@inproceedings{WullweberUhrigSeidl2025, author = {Wullweber, Moses-Gereon and Uhrig, Martin and Seidl, Tobias}, title = {Von der Pflanzenstruktur zur Fahrzeugk{\"u}hlung. Eine bionische L{\"o}sung zur passiven Luftregelung}, series = {11. Bionik-Kongress (24.-25.10.2025) in Bremen}, booktitle = {11. Bionik-Kongress (24.-25.10.2025) in Bremen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-48423}, pages = {1}, year = {2025}, abstract = {Die Zukunft automobiler Mobilit{\"a}t ist {\"u}berwiegend elektrisch. Im Vergleich zu bestehenden Systemen {\"a}ndern sich die Anforderungen an die Teilsysteme. Ein Luftstrom zur K{\"u}hlung von Komponenten wird nun vorwiegend ben{\"o}tigt, wenn das Auto steht (d. h. beim Laden) oder bei langsamen Geschwindigkeiten unter Volllast. Bisher werden in solchen F{\"a}llen aktiv angetriebene L{\"u}fter verwendet, die Energie verbrauchen und Ger{\"a}usche emittieren. Wir schlagen zur Komplexit{\"a}tsreduktion ein passives adaptives System vor, das eine konvektionsgetriebene K{\"u}hlung erm{\"o}glicht. Das entwickelte System ist ein hoch adaptives Flachventil, das vom Hoft{\"u}pfel abgeleitet ist. Es wurde durch einen iterativen Designprozess entwickelt, der sowohl strukturelle als auch thermodynamische Simulationen einschloss. In Harth{\"o}lzern und Koniferen erm{\"o}glichen Hoft{\"u}pfel den anspruchsvollen Transport vertikaler Fl{\"u}ssigkeiten, indem sie Sch{\"a}den lokal begrenzen. Abh{\"a}ngig von der Struktur k{\"o}nnen sie sich bei pl{\"o}tzlichen Druck{\"a}nderungen schließen und die Funktion von Ventilen {\"u}bernehmen. Das Ergebnis des bionischen Entwicklungsprozesses ist ein flaches Ventil, das kosteng{\"u}nstig zu produzieren, langlebig, leicht, wartungsfrei und ger{\"a}uschlos ist. Es erm{\"o}glicht das passive Umschalten der Luftstromerzeugung am W{\"a}rmetauscher der K{\"u}hlung zwischen nat{\"u}rlicher Konvektion oder einem aktiven Luftstrom, ohne dass komplexe Mess- und Steuersysteme erforderlich sind. Die geometrischen und materiellen Gestaltungsfaktoren erm{\"o}glichen eine einfache Anpassung des Ventils an die gew{\"u}nschten Umschaltbedingungen w{\"a}hrend des Designprozesses. Hierf{\"u}r wurden Festigkeitspr{\"u}fungen mit unterschiedlichen Materialien und Geometrien durchgef{\"u}hrt. Die auf dessen Basis erstellte Faustformel ist f{\"u}r Entwickelnde ein Hilfestellung, um ohne Finite-Elemente-Analysen die Geometrie und Materialien des Ventils auslegen zu k{\"o}nnen.}, language = {de} } @inproceedings{HuefingSeidlWullweber2024, author = {H{\"u}fing, Henrike and Seidl, Tobias and Wullweber, Moses-Gereon}, title = {Manuelle Programmierung eines 3D Druckers}, series = {5. Bionik-Workshop "Neue Wege zur Innovation" am 07.11.2024 in Bocholt}, booktitle = {5. Bionik-Workshop "Neue Wege zur Innovation" am 07.11.2024 in Bocholt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46311}, pages = {1}, year = {2024}, abstract = {Die Anwendung des "FullControll GCode Designer" vereinfacht den 3D-Druckprozess, indem er die 3D-Modellierung und den Einsatz eines Slicer-Programms {\"u}berspringt und stattdessen direkt den G-Code erstellt. Die vorgefertigte Excel-Anwendung erm{\"o}glicht es, Objekte durch Angabe der Start- und Zielkoordinaten effizient Linie f{\"u}r Linie mit minimalem Eingabeaufwand zu programmieren, wobei verschiedene Druckparameter angepasst werden k{\"o}nnen, um unterschiedliche Effekte zu erzielen. In diesem Werk werden die M{\"o}glichkeiten und Grenzen des Designers erarbeitet.}, language = {de} } @inproceedings{BinderHofmannKillianetal.2023, author = {Binder, Nele and Hofmann, Leonard and Killian, Matthias and Stelzl, Daniel and Seidl, Tobias}, title = {Falten, {\"O}ffnen, Stabilisieren: We Bionik Satellitenbremssegel verbessern kann}, series = {Kongress 2023 - Tagungsband "Bionik: Patente aus der Natur"}, booktitle = {Kongress 2023 - Tagungsband "Bionik: Patente aus der Natur"}, editor = {Kesel, Antonia B. and L{\"o}ffler, Birte S.