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title: "Biomimikry hebt ab mit der 3D-gedruckten BionicBee"
url: https://www.voxelmatters.com/de/biomimikry-hebt-ab-mit-der-3d-gedruckten-bionicbee/
date: 2025-08-18
modified: 2025-08-17
lang: de
author: "Tess Boissonneault"
description: "Menschen interessieren sich seit langem für Biomimikry als Ansatz zur Entwicklung effizienterer Materialien und Systeme. Während einige frühe Versuche nicht so erfolgreich waren – wie beispielsweise Da Vincis von Vögeln..."
categories:
  - "Drohnen/UAV"
  - "Fallstudien"
  - "Forschung und Lehre"
  - "Robotertechnik"
tags:
  - "Featured"
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# Biomimikry hebt ab mit der 3D-gedruckten BionicBee

Menschen interessieren sich seit langem für Biomimikry als Ansatz zur Entwicklung effizienterer Materialien und Systeme. Während einige frühe Versuche nicht so erfolgreich waren – wie beispielsweise Da Vincis von Vögeln inspirierte Flugmaschine für Menschen –, waren andere bahnbrechend. Dies gilt auch für die BionicBee, ein von dem Automatisierungsspezialisten Festo entwickeltes Miniaturflugobjekt.

Die BionicBee ist ein Mikroflugzeug, das sich durch seine Autonomie sowie seine Fähigkeit auszeichnet, enge, komplexe Räume zu navigieren und als Teil eines Schwarms betrieben zu werden. Mit einer Spannweite von 240 Millimetern und einem Gewicht von nur 34 Gramm ist das Flugobjekt derzeit das kleinste Flugobjekt im Bionic Learning Network von Festo. Diese Leistung war mit einigen Herausforderungen verbunden, konnte aber letztendlich dank der [FDR-Technologie (Fine Detail Resolution) von EOS](https://www.voxelmatters.com/unlocking-new-levels-of-precision-with-eos-fine-detail-resolution-fdr/) realisiert werden.

## Konzeption der BionicBee

„Die BionicBee entstand aus dem Bionic Learning Network von Festo, das sich mit naturinspirierten technischen Lösungen für reale Herausforderungen befasst“, erklärte Mattias Speckle. „In diesem Fall ging es darum, den autonomen Flug neu zu überdenken, indem wir die außergewöhnliche Beweglichkeit und Effizienz einer Biene in der Natur untersuchten.“

[![3D printed BionicBee EOS Festo](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_grafik_geometrie_de.jpg)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_grafik_geometrie_de.jpg)

Bienen haben eine einzigartige Art zu fliegen, die es ihnen ermöglicht, sich schnell zwischen Blumen zu bewegen, um Nektar und Pollen zu sammeln. Ihre Bewegung zeichnet sich durch kurze, schnelle Flügelschläge und eine Drehung der Flügel aus. In Kombination mit starken Flugmuskeln bedeutet dies, dass Bienen mit relativ kleinen Flügeln im Vergleich zu ihrer Körpergröße effizient fliegen können.

„Anstatt eine herkömmliche Drohne zu entwickeln, machte sich das Team daran, ein Mikroflugzeug zu entwerfen, das die leichte, hochmanövrierfähige Struktur einer Biene nachahmt – mit dem Ziel, Schwarmverhalten für Anwendungen in komplexen Umgebungen zu ermöglichen“, fuhr Mattias fort. „Das Projekt war auch eine Möglichkeit, die Grenzen des Designs und der Fertigung zu erweitern, um zu zeigen, was möglich ist, wenn biologische Prinzipien auf fortschrittliche Technik treffen.“

## Die richtige Lösung finden

Bei der Entwicklung des autonomen Mikroflugobjekts musste das Festo-Team die richtige Balance zwischen einer kleinen, leichten Struktur und der Gewährleistung von Haltbarkeit und Funktionalität finden. Das Team musste außerdem eine Struktur entwickeln, die kompakt bleibt und dennoch mehrere Komponenten beherbergen kann, darunter einen bürstenlosen Motor, drei Servomotoren, ein Getriebe, eine Batterie und mehrere Leiterplatten.

