Wo Kräfte aufgenommen werden, sorgt sie dank verbundener Verstärkungsstrukturen dafür, dass Belastungen mühelos aufgenommen oder abgeleitet werden. Werden diese Baupläne entschlüsselt und in Technologien und neue Anwendungen umgesetzt, profitieren davon Architektur, Luftfahrt sowie Fahrzeug- und Maschinenhersteller ebenso wie auch die Medizintechnik. Da die Natur vor allem mit Fasern „baut“, verwundert es kaum, dass Textilforschung und -wirtschaft zum Stichwort Faserverbundwerkstoffe für den Leichtbau vielfältig an diesem Thema mitwirken.
Wer nach Experten sucht, stößt unweigerlich auf Prof. Dr. Jan Knippers. Der Chef des Instituts für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (itke) an der Uni Stuttgart untersucht Faserverbundwerkstoffe für die Herstellung von architektonischen Freiformflächen. „Der Membran- und Faserverbundbau kann direkt an die Vorbilder der Natur anknüpfen, da auf beiden Seiten Fasern im Mittelpunkt stehen“, sagt Knippers. Sein Team überträgt biomimetische Strukturbildungsprinzipien mittels computerbasierter Modellierungs- und Fertigungsverfahren auf großmaßstäbliche Demonstratoren in der Architektur. Diese übernehmen die geometrischen Versteifungsprinzipien der Außenskelette von Arthopoden (Gliederfüßer) sowie deren fein abgestimmten mechanischen Eigenschaften, die mittels ausdifferenzierter Schichtung von Chitinfasern erreicht wird. Der Hummer mit seinem Vollchitin“chassis“ samt -panzer ist nur eine Erkenntnisvorlage von vielen.
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