}, publisher = {Gesellschaft f{\"u}r Technische Biologie und Bionik GTBB e.V., Bionik-Innovations-Centrums B-I-C der Hochschule Bremen, Bionik-Kompetenz-Netzes BIOKON e.V.}, address = {Saarbr{\"u}cken}, isbn = {978-3-00-076671-8}, pages = {178 -- 183}, year = {2023}, language = {de} } @inproceedings{StachalskiMartensBeismann2023, author = {Stachalski, Artur and Martens, Phil and Beismann, Heike}, title = {Biomechanische Untersuchungen zum {\"O}ffnungsmechanismus von verholzten Fr{\"u}chten der Gattung Hakea}, series = {Bionik: Patente aus der Natur}, booktitle = {Bionik: Patente aus der Natur}, editor = {Kesel, Antonia B. and L{\"o}ffler, Birte S.}, publisher = {Meiners-Druck}, address = {Bremen}, isbn = {978-3-00-076671-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-42839}, pages = {162 -- 167}, year = {2023}, abstract = {Die Arten H. sericea und H. salicifolia (Proteaceae) sind in Australien heimisch. Ihr nat{\"u}rlicher Lebensraum ist trocken und n{\"a}hrstoffarm, und sie sind regelm{\"a}ßig Buschbr{\"a}nden ausgesetzt. Durch den Feuchtigkeitsverlust "schrumpft" die Frucht und {\"o}ffnet sich, wobei zwei Samen freigesetzt werden. Diese Arbeit vergleicht das {\"O}ffnungsverhalten von manipulierten Fr{\"u}chten, das Schwindmaß, die {\"O}ffnungskraft, den Elastizit{\"a}tsmodul und die Druckfestigkeit der beiden Arten und untersucht den Einfluss verschiedener Gewebe auf die {\"O}ffnung. Es wird festgestellt, dass das Mesokarp haupts{\"a}chlich f{\"u}r das anisotrope Schwindverhalten verantwortlich ist.}, language = {de} } @inproceedings{MartensBeismann2023, author = {Martens, Phil and Beismann, Heike}, title = {Untersuchung der Bruchfl{\"a}chen sich {\"o}ffnender verholzter Fr{\"u}chte der Gattung Hakea zum Verst{\"a}ndnis von Sollbruchstellen}, series = {Bionik: Patente aus der Natur}, booktitle = {Bionik: Patente aus der Natur}, editor = {Kesel, Antonia B.}, publisher = {Meiners-Druck}, address = {Bremen}, isbn = {978-3-00-076671-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-42822}, pages = {147 -- 152}, year = {2023}, abstract = {Hakea sericea und H. salicifolia sind strauch- bis baumf{\"o}rmige Arten der Familie Proteaceae. Urspr{\"u}nglich aus Australien stammend, breiten sie sich zunehmend in Neuseeland, Portugal, S{\"u}dspanien und S{\"u}dafrika invasiv aus. In Portugal wurden beide Arten als Ziergew{\"a}chs, Windschutz und Heckenpflanze eingef{\"u}hrt und verdr{\"a}ngen nun heimische Arten. Die erfolgreiche Etablierung der beiden Arten h{\"a}ngt mit der Ausbreitungsbiologie zusammen. Die Balgfr{\"u}chte zeigen eine ausgepr{\"a}gte Serotinie und verbleiben oft {\"u}ber Jahre an der Mutterpflanze. Erst durch Waldbr{\"a}nde oder starke Austrocknung {\"o}ffnen sich die Fr{\"u}chte und geben dabei zwei gefl{\"u}gelte Samen frei. W{\"a}hrend der {\"O}ffnung deformieren sich die beiden Fruchth{\"a}lften stark und reißen dabei zun{\"a}chst {\"u}ber die Bauchnaht und anschließend {\"u}ber die R{\"u}ckenseite auf. Dieses {\"O}ffnungsverhalten ist innerhalb der Proteaceae nur f{\"u}r die Gattung Hakea beschrieben und f{\"u}r Balgfr{\"u}chte, zu denen sie dennoch gez{\"a}hlt werden, ungew{\"o}hnlich. Die Bruchoberfl{\"a}chen der verschiedenen Gewebe zeigen dabei unterschiedliche Rauigkeiten. Die Gewebe der abaxialen Seite (R{\"u}ckenseite) reißen dabei mit einer glatteren Bruchfl{\"a}che als die Gewebe der adaxialen Seite (Bauchseite). In dieser Arbeit werden Rauheitsparameter der Bruchoberfl{\"a}chen auf zuf{\"a}lligen Profillinien mit einem Konfokalmikroskop f{\"u}r die verschiedene Gewebe der Oberfl{\"a}chen ermittelt. Das Propagieren des Risses durch die verschiedenen Gewebe wird anhand der Ausrichtung und Lage der Zellen in den beiden Seiten der Fruchth{\"a}lften erl{\"a}utert. Es wird diskutiert, inwieweit sich die unterschiedlich rauen Bruchoberfl{\"a}chen auf die {\"O}ffnung und die daf{\"u}r n{\"o}tigen Kr{\"a}fte auswirken. Erste Ans{\"a}tze zur Optimierung von technischen Sollbruchstellen werden vorgeschlagen.