Es überrascht nicht, dass die additive Fertigung für Festo bei der Entwicklung der BionicBee schnell zur naheliegenden Lösung wurde. „Schon sehr früh im Entwicklungsprozess wurde klar, dass die additive Fertigung unverzichtbar sein würde“, fügte Mattias hinzu. „Die Designanforderungen der BionicBee – ein ultraleichter und dennoch robuster Rahmen mit extrem feinen, komplexen Geometrien – konnten mit herkömmlichen Fertigungsmethoden einfach nicht erfüllt werden. Die Notwendigkeit, mehrere elektronische Komponenten in einem unglaublich kleinen, leichten Gehäuse unterzubringen, erforderte eine optimierte Gitterstruktur, die ohne AM nahezu unmöglich herzustellen gewesen wäre.“

Zu Beginn hatte das Team jedoch Schwierigkeiten, mit herkömmlichem selektivem Lasersintern (SLS) die richtigen Werte in Bezug auf Festigkeit, Flexibilität und Auflösung zu erreichen. „Herkömmliches SLS konnte einfach nicht die ultradünnen, hochauflösenden Strukturen liefern, die erforderlich waren, um ein minimales Gewicht mit ausreichender Festigkeit in Einklang zu bringen. Diese Einschränkungen machten deutlich, dass eine andere Lösung erforderlich war“, sagten sie.

[![3D printed BionicBee EOS Festo](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_L1010948_Overlay.png)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_L1010948_Overlay.png)

Die Lösung kam in Form der [FORMIGA P 110 FDR](https://www.eos.info/polymer-solutions/polymer-printers/formiga-p-110-fdr)-Maschine von EOS, die auf der Fine Detail Resolution-Technologie des Unternehmens basiert. Der pulverbasierte Polymer-3D-Drucker ist mit einem CO-Laser ausgestattet, der sich durch einen ultrafeinen Strahl (halb so dick wie bei einem Standard-SLS) auszeichnet und es ermöglicht, stabile Nylonkomponenten mit einer Maßgenauigkeit von +/- 40 µm und einer Mindestwandstärke von 0,22 mm zu drucken.

## Den Schwarm zum Leben erwecken

Durch die enge Zusammenarbeit mit dem österreichischen Fertigungspartner 1zu1 und den Einsatz der FDR-Lösung von EOS gelang es Festo schließlich, den Rahmen für die BionicBee erfolgreich zu drucken und dabei alle erforderlichen Standards in Bezug auf Festigkeit, Kapazität und minimales Gewicht zu erfüllen.

Der Rahmen des Flugobjekts wurde aus PA 1101 3D-gedruckt, einem aus Rizinusöl gewonnenen Nylon, das für seine hohe Schlagfestigkeit und thermische Stabilität bekannt ist. Das Festo Bionic Team optimierte die Struktur außerdem mithilfe algorithmischer Modellierung, wodurch das Gewicht des Teils ohne Leistungseinbußen um beeindruckende 85 % von 20 auf nur 3 Gramm reduziert werden konnte.

[![3D printed BionicBee EOS Festo](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_graphic_degreesoffreedom_en.png)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/08/BionicBee_graphic_degreesoffreedom_en.png)Darüber hinaus ermöglichte der Einsatz der additiven Fertigung bei der Entwicklung des Projekts dem Team von Festo, die Fristen einzuhalten und verschiedene Versionen des Rahmens des Flugobjekts zu testen, ohne die Vorlaufzeiten zu verlängern. „Der 3D-Druck ermöglichte schnelle Iterationszyklen, was angesichts des engen Projektzeitplans von entscheidender Bedeutung war“, sagte Mattias. „Von Anfang an sah Festo AM nicht nur als Option, sondern als Wegbereiter für das gesamte Konzept.“

Letztendlich ist es Festo gelungen, ein von Bienen inspiriertes Mikroflugobjekt zu entwickeln, das mit einer Frequenz von 15 bis 20 Hertz mit den Flügeln schlagen kann und über vier Freiheitsgrade beim Flügelschlag verfügt. Dadurch kann das Flugobjekt enge Räume manövrieren und agil in einem Schwarm fliegen – was Festo mit einem synchronisierten Schwarm von 20 Einheiten demonstriert hat.

„BionicBee ist zu einem Vorzeigeprojekt dafür geworden, was mit hochauflösendem AM im Leichtbau möglich ist“, fügte Mattias hinzu. „Der Erfolg dieses Projekts eröffnet viele weitere Möglichkeiten – von fortschrittlicher Luftrobotik und Mikroflugobjekten bis hin zu allen Anwendungen, bei denen Gewichtsreduzierung, komplexe Strukturen und schnelle Iteration entscheidend sind. Insbesondere die demonstrierte Fähigkeit, das Gewicht des Rahmens um 85 % zu reduzieren und gleichzeitig die strukturelle Integrität zu erhalten, deutet auf ein enormes Potenzial für andere Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und sogar der Medizin hin, die präzise, langlebige und ultraleichte Komponenten erfordern.

„Die Zusammenarbeit hat auch gezeigt, wie AM die Entwicklungszeiten verkürzen kann, was es für innovationsorientierte Branchen attraktiv macht, die schnell vom Konzept zum funktionsfähigen Prototyp und zur Produktion übergehen möchten.“