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Aluminium – ein Leichtbauwerkstoff

Das Siegermodell flog 7,2 Sekunden und erfüllte alle Vorbedingungen mit Bravur.

Das hellsilbrig glänzende Aluminium ist heute einer der wichtigsten metallischen Werkstoffe – eines der bekanntesten Produkte ist wahrscheinlich die Konservendose, die sich in jedem Haushalt finden lässt. Die rund 80 Erstsemester des Maschinenbaus sollten in ihrem ersten Projekt aus diesem metallischen Werkstoff ein Flugmodell bauen. Dabei lernten sie nicht nur diesen Werkstoff kennen, sondern auch technische Fragen zum Thema Leichtbau und Strömungswiderstände zu beantworten. Von der Berechnung bis zur Umsetzung entstanden die verschiedensten Konstruktionslösungen, die innerhalb des Erstsemesterprojekts an der Fakultät für Technik am 21. Dezember im Rahmen eines Wettbewerbs vorgestellt wurden.

Ziel dieses hochschulinternen Projekts war die Konstruktion eines flugfähigen Objektes, das komplett aus Aluminium hergestellt werden und eine möglichst lange Flugdauer erzielen sollte. Das Flugmodell war an Rahmenbedingungen gebunden. So sollte das Gewicht nicht mehr wie ein Kilogramm betragen und die Größe war auf 500 x 500 x 500 mm³ begrenzt. Außer Klebstoff war kein weiteres Material erlaubt. So mussten die Antriebe, ebenfalls aus Aluminium gefertigt werden und mussten zusätzlich für eine Nutzlast ausgelegt werden – es galt eine M10-Mutter zu transportieren. Die Modelle waren inspiriert durch verschiedenste Vorbilder aus der Technik, der Natur und auch dem Sport. So orientierten die Flugobjekte sich an Fallschirmen, Rotoren und Fluggleitern oder Frisbee-Scheiben. Aus der Natur wurde die Flugfähigkeit der Ahornflugsamen nachgeahmt, um ein flugfähiges Modell zu bauen. Der Wettbewerb, dem sich die 17 Studierenden-Teams stellen musste, prämierte die technische Lösung mit der längsten Flugdauer unter Einhaltung der Rahmenbedingungen.

„Kommunikation im Team ist enorm wichtig. Wir lernten wie wichtig es ist, klare und erreichbare Ziele zu erarbeiten. Sinnvolle Absprachen, an die sich alle halten und durchdachte Planung bringt Zeitersparnis. Diese Erkenntnisse nehme ich aus diesem ersten Projekt mit.“ Gregor Kühn, Maschinenbau/Produktentwicklung.

„Ich war erstaunt, wie aufwendig es ist, eine vernünftige Recherche durchzuführen und wie viel Zeit die Gruppentreffen in Anspruch genommen haben. In unserer Gruppe ging es sehr harmonisch zu und so konnten wir konstruktiv arbeiten. Das Erstsemesterprojekt hat mich in meinem Berufswunsch bestätigt.“ Jessica Seckinger, Maschinenbau/Produktentwicklung

Betreut wurden das Erstsemesterprojekt von den Professoren Dr.-Ing. Reiner Bührer, Dr.-Ing. Gerhard Frey und Dr.-Ing. Matthias Golle sowie Laboringenieur Dr.-Ing. Andreas Baum.

Mit Spannung erwarten wir weitere tolle Ideen – spätestens zum Ende des Sommersemesters 2018.

 

Hintergrund:

Themenschwerpunkt Leichtbauwerkstoff Aluminium Aluminium gilt als junges Metall, obwohl es das am häufigsten Metall ist und das dritthäufigste Element, das in der Erdkruste vorkommt. Es ist ein chemisches Element, wird mit AL abgekürzt, gehört zu Borgruppe und zu den Leichtbaumetallen. Entdeckt wurde Aluminium schon im frühen 19. Jahrhundert, aber erst im frühen 20. Jahrhundert setzte die industrielle Massenproduktion ein und wird heute in vielen verschiedenen Bereichen genutzt. Seine guten mechanischen und chemischen Eigenschaften, sein geringes Gewicht machen es zu einem sehr vorteilhaften Werkstoff, insbesondere als Leichtbau-Werkstoff. Der Metall-Leichtbau ist im Maschinenbau fest etabliert und weist innovative Entwicklungen und Weiterentwicklungen auf. Auch an der Hochschule Pforzheim gibt es weitreichende Forschungsarbeiten zum Thema Leichtbau, insbesondere zu Metallschäumen. Neben der Erforschung, Entwicklung und Erprobung neuer Materialien und Techniken, pflegen die Wissenschaftler einen engen Kontakt zur Industrie, denn die Ergebnisse um neue Werkstoffe und Verfahren müssen industriell einsetzbar gemacht werden. Die Studierenden im ersten Semester nahmen sich intensiv dem Thema an, in Leichtbauweise ein Flugobjekt zu bauen.

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