Autodesign: Technologie inspiriert von der Natur

Klaus Millerferli hält den Stoßdämpfertopf des neuen Mercedes EQXX in den Händen. Das Metallteil ohne definierte Form oder Struktur ähnelt eher einer Mülltonne als einer avantgardistischen Komponente. Wenn man es sieht, kann man kaum glauben, dass es als Stütze für die Vorderachse des ausgeklügelten Elektromodells dienen soll.

Der Leiter des Vision EQXX-Konzepts wiegt den Guss jedoch mit größter Wertschätzung in der Hand und freut sich über sein geringes Gewicht und seine aerodynamische Form. Weil es nicht nur extrem stabil ist, sondern auch vier Kilo weniger wiegt als ein herkömmliches Bauteil.

„Wir haben es unter Verwendung der Natur als Vorbild gebaut“, sagt der Ingenieur. Es entstand nicht aus einem Zeichenbrett, sondern wurde mit derselben Software entwickelt, mit der die Monster von Computerspielen generiert werden. Es wurde nicht gezeichnet, das Stück ist wie ein Skelett gewachsen. Das Bauteil ist an entscheidenden Stellen extrem stabil, benötigt aber nirgendwo überschüssiges Material und ist daher besonders leicht, so der Fachmann.

Millerferli folgt damit einem Trend, der derzeit bei Autoentwicklern sehr beliebt ist. Im Kampf um das geringstmögliche Gewicht und maximale Autonomie sind sie von der Natur inspiriert. Dieser Ansatz zeigt sich besonders im Mission R-Konzept, mit dem Porsche den elektrischen Rennwagen der Zukunft prägt.

Anstatt einen Rahmen zu bauen und ihn dann mit einer Karosserie abzudecken, verfügt der Zweisitzer über ein Carbonskelett mit transparenten Segmenten, die sehr ungewöhnliche Ausblicke nach innen und außen ermöglichen, insbesondere auf dem Dach. Dieses sogenannte Exoskelett ist nicht nur besonders leicht und stabil, sondern sieht auch spektakulär aus, sagt Designer Peter Varga.

Noch vor Porsche präsentierte das deutsche Unternehmen EDAG 2014 den Genesis-Prototyp mit einem vollständig 3D-gedruckten Körper, der von der Biologie eines Schildkrötenpanzers inspiriert ist.

weiteres Beispiel ist der zweisitzige Sportwagen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) mit Sitz in der deutschen Stadt Stuttgart. Um sicherzustellen, dass es wirklich unter 500 Kilo bleibt und dennoch ausreichenden Schutz vor Unfällen bietet, wurde der Körper des Modells vom Schädel des Meeresreptils „Simosaurus“ inspiriert.

Neben Leichtbau und Sicherheit ist vor allem die Aerodynamik von der Natur inspiriert. „Denn wenn es um den Luftwiderstand geht, hat die Evolution bereits einige sensationelle Formen hervorgebracht“, sagt Teddy Woll, Leiter des Windkanals des deutschen Daimler-Konsortiums.

Es gibt jedoch auch Grenzen, insbesondere im Konflikt zwischen Aerodynamik und Ästhetik, räumt Woll ein und spielt auf den Kofferfisch an, der 2005 zum Vorbild für das von Mercedes vorgestellte bionische Auto wurde.

Mit einem Luftwiderstandsbeiwert von Cw 0,19 ist der Fisch besonders aerodynamisch und das von ihm inspirierte Modell ist unglaublich effizient. Es war jedoch unwahrscheinlich, dass seine Form die breite Öffentlichkeit ansprechen würde. Der experimentelle Prototyp wurde vor langer Zeit aus den Hallen der Designer verworfen.

So neu diese Ideen auch sind, Bionik ist etwas Altes. Ob Auto, Luftfahrt oder Haushaltsgeräte, die Natur dient seit jeher als Vorbild für praktische Fortschritte.

Eines der beliebtesten Beispiele für die Übertragung der Natur in die Fabrik ist der sogenannte Lotusblüteneffekt, mit dem die Blätter der Pflanze vor Schmutz geschützt werden. Diese Eigenschaft nutzen, werden Lackhersteller Autowaschanlagen bald überflüssig machen und Reifenhersteller wollen die Seitenwände ihrer Reifen sauber halten.

Aber nicht nur Blumen inspirieren Forscher. Vor Jahren untersuchten die Ingenieure des bayerischen BMW die Haut des Hais genau. Es verfügt über spezielle Profile, die den Reibungswiderstand um bis zu drei Prozent reduzieren. Die Idee: Wenn diese Profile auf ein Blech übertragen und mit dem Blech verklebt werden, könnte auch der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.

Der Hersteller gab die Idee schließlich auf, sucht aber weiterhin nach Lösungen für neue technologische Herausforderungen in anderen Sektoren, einschließlich der Bionik: „Bionik ist eine Quelle der Inspiration und bietet mögliche Lösungen“, sagt Julia Jung, BMW-Sprecherin.

dpa