fertigung – Bionik. Dort sind Dienstleister organisiert, die auf unterschiedliche Werkstoffe und Verfahren spezialisiert sind. Die prototypische Umsetzung übernimmt letztlich der Projektpartner und Sitzhersteller Grammer.

„Bei unseren Kunden und auf dem Markt insgesamt besteht ein dauerhaftes Interesse an innovativen Lösungen, die im gesamten Produktspektrum neue Anwendungen ermöglichen. Neben den umweltschonenden Aspekten durch Leichtbau ist für uns die Erhöhung des Sitzkomforts eine wichtige Zielstellung.“
Dr. Daniel Gerhard, Projektkoordinator bei Grammer

Bild oben: Prototyp Natur: Besser sitzen mit Pilzen, Moostierchen und Spinnennetzen (Quelle: TransMIT, Niklas Günther)


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, idw

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