Vom Kofferfisch zum Automobil

Technik und Biologie scheinen zunächst schwer miteinander vereinbar. Dass dies auch anders geht, zeigten die Entwicklungsingenieure von Mercedes Benz am Beispiel ihres "Bionic-Car". Auf der Suche nach Anregungen und neuen Konzepten suchten die Mitarbeiter des Unternehmens nach vorgefertigten Lösungen im Bereich der Natur. 2005 führte das Automobilunternehmen eine Machbarkeitsstudie zur Erstellung eines Fahrzeugkonzepts mit dem Vorbild eines Fisches durch. Gesucht waren vor allem strömungsgünstige Formen. Diese entwickelten sich im Laufe der Evolution bei Lebewesen in der Luft oder im Wasser selbstständig und vielleicht besser, als Menschen es sich jemals am Arbeitsplatz ausdenken könnten. Auf der Suche nach einem stabilen, aber dennoch strömungsoptimierten Körper fanden sie ihr Vorbild in der Ordnung der Kugelfische. Charakteristisch für den gelbbraunen Kofferfisch (Ostracion cubicus) war seine kubische Form des Körpers.

Kofferfischmodell
vereinfachtes Modell des Kofferfisches

Diese Form vereinte Strömungsfähigkeit, hohes Volumen und Stabilität: Drei wesentliche Aspekte die im Automobilbau von Bedeutung sind. Das Konzept versprach ein großes Platzangebot im Innenraum, niedrigen Windwiderstand und Verwindungssteifigkeit.

SKO-Modell
Modell nach SKO-Verfahren| © Daimler AG

Man versuchte das enorme Potential der optimierten Rohbaustruktur auf ein fahrfertiges Auto zu übertragen. Dabei half die sogenannte SKO-Methode mit Hilfe welcher man den Mineralisationsvorgang von Knochen auf Technik übertragen konnte. Das SKO-Verfahren (Soft Kill Option) ähnelt aus technischer Sicht stark dem CAO-Verfahren. Mit Hilfe des Computer-Aided-Optimization Verfahrens(CAO) wird die Formgebung von technischen Bauteilen optimiert.

3D-Modell
3D-Modell in der Entwicklung|© Daimler AG

Nach der Gestaltoptimierung mit Hilfe des SKO-Verfahrens, wird im Rahmen der Bionik mit Hilfe von Software-Simulationsprogrammen beispielsweise die biologische Wachstumsregel berücksichtigt um biologische Kraftträger im technischen Sinne nutzbar zu machen. Dies brachte alltagsgerechte, organische Strukturvorschläge für die Konstruktion von synthetischen Baumaterialen. Das Endergebnis war eine effiziente Lösung, die hohe Verwindungssteifigkeit und Leichtbau vereinte. So entwickelte man Step by Step ein alltagsgerechtes Fahrzeug mit biologischer Konzept-Herkunft. Durch die SKO-Methode erzielte man rund 30% Gewichtsersparnis. Neben vorbildlicher Stabilität, Crashsicherheit und Fahrdynamik machte das Fahrzeug einen wichtigen Schritt in Richtung Verbrauchsreduzierung. Auch im Innenraum fanden Elemente aus der Natur Verwendung, so unter anderem die zellähnliche Struktur der Komponenten.

Verkleidung
Nahaufnahme der Innenverkleidung|© Daimler AG