Die Natur als Vorbild

HBG-Schüler Zweiter bei Wettbewerb des Lions Clubs

Bruchsal (Nb). Was Holzfasern mit der Stabilität von Fahrradbauteilen und 3D-Druck zu tun haben, präsentierte Richard Schütz, Zwölftklässler am Heisenberg-Gymnasium Bruchsal (HBG), erfolgreich beim Projektwettbewerb des Lions Clubs Bruchsal. In seiner Seminararbeit zum Thema „Optimierung von 3D-Druckpfaden mittels Spannungsanalyse für höhere Bauteilstabilität“ übertrug er dabei ein Vorbild aus der Natur auf den 3D-Druck. Ähnlich wie Bäume ihre Holzfasern entlang der auftretenden Kräfte ausrichten, entwickelte er eine Methode, bei der die Druckpfade eines 3D-Druckers entlang der Hauptspannungsrichtungen im Bauteil verlaufen.
   Grundlage hierfür war eine Finite-Elemente-Analyse, aus deren Ergebnissen er mithilfe eines selbst entwickelten Python-Programms optimierte Druckpfade erzeugte. Die Methode wurde anschließend an einem Fahrrad-Brakebooster praktisch erprobt. Zugversuche zeigten, dass die spannungsorientierten Strukturen insbesondere bei geringer Materialmenge eine höhere Steifigkeit und eine verbesserte strukturelle Effizienz erreichen können als herkömmliche 3D-Infill-Muster. Die Jury würdigte insbesondere die wissenschaftliche Herangehensweise sowie die gelungene Verbindung von Bionik, Informatik und Ingenieurwissenschaften. Das Heisenberg-Gymnasium gratuliert Richard Schütz zum Wettbewerbserfolg.