}, language = {de} } @inproceedings{FischerWullweberBeismann2023, author = {Fischer, Matthias and Wullweber, Moses-Gereon and Beismann, Heike}, title = {Untersuchung additiv gefertigter Modelle nach dem Vorbild sich {\"o}ffnender verholzter Fr{\"u}chte der Gattung Hakea, zum Verst{\"a}ndnis des {\"O}ffnungsmechanismus.}, series = {Bionik: Patente aus der Natur}, booktitle = {Bionik: Patente aus der Natur}, editor = {Kesel, Antonia B.}, publisher = {Meiners-Druck}, address = {Bremen}, isbn = {978-3-00-076671-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-42818}, pages = {154 -- 160}, year = {2023}, abstract = {Die verholzten Fr{\"u}chte der Art Hakea salicifolia {\"o}ffnen sich bei Austrocknung, um Samen freizugeben. Der {\"O}ffnungsmechanismus k{\"o}nnte als Vorbild f{\"u}r selbstaktuierte Bewegungen von Bauteilen dienen. Um ihn zu verstehen, wird aus µCT-Scans einer getrockneten Frucht ein 3D-Modell generiert und additiv gefertigt, welches nur zwei Gewebetypen, n{\"a}mlich Leitb{\"u}ndel und umgebendes Gewebe ber{\"u}cksichtigt. Druckpr{\"u}fungen dieser Pr{\"u}fk{\"o}rper zeigen einen anisotropen E-Modul, der auf die Struktur der Leitb{\"u}ndel und den großen E-Modulunterschied der gew{\"a}hlten Materialien zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Die erhaltenen Daten sollen zur Verifikation eines FE-Modells herangezogen und dieses an das nat{\"u}rliche Vorbild angepasst werden, um die {\"O}ffnung der Fr{\"u}chte nachzuvollziehen.}, language = {de} } @inproceedings{Sauer2019, author = {Sauer, Alexander}, title = {Bionik in der Strukturoptimierung: Bauteilgestaltung nach dem Vorbild der Natur [Hannover Messe 2019]}, series = {Konferenz: Hannover Messe 2019, 01.-05. April 2019 in Hannover}, booktitle = {Konferenz: Hannover Messe 2019, 01.-05. April 2019 in Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-36959}, pages = {23}, year = {2019}, abstract = {Einen {\"U}berblick der bionischen Strukturoptimierung zeigt Prof. Dr. Alexander Sauer in dem Vortrag "Bionik in der Strukturoptimierung (Biomimetic Structural Optimization)".}, subject = {Bionik}, language = {de} } @inproceedings{Sauer2019, author = {Sauer, Alexander}, title = {Bionik in der Strukturoptimierung: Bauteilgestaltung nach dem Vorbild der Natur [Effizienz Forum Wirtschaft 2019]}, series = {Konferenz: Effizienz Forum Wirtschaft 2019, 20. M{\"a}rz 2019 in Bocholt}, booktitle = {Konferenz: Effizienz Forum Wirtschaft 2019, 20. M{\"a}rz 2019 in Bocholt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-36942}, pages = {47}, year = {2019}, abstract = {Das h{\"a}rteste Wettbewerbsumfeld ist die Natur. Ein hoher Selektionsdruck f{\"u}hrt dort zu Organismen, die mit geringem Aufwand besser an die herrschenden Bedingungen angepasst sind, als die Wettbewerber. Die hierzu verwendeten Strategien zum Materialeinsatz sind sehr effizient und als Strukturoptimierung abstrahiert auch in der Technik anwendbar. In diesem Vortrag werden Optimierungsmethoden und Vorgehensweisen f{\"u}r einen effizienten Materialverbrauch vorgestellt und diskutiert.}, subject = {Bionik}, language = {de} } @inproceedings{BennemannBackhausScholzetal., author = {Bennemann, Michael and Backhaus, Stefan and Scholz, Ingo and Park, Daesung and Mayer, Joachim and Baumgartner, Werner}, title = {Determination of the Young´s modulus of the epicuticle of the smooth adhesive organs of Carausius morosus using tensile testing}, series = {Konferenz: "Society for Experimental Biology (SEB)", 30. Juni - 1. Juli 2015 in Prag}, booktitle = {Konferenz: "Society for Experimental Biology (SEB)", 30. Juni - 1. Juli 2015 in Prag}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-7000}, pages = {1}, abstract = {Adhesive organs like arolia of insects allow these animals to climb on different substrates by creating high