4D-Druckerzeugnis und Multi-Material-3D-Druck: Forscher der ETH Zürich entwickeln selbstfaltende Kunststoffflügel aus dem 3D-Drucker

 30. Oktober 2018  Andreas Krämer  

Schweizer Forscher der ETH Zürich und der Purdue University haben gemeinsam die Flügel des Ohrwurms untersucht und mit Unterstützung von einem 3D-Drucker nachgebaut. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können unter anderem für die Entwicklung von Sonnensegeln in der Raumfahrt eingesetzt werden.

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Ein Team der ETH Zürich und Purdue University analysierten die Flügel des Ohrwurms, die geöffnet zehnmal größer sind als im geschlossenen Zustand. Sie fertigten Flügel mit dem 3D-Drucker, wie in einer Pressemitteilung der ETH Zürich nachzulesen ist.

Die Falten sind elastisch und haben als Zug- und Drehfeder eine unterschiedliche Wirkung. Realisiert wird dies mit dem Protein Resilin. Entsprechend der Anordnung in der Falte wird die Funktion bestimmt. Das Flügelmittelgelenk gewährleistet die Flügelstabilität, bei dem sich die Faltlinien kreuzen. Bei einer Entsperrung des Gelenks faltet sich der Flügel alleine.

Flügelnachbau aus dem 3D-Drucker

Die davon inspirierten Faltformen können mit einem Multimaterial-3D-Drucker hergestellt werden.  Feste Teile des Flügels werden mit weichen Teilen kombiniert, die quasi als mechanisches Resilin dienen, um als Zug- und Drehfeder zu funktionieren.

Ein Ohrwurm mit ausgebreitetem Flügel
Forscher der ETH Zürich und der Purdue University haben die Flügel des Ohrwurms analysiert (Bild © Jakob Faber | ETH Zürich).

Nach Ansicht der Schweizer Forscher könnte die Technik in Zukunft in der Raumfahrt zum Beispiel bei Sonnensegeln zum Einsatz kommen. Vor allem die platzsparende Faltung und der sehr niedrige Stromverbrauch sind Pluspunkte. Selbstfaltende Landkarten und Wurfzelte sind den Forschern zufolge ebenfalls vorstellbar.

Das Unternehmen Festo stellte mit dem Bionic Flying Fox einen halbautomatischen Roboter-Flughund mit 228 cm Flügelspannweite vor, der mit einem 3D-Drucker hergestellt wurde.  Kanadische Forscher machten sich zuletzt den 3D-Druck zunutze, um das Paarungsverhalten von Kröten zu ergründen und so einer aussterbenden Art zu helfen.

Origami nach Ohrwurmart

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