Aufgabe und Lehrinhalt des Seminars bestand in der Auseinandersetzung mit den Methoden SKO (Soft Kill Option) und FEM (Finite Elemente Methode) als Möglichkeit zur computergestützten Gestaltung und Optimierung von Bauteilen. Bei diesem Prinzip der Gestaltung ist es möglich, Material nur dort zu konzentrieren, wo es benötigt wird: An Orten und in Zonen, durch die Kraftlinien vorlaufen zur Gewährleistung von Stabilität und Funktion des Bauteils. Als Orientierung dienten Strukturen aus der Natur, wie sie vom Aufbau von Pflanzen und Knochen bekannt sind.
Da die zu erwartenden Gitter- und Netzstrukturen auf linear funktionierenden, analogen Werkzeugmaschinen nicht realisierbar sind, wurden als Umsetzung der Exponate generative Verfahren anvisiert. Neben dem Erleben und der Reflektion einer systembedingten unkonventionellen Ästhetik konnte auch unmittelbar das Potenzial von ressourcenschonendem Umgang mit Material verglichen und nachvollzogen werden. Die 16 studentischen Projektteilnehmer*innen entwickelten jede*r für sich ein Beispiel mit dem Ziel der Tauglichkeit für eine exemplarische Umsetzung.
Das Ergebnis von der Studentin Anuschka Heep zeigt sämtliche Schritte bis zur Realisierung eines Funktionsmusters. Konkret ging es um einen Steigbügel der im Pferderennsport zum Einsatz kommt. Hier darf der Jockey während des Rennens einschließlich Ausrüstung maximal 56 kg wiegen. Die Steigbügel fungieren als zentrales Bindeglied zwischen Reiter und Pferd. Die dynamische Belastung ist sehr hoch, da Jockeys während des Ritts im Sattel stehen. Die Grundform des neuen Steigbügels wurde von der Möbius-Schleife abgeleitet. Durch die Drehung innerhalb der Form wird optimaler Halt für den Fuß erreicht. Auch im Fall eines Sturzes bleibt der Fuß nicht im Steigbügel stecken sondern wird aus ihm heraus geleitet. Eine Optimierung der Möbius-Form wurde in Anlehnung an die Bionik durch Berechnung Kräfteströmungen erreicht. Die Reduktion von überschüssigem Material an Berechneten Stellen und der Einsatz einer Gitterstruktur im Inneren der Form senken das Gewicht erheblich. Durch das Sintern mit dem Material „Ergal“, einer extrem leichten, hochfesten Alu-Legierung, erreicht der Renn-Steigbügel so das kleinstmögliche Gewicht bei größtmöglicher Festigkeit und Sicherheit.
Mit freundlicher Unterstützung der Zentralwerkstatt der DLR in Porz wurden dort je ein linker und rechter Steigbügel im Lasersinterverfahren realisiert. Die Studentin Anuschka Heep reichte ihr Ergebnis des Seminars bei der 3D Pioneers Challenge ein. Erfreulicher Weise wurde ider Steigbügel unter die Finalisten der 30 besten Einreichungen aus 17 Ländern gewählt und auf der Messe RapidTech + FabCon 3D in Erfurt ausgestellt. Im Anschluss wurden die Exponate der Finalisten auf einer Roadshow gezeigt. Die erste Präsentation fand auf dieser Tour im Deutschen Bundestag im Paul-Löbe-Haus statt.
