Systematische Bauteilauslegung für die Additive Fertigung nach den Prinzipien der Bionik

Die Vorteile der additiven Verfahren (engl. Additive Manufacturing - AM) zeichnen sich unter anderem durch die große Formgebungsfreiheit und Möglichkeit zur Fertigung neuer Geometrien aus, die beispielsweise für den Leichtbau oder die Funktionsintegration genutzt werden können. Um die zahlreichen Potenziale von AM auszuschöpfen, ist eine Neugestaltung der Bauteile oder Baugruppen in den meisten Fällen zu bevorzugen. An dieser Stelle wird der Handlungsbedarf im Bereich der Produktentwicklung deutlich. Hier stellt sich die Frage, wie die Vorteile von AM, dessen Einschränkungen sowie die allgemeinen Funktionsanforderungen an die Bauteilaufgabe losgelöst von eventuell vorher gegebenen Bauteilformen in die Gestaltung einfließen sollen. Bisherige Designverfahren konzentrieren sich größtenteils auf den Aspekt der Strukturoptimierung und schließen weitere Funktionsanforderungen an das Bauteil aus. In diesem Paper wird eine Designmethodik vorgestellt, welche ein Gesamtkonzept unter Berücksichtigung von Multifunktionalitäts-Anforderungen anstrebt. Dabei werden im Rahmen einer TRIZ-Methodik gezielt Elemente der Bionik mit Design-Richtlinien der Additiven Fertigung kombiniert, um die Formgebungsfreiheit bei der Bauteilneukonstruktion gezielt zu maximieren.