Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „Biologisierung der Technik: Bioinspirierte Material- und Werkstoffforschung“ entwickelt das Projekt ProBand innovative Lösungen für Stoßdämpfer, die sich dynamisch an wechselnde Belastungen anpassen können. Als Vorbild dient die menschliche Bandscheibe, deren einzigartige Struktur eine Kombination aus Elastizität und Stoßdämpfung ermöglicht.
Unter der Koordination der phoenix GmbH & Co. KG arbeiten die Festo SE & Co. KG, das Fraunhofer Cluster of Excellence Programmiere Materialien und das Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg gemeinsam daran, das biologische Prinzip der menschlichen Bandscheibe auf technische Materialien zu übertragen. Ziel ist die Entwicklung programmierbarer Dämpfungselemente, die durch eine fluide Interaktion innerhalb der Materialstruktur flexibel reagieren und stets ideales Bremsverhalten zeigen.
Die Bandscheibe nutzt ein Wechselspiel aus festen und flüssigen Elementen in ihrer graduellen Schichtstruktur, um elastische sowie dämpfende Eigenschaften bei verschiedenen Belastungen zu vereinen. Dieses Prinzip soll für ein neues zu entwickelndes Material ausgenutzt werden, um gezielt auf äußere Reize reagieren und Eigenschaften dynamisch anpassen zu können. Das programmierbare Material erhält seine Eigenschaften durch die Anordnung unterschiedlicher Einheitszellen in einer Matrix. Bereits beim Design der programmierbaren Einheitszellen wird die skalierbare Herstellung berücksichtigt, um eine serienfähige Produktion zu ermöglichen. Neben konventionellen und additiven Fertigungsverfahren kommen dabei auch innovative Ansätze wie die Kombination von Tiefziehen und anschließendem Aufschäumen von Folien zum Einsatz.
Die Technologie verspricht nicht nur neue Maßstäbe in der Automatisierungs- und Fertigungstechnik, sondern birgt auch nachhaltige Potenziale. Adaptiv einsetzbare Stoßdämpfer könnten spezialisierte Bauteile ersetzen und so Ressourcen sparen, während eine bessere Rezyklierbarkeit und verbesserte Energieeffizienz zur Abfall- und Kostenreduktion beitragen.
Quelle: DGM