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VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences

13.09.2017
Weißdruck Richtlinie VDI 6224 Blatt 3
 

Bionische Strukturoptimierung als ganzheitlicher Prozess

Schalen von Kieselalgen und Radiolarien als biologische Vorbilder für die Strukturoptimierung im Leichtbau (Bild: © Alfred-Wegener-Institut)

Schalen von Kieselalgen und Radiolarien als biologische Vorbilder für die Strukturoptimierung im Leichtbau (Bild: © Alfred-Wegener-Institut)

Die Richtlinie legt die Vorgehensweise bei der Produktentwicklung und Optimierung von Leichtbaustrukturen auf Basis natürlicher Vorbildorganismen im Rahmen eines definierten Produktentstehungsprozesses im Strukturleichtbau fest. Dieser Prozess wird mit seinen Einzelschritten, d.h. Bauteilanalyse, Screening der biologischen Vorbilder, Entwicklung von Entwürfen, Optimierung der Entwürfe, finale Bewertung und technische Umsetzung, beschrieben.

 

Bionik ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Biologie und Technik mit dem Ziel, durch Abstraktion, Übertragung und Anwendung von Erkenntnissen aus biologischen Vorbildern technische Fragestellungen zu lösen (VDI 6220 Blatt 1). Die grundlegende Motivation für die Übertragung von biologischen Lösungen auf technische Anwendungen besteht darin, dass im Lauf von circa 3,8 Milliarden Jahren evolutiv optimierte, biologische Strukturen entstanden sind, die auch für technische Entwicklungen bedeutsam und überzeugend sein können. Heute sind über 2,5 Millionen identifizierte Arten mit ihren spezifischen Besonderheiten weitgehend beschrieben. Im Sinne der Bionik stehen sie als umfangreicher Ideenpool für technische Problemlösungen in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zur Verfügung

 

Mit dem ELiSE-Prozess (Evolutionary Light Structure Engineering) kann ein Team aus Ingenieuren optimierte Bauteile im Strukturleichtbau entwickeln. ELiSE beruht überwiegend auf dem biologischen Vorbild der Schalen von Kieselalgen und Radiolarien. Darüber hinaus greift ELiSE auf den Evolutionsgedanken an sich zurück. Einige der in ELiSE verwendeten Optimierungsmethoden und Teilaspekten sind bereits in den Richtlinien VDI 6224 Blatt 1 und VDI 6224 Blatt 2 beschrieben.

 

Die Richtlinie definiert einen ganzheitlichen Produktentstehungsprozess im Strukturleichtbau in Anlehnung an den ELiSE-Prozess. Sie kombiniert bionisches Arbeiten sowie bionische Produkte und Prozesse mit den klassischen Formen der Entwicklung und Konstruktion. 
 

Die Richtlinie richtet sich an Ingenieure unterschiedlichster Branchen und Fachrichtungen in ihren Funktionen als Projektmanager, Produktentwickler, Prozessoptimierer, Konstrukteur oder Berechnungsingenieur sowie an alle mit der Konstruktion und Beurteilung lasttragender Strukturen Betrauter. Der Anwender kann die bionischen Optimierungsmethoden als effektives Werkzeug zur Erhöhung von Lebensdauer und Verringerung des Gewichts von Bauteilen nutzen.

 

Herausgeber der Richtlinie VDI 6224 Blatt 3 "Bionik - Bionische Strukturoptimierung im Rahmen eines ganzheitlichen Produktentstehungsprozesses" ist die VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences. Die Richtlinie ist im September 2017 als Weißdruck erschienen und ersetzt den Entwurf von April 2016. Sie kann zum Preis von 97,80 EUR beim Beuth Verlag in Berlin unter +49 30 2601-2260 bestellt werden. Onlinebestellungen sind unter www.beuth.de möglich.

           

Ihre Ansprechpartnerin im VDI:

Dr. Ljuba Woppowa

VDI-Fachbereich Bionik

Telefon: +49 211 6214-266

Telefax: +49 211 6214-97314

E-Mail: Bionik@vdi.de

 

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