Scharfe Zähne - gewetzte Messer (Teil 2)

Was sich die Technik von der Natur abschaut ( Teil 2)

Stabil wie Zähne und Astgabeln

Früher haben Bauingenieure Winkel und Kerben mit einem Viertelkreis abgerundet. An solchen " Ingenieurskerben" entstanden unter Zug aber gefährliche Spannungen. An Zähnen, Knochen und Bäumen findet man hingegen eine spezielle Form, die wegweisende Impulse für die Ingenieurskunst gesetzt hat:  Das Zugdreieck. An Astgabeln kann man besonders anschaulich nachvollziehen, wie die Natur die sogenannte Kerbspannung vermindert. Bäume lagern dort so lange Material an, bis sich die Spannungen gleichmäßig über die Oberfläche verteilen. Die innere Kurve einer Astgabel setzt sich aus Zugdreiecke  zusammen. Natürliche Zugdreiecke sind leicht nachzubauen: Man kann sie ganz einfach aus jeweils drei Dreiecken konstruieren. Wenn man eine Kerbe mit der Zugdreieck-Methode überbrückt, verteilt sich die Spannung bestmöglich auf der Oberfläche. Das Bauteil ist viel stabiler.

Nach diesem Prinzip wurden auch die bionische Schrauben entwickelt, deren umlaufende Kerbe am Gewinde abgerundet ist.  Diese Schrauben kommen besonders in der Orthopädie zum Einsatz, beispielsweise bei Wirbelsäulenoperationen:

Sie bleiben nach einer Operation im Körper und sollen mehr als zehnmal länger halten als herkömmliche Schrauben. Auch Anbieter von Zahntechnik werben mit Schrauben, die nach dem bionischen Prinzip hergestellt wurden. 

(3. Teil nächste Woche)

Quelle ( BZB März 2018)