ontwerp

Wat is bionica? – Oplossingen uit de natuur voor productontwikkeling

wat is bionica-voorbeelden-architectuur-sydney-opera-house-palmbladeren

De ontwikkeling van innovaties speelt een steeds belangrijkere rol in tijden van steeds toenemende concurrentiedruk. Volgens de VDI Association of German Engineers en het Bionics Competence Network e.V BIOKON kan het gebruik van bionica het concurrentievermogen van gebruikers in de toekomst echter aanzienlijk vergroten. Dit interdisciplinaire onderzoek heeft het potentieel om bedrijven en merken in een breed scala van industrieën op te bouwen en duurzaam te versterken. Wat is bionica? Dit is een wetenschappelijke discipline die zich bezighoudt met de overdracht van functies en eigenschappen van de natuur naar de technische wereld van de mens. Leren van de natuur staat centraal in productontwikkeling. Op deze manier ontstaan ​​innovatieve producten die worden gekenmerkt door een hoge toegevoegde waarde en een efficiënt gebruik van hulpbronnen.

Bionics als principe van productontwikkeling

wat is bionica lotus effect-waterafstotend-vuil

Om de biologische structuren, materialen, functionele principes en hun implementatie in technologie te begrijpen, is knowhow uit verschillende wetenschappelijke disciplines nodig. Bionics is een bij uitstek geschikt vakgebied om jongeren enthousiast te maken voor natuurwetenschappen en techniek en hen te motiveren een passende studie te gaan volgen. Deze infographic toont bijvoorbeeld de ranglijst van de beste universiteiten en technische hogescholen in Duitsland op het gebied van productontwikkeling. De daar genoemde topuniversiteiten en technische hogescholen hebben bionica al in toenemende mate geïntegreerd in hun onderwijsaanbod.

Bionics als interdisciplinaire wetenschap

Infographic-productontwikkeling-universiteiten-beroepen-salarissen-software

Ook na het afstuderen bieden verschillende workshops en seminars wetenschappers, ingenieurs, productontwikkelaars, architecten en ontwerpers inzicht in de wereld van bionica en suggesties voor hun eigen onderzoekspraktijk.

Bionics-klassieker – de gewone huid

wat is bionica haaienhuid-gegroefde-technische-oppervlakken

Voor de optimalisatie van producten en productieprocessen wordt gezocht naar biologische modellen waarvan de eigenschappen kunnen worden geïmplementeerd in technische toepassingen. Succesvolle bionische voorbeelden zijn klittenband, gekkotape en zuignappen. Een bekend voorbeeld dat keer op keer wordt genoemd in verband met bionica is het lotuseffect. Het oppervlak van de lotusbloem is nauwelijks vervuild en dit effect is gerelateerd aan de oppervlaktestructuur. Door deze eigenschap over te hevelen naar technologie is het nu mogelijk om oppervlakken te creëren die gereinigd kunnen worden door ze nat te maken met water. De huidstructuur van springstaarten is ook een goed model voor vloeistofafstotende oppervlakken.

Een ander voorbeeld van bionica is haaienhuid. De schubben van snel zwemmende haaien zijn zo gebouwd dat ze de weerstand aanzienlijk verminderen. Op basis van dergelijke observaties zijn zwemkleding voor topsporters, innovatieve verfsystemen voor vliegtuigen en windturbines en een nieuw ontwikkelde siliconenlaag, waardoor de onderwatervegetatie van de schepen met bijna 70 procent wordt verminderd.

Andere mooie voorbeelden van bionica-innovaties en -concepten zijn:

  • De koffervis – hij stond model voor het toekomstige gezinsautoconcept van Mercedes
  • Het schubbenoppervlak van de zandvis – Seine De huid ziet er gepolijst uit en heeft wrijvingsverlagende eigenschappen.
  • Het dolfijnenhorloge – het diende als model voor de peervormige boegbevestiging op schepen. Op deze manier zijn hoge snelheden mogelijk met weinig energie.
  • De lichaamsvorm van de pinguïn is een technisch model voor onderwatervoertuigen
  • Eisatz vindt bionica ook in lichtgewicht constructies. Het groeigedrag van biologische krachtdragers zoals botten of boomstammen inspireert ingenieurs om componenten te ontwikkelen die duurzaam stabieler en dus duurzamer zijn.

De gekkovoet als biologisch model

wat-is-bionics-gekko-principe-lijmstok

Productontwikkeling naar het voorbeeld van de natuur zorgt niet alleen voor een verbetering van functie en sterkte, maar ook voor een hoge mate van materiaalefficiëntie. Met materiaalbionica kunnen combinaties van eigenschappen worden bereikt die met eerdere materialen niet mogelijk waren: de combinatie van extreme breeksterkte en tegelijkertijd breuktaaiheid in parelmoer, in tanden en botten of de combinatie van extreme treksterkte en elasticiteit in spinrag. Dergelijke materialen zijn niet alleen interessant vanwege hun prestaties, maar ook vanwege hun biologische afbreekbaarheid. Het is daarom zeker de moeite waard om de ontwikkeling van bionica op het gebied van productontwikkeling in de gaten te houden met betrekking tot de te verwachten potentie voor milieuverlichting.

Fascinerende combinaties van eigenschappen zijn mogelijk dankzij bionica

bionics-lichtgewicht-bot-ruggengraat-brekende kracht

Bionics fascineert jong en oud door de vindingrijkheid van de biologische modellen. De natuur heeft veel potentie voor innovatieve oplossingen, maar in de industrie is deze nog lang niet uitgeput. In de toekomst verwachten experts een vergelijkbare innovatie-impuls door verdere innovaties in bionica op verschillende gebieden: industrieën zoals automobiel, consumptiegoederen, bouw- en landbouwmachines, evenals toekomstige markten zoals hernieuwbare energiebronnen en medische technologie kunnen hier veel van profiteren. Veel bionische producten worden geassocieerd met aanzienlijke materiaalbesparingen, brandstofbesparingen, een lange levensduur en het gebruik van niet-giftige materialen, die allemaal leiden tot behoud van hulpbronnen en kostenbesparingen. Ontwikkelingen zoals slimme, vooral adaptieve oppervlakken, coatings, materialen en constructies, bijvoorbeeld projecten voor de ontwikkeling van adaptieve windturbines en gevels, zouden in de toekomst ongetwijfeld enorm zijn.

verdere innovaties in bionica worden verwacht in de toekomst

wat-is-bionics-model-natuur-dolfijn-snuit-high-speed-low-energy consumptie