{"id":61201,"date":"2025-02-10T15:00:07","date_gmt":"2025-02-10T14:00:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61201"},"modified":"2025-02-06T16:45:06","modified_gmt":"2025-02-06T15:45:06","slug":"3d-druck-und-magnetismus-zur-nachbildung-des-flugs-von-schmetterlingen-100220251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-und-magnetismus-zur-nachbildung-des-flugs-von-schmetterlingen-100220251\/","title":{"rendered":"3D-Druck und Magnetismus bilden Flug von Schmetterling nach"},"content":{"rendered":"

Forscher der Technischen Universit\u00e4t Darmstadt und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf haben Roboterfl\u00fcgel entwickelt, die von der Struktur und Flugdynamik des Monarchfalters inspiriert sind. Mithilfe des 3D-Drucks<\/a> haben sie Fl\u00fcgel geschaffen, die ohne Batterien und mit einem passiven Biegesystem arbeiten, um eine effiziente Bewegung zu erzeugen. Laut den Forschern k\u00f6nnten diese flexiblen und Roboter-\u00e4hnlichen Schmetterlinge unter anderem in der Umweltforschung, bei Such- und Rettungsaktionen sowie in der Medizin eingesetzt werden.<\/p>\n

Die Fl\u00fcgel echter Schmetterlinge haben eine gro\u00dfe Ausdauer und Flugeffizienz. Monarchfalter, die als Inspiration f\u00fcr diese Forschung dienten, legen jedes Jahr Tausende von Kilometern zwischen Mexiko und Kanada zur\u00fcck und zeigen dabei eine gro\u00dfe energetische und mechanische Effizienz. Dies veranlasste die Forscher, diese Eigenschaften mithilfe einer 3D-gedruckten Nachbildung der Fl\u00fcgelstruktur in ein neues Roboterger\u00e4t zu integrieren. Der Fl\u00fcgelschlag der 3D-Roboterfl\u00fcgel wird aktiviert, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden, da sie aus einem Verbundstoff aus thermoplastischem Polyurethan und mikroskopisch kleinen magnetischen Partikeln gedruckt sind.<\/p>\n

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Das Flattern der 3D-Roboterschmetterlinge wird aktiviert, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden (Bild: Screenshot des Demonstrationsvideos, Technische Universit\u00e4t Darmstadt).<\/p><\/div>\n

Das Team unter der Leitung von Prof. Oliver Gutfleisch und Dr. Denys Makarov fertigte zw\u00f6lf verschiedene Fl\u00fcgelmodelle an. Obwohl verschiedene Strukturen nachgebildet wurden, zeigten die vom Monarchfalter inspirierten ven\u00f6sen Strukturen die besten Ergebnisse. Mithilfe von Finite-Elemente-Analyse-Simulationen und Experimenten bewerteten die Forscher den Einfluss dieser Muster auf die Aerodynamik und Man\u00f6vrierf\u00e4higkeit der Fl\u00fcgel. Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Advanced Intelligent Systems<\/em> ver\u00f6ffentlicht wurden, zeigen, dass Designs mit ge\u00e4derten Strukturen die Festigkeit und Anpassungsf\u00e4higkeit des Materials verbessern, ohne die Flexibilit\u00e4t zu beeintr\u00e4chtigen. Um ein solches Design nachzubilden, wurden die Modelle mit dem Laser-Pulverbett-Verfahren (LPBF)<\/a> gedruckt.<\/p>

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Wie werden die Roboter-\u00e4hnlichen Schmetterlingen eingesetzt?<\/h3>\n

Die Entwicklung dieser Roboterfl\u00fcgel er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten in verschiedenen Bereichen. Im Umweltbereich k\u00f6nnten sie zur \u00dcberwachung von \u00d6kosystemen und zur Untersuchung von Best\u00e4uberpopulationen eingesetzt werden. Bei Such- und Rettungseins\u00e4tzen w\u00fcrde ihr leichtes und effizientes Design die Erkundung von schwer zug\u00e4nglichen Gebieten nach Naturkatastrophen erm\u00f6glichen. Im biomedizinischen Bereich k\u00f6nnte diese Technologie in der minimalinvasiven Chirurgie oder bei der Entwicklung k\u00fcnstlicher Muskeln und intelligenter Materialien mit Formver\u00e4nderungsf\u00e4higkeiten eingesetzt werden.<\/p>\n

Eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen besteht derzeit darin, dass f\u00fcr den Antrieb der Fl\u00fcgel ein externes Magnetfeld ben\u00f6tigt wird. Laut Muhammad Bilal Khan, Mitautor der Studie, \u201ek\u00f6nnten in einer sp\u00e4teren Phase miniaturisierte Magnetfeldgeneratoren integriert werden, um autonome Bewegungen zu erm\u00f6glichen.“<\/em> Es werden auch neue Strategien untersucht, um die Kontrolle und Pr\u00e4zision der Bewegung durch Variation der St\u00e4rke und Richtung des Magnetfelds zu optimieren.<\/p>\n

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Die Fl\u00fcgelstruktur des Monarchfalters wurde dank des Laserschmelzens durch Pulverbettung nachgebildet (Bild: Technische Universit\u00e4t Darmstadt)<\/p><\/div>\n

Die Entwicklung dieser Roboterfl\u00fcgel stellt einen Durchbruch in der bioinspirierten Robotik dar. Gleichzeitig zeigt der 3D-Druck sein Potential f\u00fcr die Schaffung funktioneller Ger\u00e4te, die die Effizienz und Anpassungsf\u00e4higkeit biologischer Systeme nachahmen. Mit zuk\u00fcnftigen Verbesserungen k\u00f6nnte diese Technologie eine Reihe von Sektoren revolutionieren, von Umweltscans bis hin zur Pr\u00e4zisionsmedizin. Weitere Informationen \u00fcber die Forschung finden Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

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*Titelbildnachweis: Technische Universit\u00e4t Darmstadt\u00a0<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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