BIAG

Bio-inspirierte, adaptive Gebäudehüllen

Entwicklung eines integrierten Aktuatorsystems für adaptive Faserverbundstrukturen.

Biologisches Vorbild Streifenwanze (Graphosoma italicum) (c) naturlehrgebiet.ch (Stefanie Pfefferli)
Biologisches Vorbild Streifenwanze (Graphosoma italicum)

Innerhalb des Projektes BIAG wurde die innere Struktur von Insektenflügeln – im Speziellen der Streifenwanze Graphosoma italicum – hinsichtlich ihrer Funktionsprinzipien für gelenklose Bewegungsmechanismen untersucht. Das Faltmuster des Flügels wird durch den inneren zellulären Aufbau des bestimmt. Grundlegende Prinzipien, bspw. die Schichtstruktur der Kutikula in steiferen und flexibleren Bereichen, wurde in einen biegsamen Faserverbundkunststoff übertragen.

Pneumatisch aktuiertes FVK Gelenk (c) Universität Stuttgart (ITKE) Mader
Pneumatisch aktuiertes FVK Gelenk

Gleichzeitig wurde die Aktuierung von flächigen Faserkunststoff-Elementen durch Pneumatikaktuatoren untersucht. Dieses Prinzip findet sich ebenfalls in Insektenflügeln: Hier werden die Bewegungen über Hämolymphe gesteuert.

Das Wirkprinzip von lokalen Gelenken und integrierter Aktuatorik wurde im Demonstrator des Projektes „Flexafold“ gezeigt.

Das Video zeigt den Entwicklungsprozess des Fassadenverschattungssystems Flexafold von der biologischen Analyse über Abstraktion und Simulation sowie die technische Materialuntersuchung und Umsetzung der Erkenntnisse in einem Demonstrator. Material und Aktuierungsprinzip wurden mit dem MATERIALICA Gold Award 2018 ausgezeichnet. Der Demonstrator Flexafold zeichnet sich durch 10 im Faserverbund integrierte Pneumatikkammern, die die Bewegung steuern, aus.

Demonstrator des Projektes BIAG – Flexafold

© ITKE, ITFT, DITF, EVE

Projektdauer

Januar 2015 – Dezember 2017

Projektteam

ITFT Institut für Textil- und Fasertechnologien, Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Götz T. Gresser, Larissa Born

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives, Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers, Axel Körner, Anja Mader, Gundula Schieber

EvE Evolutionsbiologie der Invertebraten, Institut für Evolution und Ökologie, Universität Tübingen
Prof. Dr. Oliver Betz, Paavo Bergmann

DITF Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Denkendorf
Prof. Dr.-Ing. Markus Milwich, Lena Müller

Assozierte Partner

Transsolar Energietechnik GmbH
HZ Hachtel GmbH & Co. KG
S-form Kunststofftechnik
Global Safety Textiles GmbH
Studio 2050
Knippers Helbig GmbH

Förderung

Die Forschung wurde unterstützt durch die Baden-Württemberg Stiftung / Projekt BIAG.

Ansprechpartner

 

Larissa Born, M. Sc.

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

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