Verankerungsmethode für ein Multitool, basierend auf der Muschel Scaphopoda (Elefantenzähne)


Die Firma Mercatronics hat mit Hilfe von Bionik in KMU eine Subtraktive und Additive Multi Tool Werkzeugwechselvorrichtung (SAMT) entwickelt.

Der neuen Produktidee Subtraktiven und Additiven Multi Tool Werkzeugwechselvorrichtung (SAMT) liegt zugrunde, mehrere Bearbeitungsverfahren (3D Druck, spanende Bearbeitung, Lasergravur, Dispensen, SMD Bestückung) vollautomatisiert miteinander zu kombinieren. Damit wird dem aktuellen Marktbedarf in KMU und bei privaten Anwendern entsprochen. Das Bionik in KMU SAMT-Projekt ist der Ausgangspunkt für ein erstmals eigenes Produktportfolios (Fertigung in Kleinserie) der Mercatronics GmbH.


Das technologische Bionik-Hauptaugenmerk bei SAMT bezog sich auf die bionisch inspirierte Entwicklung eines Werkzeugwechslers mit Koppelmechanismus für die Energie- und Datenübertragung. Biologisches Vorbild war dabei der Verankerungsmechanismus von Dentalium dentalis (Kahnfüßer). Der Kahnfüßer (Abbildung 1) ist ein Weichtier (Mollusken), und lebt meist auf sandig weichem Boden. Zur Lokomotion verankern sich die Tiere mithilfe ihres Fußes im Boden. Durch Retraktion des Fußes ist der Kahnfüßer in der Lage, seine Schale Stück für Stück weiter in den Boden zu graben. Auf diese Art können sich die Tiere vor Umwelteinflüssen schützen.

In mehreren Tests konnte die Robustheit, Wiederholgenauigkeit und Ausfallsicherheit der neuen Werkzeugwechselvorrichtung unter Beweis gestellt werden, Abbildung 2.

Zur Überprüfung der Umsetzbarkeit des beschriebenen Kopplungsprinzips wurde einen Funktionsdemonstrator im Rapid-Prototyping-Verfahren angefertigt. Abbildung 3 zeigt den Demonstrator mit und ohne Kopplung zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeug.

Die Bionik Teilnahme bringt Mercatronics eine sehr gute Ausgangsbasis für die zwischenzeitlich in Stufe 5 erfolgreich abgeschlossene Prototypenentwicklung.

Erfolgreich heißt, dass wir im Rahmen des Bionik-Projektes zusammen mit der Westfälischen Hochschule, Campus Bocholt, eine im Grunde einfache aber sehr effiziente, sprich bionisch inspirierte Greiftechnik als zentrales Element in dem Neuprodukt entwickeln konnten.

Die Zusammenarbeit zwischen den WHS- (die wiederum mit ihren niederländischen Kollegen) und den Mercatronics-Bionikern hat zu den gewünschten Lösungen geführt.


Die Zusammenarbeit mit den BiK-Bionikern soll nach Möglichkeit in weiteren Umsetzungsprojekten fortgeführt werden.

Auf der Basis des Bionik in KMU-Projektes ist die Mercatronics GmbH in die Lage versetzt worden, erstmals ein eigenes Produkt auf den Markt bringen und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit deutlich stärken zu können.

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10 Februar 2020

INTERREG

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