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3D-Druck: Kunststoff-Flügel falten sich selbst

Die Flügel des Ohrwurms falten sich von allein zusammen und bieten Inspiration für weitere Faltstrukturen aus dem 3D-Drucker.

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3D-Druck: Kunststoff-Flügel falten sich selbst

ETH Zürich / Peter Rüegg

Harte Kunststoffplatten, verbunden mit weichem Kunststoff ergeben sich selbst faltende Strukturen, die im 3D-Drucker hergestellt werden. Das Prinzip haben sich Forscher von Ohrwürmern abgeschaut. Deren Flügel sind offen mehr als zehnmal größer als im geschlossenen Zustand und werden ohne Muskelkraft eingefaltet.

Mittels Computersimulationen hat ein Team der ETH Zürich und der Purdue University die Flügel analysiert. Statt starr gefaltet zu werden, sind die Falten elastisch und können unterschiedlich wirken: als Zug- oder Drehfeder. Möglich macht es ein besonders fädiges Protein, das Resilin. Je nach seiner Anordnung in der Falte bestimmt es die Funktion.

Die Stabilität des Flügels verantwortet das Flügelmittelgelenk, in dem sich die Faltlinien kreuzen. Wird es "entsperrt", faltet sich der Flügel von allein ein. Davon inspirierte Faltformen lassen sich mit Multimaterial-Druckern herstellen. Die festen Teile werden mit weichen Teilen verbunden, die wie das Resilin als Zug- oder Drehfedern agieren.

Künftig könne die Technik in der Raumfahrt etwa bei Sonnensegeln eingesetzt werden. Insbesondere die platzsparende Faltung und der äußerst geringe Energieverbrauch beim Ausfalten seien Vorteile. Auch faltbare Elektronik auf der Erde oder sich selbst einfaltende Landkarten und Wurfzelte seien möglich, so die Forscher. Die Teile würden sich dann jedes Mal korrekt zusammenlegen. (hch)