adhesion forces. According to the Dahlquist criterion, arolia must be very soft exhibiting an effective Young's modulus of below 100 kPa to adhere well to different substrates. In previous studies the effective Young´s moduli of adhesive organs were determined using indentation tests yielding their structure to be very soft indeed. However, arolia show a layered structure, thus the values measured by indentation tests comprise the effective Young´s moduli of the whole organs. In this study, a new approach is illustrated to measure the Young´s modulus of the outermost layer of the arolium, i.e. of the epicuticle, of the stick insect Carausius morosus by tensile testing. Due to the inner fibrous structure of the arolium tensile tests allow the characterisation of the overlying epicuticle.}, subject = {Gespenstschrecken}, language = {en} } @inproceedings{BennemannSeidlBaumgartner2016, author = {Bennemann, Michael and Seidl, Tobias and Baumgartner, Werner}, title = {Biomimetic adhesion device holder for easy detachment}, series = {Konferenz: Bionik Kongress 2016 "Patente aus der Natur", 21.-22. Oktober 2016 in Bremen}, booktitle = {Konferenz: Bionik Kongress 2016 "Patente aus der Natur", 21.-22. Oktober 2016 in Bremen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-6749}, pages = {1}, year = {2016}, abstract = {Adhesive organs enable insects to reversibly adhere to substrates even during rapid locomotion. In this process a very fast but reliable change of adhesion and detachment is realised. The stick insect Carausius morosus detaches its adhesive organs by peeling them off the substrate, meaning little areas of the adhesive organs are detached one after another. For such a detachment mechanism low pulling forces are needed. A detachment mechanism as peeling seems also for artificial adhesion devices to be the easiest and the most effortless mechanism for detachment. However, artificial adhesion devices mostly exhibit a solid backing layer preventing effortless peeling. To lift up and detach a small area at the corner of an adhesion device the backing layer has to be tilted, resulting in a deformation of the whole adhesion device, which requires high forces. Subdividing the backing layer into small subunits allows a detachment of a small area at the corner of the adhesion device without deforming the rest of the adhesion device. Thereby, less force is needed to initiate and to complete detachment. To realise an easy detachment of artificial adhesion devices we constructed a holder, which gradually detaches an adhesion device from two sides off the substrate. During normal loading the subunits of the holder interlock with each other so that the pulling force is equally distributed over the whole contact area of the adhesion device ensuring maximal adhesion force. In addition, the holder can be used to increase adhesion during application of the adhesion device. When brought into contact with the substrate with lifted sides, which are lowered subsequently, air trapping is prevented and hence the area of contact can be maximised.}, subject = {Bionik}, language = {en} } @inproceedings{BennemannSeidlBaumgartner2016, author = {Bennemann, Michael and Seidl, Tobias and Baumgartner, Werner}, title = {Biomimetic adhesion devices along the lines of the adhesive organs of stick insects}, series = {Konferenz: Beilstein Nanotechnology Symposium 2016: Biological and Bioinspired Adhesion: From Micro- to Nanoscale, 27.-29. September 2016 in Potsdam}, booktitle = {Konferenz: Beilstein Nanotechnology Symposium 2016: Biological and Bioinspired Adhesion: From Micro- to Nanoscale, 27.-29. September 2016 in Potsdam}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-5095}, pages = {1}, year = {2016}, abstract = {Design, construction and testing of biomimetic adhesion devices along the lines of the adhesive organs of stick insects}, subject = {Gespenstschrecken}, language = {en} }