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Autohersteller kopieren Flora und Fauna

Die Autohersteller nehmen sich immer häufiger die Natur zum Vorbild. Auf der Suche nach windschnittigen, leichten oder sparsamen Fahrzeugen bedienen sie sich unter dem Stichwort Bionik natürlichen Konstruktionsprinzipien.

dpa/gms AACHEN/STUTTGART. Die Autohersteller nehmen sich immer häufiger die Natur zum Vorbild. Auf der Suche nach windschnittigen, leichten oder sparsamen Fahrzeugen bedienen sie sich unter dem Stichwort Bionik natürlichen Konstruktionsprinzipien.

Die Idee: Was in Flora und Fauna während zigtausender Jahre der Evolution erfolgreich erprobt worden ist, kann sich auch auf der Straße bewähren. „Allerdings reicht es dabei nicht aus, die Natur einfach zu kopieren“, sagt Marcus Wirth vom Zentrum für Bionik an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (Rwth) in Aachen. Vielmehr muss man laut Wirth Mechanismen beobachten, abstrahieren und auf die technische Anwendung übertragen.

Heute hat sich die Bionik - die Kombination von Biologie und Technologie - mit drei Stützpfeilern in der Industrie etabliert, sagt Dieter Gürtler, der bei Mercedes-Benz das Team Advanced Concepts leitet. „Wir nutzen die Vorreiterrolle der Natur bei der direkten Übernahme von Analogien, der Übertragung von natürlichen auf technische Konstruktionsprozesse und als Generator für Ideen.“

Bei Autos ist das Übertragen bekannter Natur-Prinzipien allerdings nicht so einfach. „Denn anders als auf der Straße sind Räder in der Natur nicht üblich“, sagt Bionik-Experte Wirth aus Aachen. „Außerdem sind es in der Natur vor allem die schnellen Schwimmer, also Fische oder Pinguine, die besonders strömungsgünstig sind“, ergänzt Mercedes-Entwickler Gürtler.

„Aber deren Form gleicht eher einem Torpedo als einem Auto. Deshalb haben wir nach einem Fisch gesucht, dessen Körperform eher den Anforderungen einer alltagstauglichen, geräumigen Karosserie näher kommt.“ Als Vorbild wurde schließlich der tropische Kofferfisch ausgewählt. „Wir waren überrascht, dass das Modell des relativ klobig aussehenden Kofferfischs mit einem Strömungswiderstand von "CW = 0,06" nahe an das theoretische Minimum kommt. Selbst das daraus entwickelte Konzeptfahrzeug liegt mit "CW = 0,19" deutlich vor anderen Autos, die weniger Platz bieten als das Bionic Car.“

Während die Form also buchstäblich abgeschaut ist, machen sich die Entwickler immer häufiger auch die Konstruktionsprinzipien der Natur an sich zu Eigen. „Als Vorbild dient dabei zum Beispiel der Baum“, sagt Bionik-Experte Wirth. „Seine Wurzeln und sein Astwerk zeigen, wie man mit gezieltem Materialeinsatz sehr stabile Verbindungen erreichen kann, ohne dabei viel Gewicht anzuhäufen.“

Ein ähnliches Konstruktionsprinzip liegt zum Beispiel einer neuen Aluminiumfelge zu Grunde, die nach Angaben von BMW-Pressesprecherin Michaela Müller in München seit Januar dieses Jahres am Motorrad K 1 200 S montiert wird. Auch die Prinzipien des Knochenwachstums haben die Entwickler technisch umgesetzt: So simulierte man bei BMW bei der Entwicklung von Motorbauteilen im Zeitraffer 15 Generationen. Dabei wurde immer wieder nicht benötigtes Material entfernt. An besonders beanspruchten Stellen dagegen wird zusätzliches Material angelagert.

„Dieses Verfahren wird für eine Vielzahl von kleineren Bauteilen bereits im Serienentwicklungsprozess eingesetzt“, erläutert Peter Nefischer aus der Motorenentwicklung von BMW. „Das Turboladergehäuse wurde zum Beispiel mit solchen Verfahren trainiert und ist nun in optimierter Form um bis zu 40 Prozent leichter.“

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