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„Der Gesellschaft einen Dienst erweisen“

SCOPE: Anfang der 90er Jahre haben Sie mit der Computer Aided Optimization (CAO) und der Soft Kill Option (SKO) Verfahren entwickelt, die mit Hilfe der Finiten Element Methode das Wachstum von Bäumen bzw. Knochen nachahmen und deren natürliche Festigkeits- bzw. Gewichtsoptimierung auf mechanischen Bauteile übertragbar machen. Wie haben sich diese Verfahren seit dieser Zeit entwickelt und wo stehen sie heute?

Mattheck: Die Methoden werden nach wie vor von der Großindustrie eingesetzt, insbesondere im Automobilbau. Allerdings wird meines Wissens aus Zeitgründen selbst in Unternehmen, in denen unsere Software vorhanden ist, diese nicht immer und überall eingesetzt, wo es denkbar wäre. Trotz aller Vorteile gegenüber den mathematischen Optimierungsstrategien erfordern FEM-gestützten Methoden wie CAO und SKO immer noch einen gewissen Aufwand.

SCOPE: Sie arbeiten derzeit daran CAO und SKO zu vereinfachen. Taschenrechnerverfahren für spezielle Konstruktionsfälle existieren bereits. Warum gerade jetzt eine Vereinfachung, wo doch FEM selbst von Mittelständlern genutzt und Rechenleistung immer erschwinglicher wird?

Mattheck: Die Manpower ist nach wie vor das Problem. Strukturerstellung als FE-Modell, Spannungsanalyse, Optimierung, Ergebnisdarstellung, Verifikationsrechnung. Das kostet. Hinzu kommen die Leasing-Raten der Software Häuser, die bei kleinen Büros kräftig zu Buche schlagen. Das gilt auch für das Budget meiner Abteilung. Ich habe die nicht unrealistische Vision, dass man irgendwann in CAD die optimale Kerbform einfach anklickt, und fertig. CAO ist für viele Fälle bereits durch FEM-freie Methoden, die auch die Bäume als Lehrmeister haben, ersetzt. Die genauen Zusammenhänge habe ich in meinem Buch „Warum alles kaputt geht“ erläutert.

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SCOPE: In Ihrer jüngsten Arbeit beschreiben sie 45 Grad Verzweigungen wie sie bei Wurzeln, Blattadern oder Vogelfedern beobachtet werden können als Schubkiller. Was bedeutet das und welche technischen Probleme könnten damit gelöst werden?

Mattheck: Überall, wo Pull Out-Kräfte durch die Scherfestigkeiten der Ankermatrix nicht zu bewältigen sind, kann die Verzweigung meist helfen, höhere Ausreißkräfte zu bewirken. Die Zugfestigkeit der Verzweigung hilft der zu geringen Scherfestigkeit. Optimal ist es wohl, wenn die kritische Zugkraft der Verzweigungselemente gleich der jeweiligen Ausreißkraft ist, wenn also Zug- und Scherfestigkeit zugleich erreicht werden. Dann ist alles voll ausgereizt.

SCOPE: Sie publizieren Ihre Forschungsergebnisse gern in Form selbstgezeichneter Bildergeschichten und verzichten im Rahmen einer „gesprochenen Mechanik“ soweit wie möglich auf Formeln. Ist die Lücke zwischen den Ingenieurwissenschaften und dem praktischen Alltag eines Ingenieurs inzwischen so groß, dass Sie zu solchen Mitteln greifen müssen?

Mattheck: Der Verkaufserfolg meiner Bücher quer durch alle mechanisch tangierten Bevölkerungsschichten deutet darauf hin. Der Schadensfall sitzt jedem im Nacken und zumindest die groben Fälle kann man einfach durch den „klinischen Blick“ des Schadenskundlers vermeiden. Das bedeutet, dass man ein Bauteil betrachtet und Kraftflüsse „sieht“, dass Dinge in der Sprache der Formen zu „reden“ vermögen.

SCOPE: Ihre Verfahren übertragen Konstruktionsprinzipien der Natur in die Technik, sind also im klassischen Sinn der Bionik zuzurechnen. Über Bionik wird zwar viel geschrieben, dennoch sind nach wie vor nur wenig konkrete, wirtschaftlich verwertbare Produkte auf dem Markt zu finden. Woran liegt das nach Ihrer Meinung?

Mattheck: Multidisziplinäres Arbeiten wie im Falle der Bionik erfordert vertieftes Wissen auf sich überlappenden Gebieten. Dabei besteht das Risiko, dass sich eine im Grunde gute Idee nicht technisch-ökonomisch umsetzen lässt. Jeder Bioniker sollte sich zuerst fragen, ob er mit seinem Vorhaben der Gesellschaft einen Dienst erweisen kann, ob er sie damit ein Stück voranbringt. Das gilt meines Erachtens übrigens für jeden Forscher, der mit öffentlichen Mitteln bezahlt wird.

SCOPE: Sie zählen zu den wenigen auch der Allgemeinheit bekannten Vertretern des deutschen Ingenieurwesens – obwohl Sie von zu Hause aus Physiker sind. Die meisten großen deutschen Ingenieure scheinen sich jedoch geradezu in der Anonymität zu verstecken. Was empfehlen Sie diesen Kollegen?

Mattheck: Ich verstehe meine Vorträge, auch 5-tägige Marathonvorträge, als Dienst an den Hörern. Man könnte meinen, das Dienen sei nicht mehr so beliebt in einer durch Individualisierung zerfallenden Gesellschaft. Aber vielleicht fühlen meine Hörer, dass ich gerne ihr Knecht bin, der keinen Aufwand scheut, damit die Botschaft sie erreicht. Und wer selbst nicht begeistert ist, wie sollte der dann andere begeistern können. So wie mir Schillers Balladen auch heute noch in die Knochen fahren, weil dieser beim Schreiben höchstwahrscheinlich selbst geglüht hat.

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