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Konstruktionsseminar - "Reales Produkt" -Konstruieren wie ein Profi

Regelmäßig zum Ende eines jeden Semesters laden die Studierenden des sechsten Semesters des Bachelorstudiengangs Maschinenbau/Produktentwicklung zur Abschlusspräsentation des Konstruktionsseminars ein. Am Mittwoch, 16. Januar 2018, wurde über zwei komplexe Aufgabenstellungen referiert.

Erste Versuche, Wasser zu filtern, um die Trinkwasserqualität zu verbessern, gehen bis in das 17. Jahrhundert zurück. Mit der Entwicklung der Mikroskopie gelangte man allmählich zu einem Verständnis über Krankheiten, die durch Wasser übertragen werden. Heute ist es unvorstellbar, kein sauberes Wasser zur Verfügung zu haben. Der morgendliche Kaffee oder Tee ist eine Selbstverständlichkeit, genau wie sauberes Wasser für die Körperpflege und Wasser für alle Bereiche des Haushalts. Reines Wasser ist auch in Industrie und Reinigung von zentraler Bedeutung. Selbst in wasserreichen Gebieten kann durch z. B. extreme Wetterlagen das Wasser knapp werden. Heutzutage werden in der Regel Nitrat- oder Arzneimittelverunreinigungen, Mikroplastik, Giftstoffe, Bakterien oder Viren aus dem Wasser gefiltert. Deshalb nicht verwunderlich, dass die Wasseraufbereitung eine der wichtigen Aufgaben unserer Zeit ist. Damit lautete die Aufgabe für die Studierenden in diesem Semester, ein Tischgerät zur Wasseraufbereitung zu konstruieren, das z. B. für die Trinkwasseraufbereitung in Regionen mit schlechtem oder ohne Leitungswasser eingesetzt werden könnte. Sie haben in einem ersten Schritt das Verfahren der Umkehrosmose und den Stand der Technik beschrieben bzw. analysiert. Der zweite Schritt legte den Verwendungszweck fest, aus dem das Konstruktionsziel definiert wurde. Daraus wurde die Spezifikation, das sog. Lastenheft des neuen Geräts erstellt. Aufgeteilt in fünf Entwicklungsteams wurde eine funktionsfähige Umkehrosmoseanlage mit dem Namen „H2GO“ konstruiert, die für 600 Euro produzierbar wäre, ein Gesamtgewicht von 20 Kilogramm aufweist und 850 Liter Trinkwasser am Tag produzieren könnte. Stolz zeigte sich Betreuer Dr.-Ing. Stephan Wild: „Die Studierenden habe sich nicht geschont. Sie haben ein super Ergebnis erarbeitet inklusive eines Demonstrators. Die einzelnen Teams haben toll miteinander harmonisiert. Danke an die Gruppe.“

„Einen Entwicklungsprozess von Grund auf mitzugestalten, zu erleben, wie die Zusammenarbeit in der Gruppe und mit den anderen Teams Gestalt annimmt, war sehr sehr lehrreich“, resümiert Christoph Brenner, 7. Semester.

 

Die Start-Stop-Funktionalität ist beim Personenwagen durchgängig in Serie. Fällt die Drehzahl unter ein appliziertes Level, so schaltet der Verbrennungsmotor aus. Tritt der Fahrer die Kupplung, so wird der Motor über den Starter wieder in Gang gesetzt. Diese Funktionalität erspart Kraftstoff und verbessert somit den Abgasausstoß.
Beim Nutzfahrzeug, das verglichen zum Personenwagen eine weit höhere Lebensdauer hat, ist der Einsatz der Start – Stop – Funktionalität bislang noch nicht in Serie. Zurzeit arbeitet man am Starter an der Darstellung der geforderten Lebensdauer.
In enger Zusammenarbeit mit der Firma SEG Automotive Germany GmbH, Stuttgart, wurde das Thema im Seminar für Produktentwicklung und einer parallel dazu laufenden interdisziplinären Arbeit behandelt.
Das Ziel war, das Problem mit einer systematischen Entwicklungsmethodik grundlegend zu erfassen, um nach der Abstraktion des komplexen Gesamtsystems Lösungsvorschläge erarbeiten zu können. In einer theoretischen Betrachtung wurden am Starter zunächst potenzielle Schwachstellen identifiziert (Analyse potenzieller Probleme). Diese wurden von den Experten von SEG und durch eine von den Studierenden anschließend durchgeführten Befundung von Feldware bestätigt. Darauf basierend wurden Lösungsansätze erarbeitet. Dr. Matthias Cwik, Gruppenleiter bei SEG, zeigt sich mehr als zufrieden, „Großes Lob an die Studierenden. Es hat uns sehr beeindruckt, mit welcher Präzision relevante Schwachstellen gefunden wurden. Die erarbeiteten Lösungsansätze sind absolut zielführend. Nicht unerwähnt soll bleiben, dass Lösungsansätze vorgestellt wurden, die für uns selbst neue Perspektiven eröffnen.“ Auch Professor Rainer Häberer war voller Lob für seine Studierende: „Das Thema war sehr schwierig und äußerst komplex. Ich wurde im Laufe der Untersuchung selbst von der Komplexität überrascht. Umso mehr bin ich stolz auf meine Studierenden, die sich zur Höchstleistung haben führen lassen und dabei den Spaß und die gute Laune nicht verloren haben.“

„Wir hatten eine Aufgabenstellung, die aus der Praxis kam, und das hat uns sehr viel Auftrieb gegeben. Herauskam ein Ergebnis, das einen Beitrag in der „echten“ Welt leisten kann. Darauf sind wir stolz. Bedanken möchten wir uns bei der Firma SEG und bei Herrn Häberer. Zusammen haben sie uns optimale Hilfestellung gegeben und unsere Motivation angetrieben“, freuen sich die Studierenden Marie-Christin Braun, 5. Semester und Fabio Maroszek, 7. Semester.

Hintergrund:
Das Seminar, das über ein Semester läuft, hat das Ziel, mit den zukünftigen Ingenieuren bereits an der Hochschule anhand einer anspruchsvollen, praxisnahen Aufgabenstellung den späteren Alltag zu proben. Dabei müssen die Studierenden das bisher im Studium erlernte Wissen selbstständig zur Anwendung bringen. In mehreren Kleingruppen wird ein gemeinsames Thema mit zahlreichen Schnittstellen im Team erarbeitet. Betreut werden die Studierenden auf hohem abstraktem Niveau und praxisnah angeleitet. Dies fördert die Selbstständigkeit, die Kreativität sowie die soziale und fachliche Kompetenz.