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Mikrostrukturen auf Oberflächen bestimmen häufig deren physikalische Eigenschaften. Die üblichen Methoden zur Herstellung von mikrostrukturierten Oberflächen wie Fotolithografie sind aber teuer und aufwändig. Daher wird schon lange die schnelle und günstige Methode der Abformung genutzt, um Gegenstände mit Mikrostrukturen herzustellen
[1,2]. Zur Nutzung als Positiv für die Abformung können Oberflächen zum Beispiel mit Fotolithografie hergestellt werden, oder es können mikrostrukturierte Objekte aus der Natur verwenden werden. Mittels Fotolithografie können aber keine gewölbten Oberflächen mit Mikrostrukturen versehen werden und mikrostrukturierte Oberflächen aus der Natur sind meist eher klein. In dieser Arbeit wurde daher nach sehr kleinen mikrostrukturierten Objekten gesucht, die nebeneinander auf eine (auch gewölbte) Oberfläche aufgebracht werden können, um diese anschließend abzuformen. Die besten Resultate ergaben mit Bärlappsporen beschichtete Oberflächen als Positive. Replikate dieser Oberflächen zeigen einen um 30° höheren Kontaktwinkel als das unstrukturierte Material.
Ventilanordnung und Verfahren zum Kühlen eines Wärmetauschers eines Fahrzeugs [Offenlegungsschrift]
(2023)
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung umfassend wenigstens ein durch Gas, insbesondere Luft, durchströmbares Ventilelement (1, 1') mit einer Öffnung, wobei der Öffnung ein Dichtelement zugeordnet ist, mit dem die Öffnung verschließbar und/oder öffenbar ist, wobei das Dichtelement durch einen Dichtflächenbereich eines Plattenelements ausgebildet ist, vorzugsweise eines in zumindest einem möglichen Betriebszustand planen Plattenelements ausgebildet ist, wobei das Dichtelement der Öffnung des wenigstens einen Ventilelements gegenüberliegt und der das Dichtelement bildende Dichtflächenbereich des Plattenelements mittels wenigstens eines Spiralarmes mit einem Randflächenbereich des Plattenelements einstückig und relativ zum Randflächenbereich beweglich verbunden ist und der wenigstens eine Spiralarm von wenigstens einer um den Dichtflächenbereich verlaufenden spiralförmigen und durch Gas durchströmbare Ausnehmung in dem Plattenelement zumindest bereichsweise umgeben ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen eines Wärmetauschers in
einem Fahrzeug.
Die Anwendung des "FullControll GCode Designer" vereinfacht den 3D-Druckprozess, indem er die 3D-Modellierung und den Einsatz eines Slicer-Programms überspringt und stattdessen direkt den G-Code erstellt. Die vorgefertigte Excel-Anwendung ermöglicht es, Objekte durch Angabe der Start- und Zielkoordinaten effizient Linie für Linie mit minimalem Eingabeaufwand zu programmieren, wobei verschiedene Druckparameter angepasst werden können, um unterschiedliche Effekte zu erzielen. In diesem Werk werden die Möglichkeiten und Grenzen des Designers erarbeitet.
Die verholzten Früchte der Art Hakea salicifolia öffnen sich bei Austrocknung, um Samen freizugeben. Der Öffnungsmechanismus könnte als Vorbild für selbstaktuierte Bewegungen von Bauteilen dienen. Um ihn zu verstehen, wird aus µCT-Scans einer getrockneten Frucht ein 3D-Modell generiert und additiv gefertigt, welches nur zwei Gewebetypen, nämlich Leitbündel und umgebendes Gewebe berücksichtigt. Druckprüfungen dieser Prüfkörper zeigen einen anisotropen E-Modul, der auf die Struktur der Leitbündel und den großen E-Modulunterschied der gewählten Materialien zurückzuführen ist. Die erhaltenen Daten sollen zur Verifikation eines FE-Modells herangezogen und dieses an das natürliche Vorbild angepasst werden, um die Öffnung der Früchte nachzuvollziehen.
Reducing Automotive Cooling System Complexity through an Adaptive Biomimetic Air Control Valve
(2024)
Future automotive mobility is predominantly electric. Compared to existing systems, the requirements of subsystems change. Air flow for cooling components is needed predominantly when the car is in rest (i.e., charging) or at slow speeds. So far, actively driven fans consuming power and generating noise are used in this case. Here we propose a passive adaptive system allowing for convection-driven cooling. The developed system is a highly adaptive flat valve derived from the bordered pit. It was developed through an iterative design process including simulations, both structural and thermodynamic. In hardwoods and conifers, bordered pits enable the challenging transport of vertical fluids by locally limiting damage. Depending on the structure, these can close at sudden pressure changes and take the function of valves.
The result of the biomimetic abstraction process is a system-integrative, low-profile valve that is cheap to produce, long-lasting, lightweight, maintenance-free, and noise-free. It allows for the passive switching of air flow generation at the heat exchanger of the cooling between natural convection or an active airstream without the need for complex sensing and control systems. The geometric and material design factors allow for the simple tuning of the valve to the desired switching conditions during the design process.
