Wie können technische Designs stabil sein und gleichzeitig möglichst wenig Material verbrauchen? Mit dieser Frage beschäftigten sich die Schülerinnen und Schüler der Junior-Ingenieur-Akademie (JIA) mit Unterstützung von Frau Prof. Brückner-Foit und Herrn Skaley (Fachbereich Maschinenbau, Professur Maschinenelemente und Tribologie, Universität Kassel).
Inspiriert von natürlichen Strukturen wie Knochen, Wurzeln und Baumstämmen lernten die Teilnehmenden die Grundlagen des bionischen Designs kennen. Außerdem untersuchten sie, wie durch die Verwendung von Löchern bei der topologischen Optimierung und geschickt platzierten Verstärkungen stabile und ressourcenschonende Konstruktionen entstehen.
Anschließend setzten die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen praktisch um: Mit der CAD-Software OnShape entwarfen sie eigene Stifteschälchen für den 3D-Druck. Durch die gezielte Integration von Löchern konnten sie Material einsparen und gleichzeitig die Stabilität ihrer Konstruktionen erhalten. Dabei spielte der sogenannte Kraftfluss eine wichtige Rolle, also die Frage, wie Kräfte innerhalb eines Bauteils weitergeleitet werden, wenn z.B. ein Buch von oben auf das Schälchen fällt.
Wir bedanken uns an dieser Stelle herzlich bei Frau Prof. Brückner-Foit und Herrn Skaley für die Unterstützung bei dem Projekt.
