Ein Lehrstuhl stellt sich vor
Ein Lehrstuhl stellt sich vor
Am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik werden unter der Leitung von Prof. Dr. Karl-H. Grote methodische Vorgehensweisen bei der Produktentwicklung erforscht und gelehrt. Der Ausbildungsschwerpunkt liegt auf der Vermittlung von Kenntnissen zur Entwicklung unterschiedlicher Produkte und deren anforderungsgerechte Gestaltung.
Was auf den ersten Blick recht theoretisch und einseitig wirkt, stellt sich bei genauer Betrachtung als attraktives Arbeitsgebiet heraus. Da die Produkte im Laufe ihrer Nutzungsdauer einer Vielzahl von Anforderungen gerecht werden müssen, sind alle diese Bedingungen, bis hin zur späteren Entsorgung, bei der Entwicklung zu berücksichtigen. Auch die gesetzlich einzuhaltenden Vorschriften verlangen nach gewissenhaftem, systematischem Arbeiten.
Mit Hilfe der erarbeiteten Regeln und Richtlinien sind die Möglichkeiten gegeben, koordiniert zu erfolgreichen Arbeitsergebnissen zu gelangen. Durch eine systematische Analyse der Anforderungen, die Ableitung von Wirkstrukturen und die anschließende Erarbeitung von Lösungsvarianten können alle potentiellen Möglichkeiten zur Umsetzung gefunden werden. Bewertungskriterien helfen, die Wege der Ergebnisfindung transparent zu gestalten und den Verlauf der Projektbearbeitung nachvollziehbar zu machen.
Rechner simuliert
Der Einsatz von CAD (Computer Aided Design) im methodischen Arbeitsablauf bezieht sich heutzutage nicht mehr nur auf die zweidimensionale Zeichnungserstellung, sondern unterstützt den Konstrukteur in allen Phasen der Entwicklung. Bereits die ersten Konzepte werden mit Hilfe des Rechners und entsprechender Software so aufbereitet, daß keine Informationen verlorengehen. Lösungsvarianten werden schnell und genau projektiert. Funktionen und Eigenschaften künftiger Bauteile lassen sich simulieren. Sie geben Auskunft über die Realisierbarkeit der Vorschläge.
Aufgrund immer leistungsfähigerer Computer und Software halten realitätsnahe Darstellungsformen Einzug in den Alltag der Produktentwicklung. Allerdings vermitteln derartige photorealistische Darstellungen nur einen begrenzten Eindruck vom realen Bauteil.
Die Wahrnehmung der räumlichen Verhältnisse, der Oberflächenstruktur oder der Ergonomie ist nur bedingt am Rechner zu simulieren. Um die Lücke zwischen Computermodell und gegenständlicher Beschreibung zu schließen, stehen verschiedene Technologien wie beispielsweise das „Rapid Prototyping“ zur Verfügung. Es bezeichnet Verfahren, die in der Lage sind – ausgehend von den CAD-Modellen des Rechners – schnell qualitativ hochwertige Prototypen zu fertigen. Diese Modelle dienen dem Konstrukteur zur Prüfung seiner Anforderungen, zur Darstellung seiner Arbeitsergebnisse und als Vorlage für anschließende Arbeitsschritte.
Darüber hinaus bietet die Analyse der Überarbeitung vorhandener Produkte aufgrund veränderter Anforderungen und Nachfrage vielfältige Ansätze für methodische Arbeitsweisen mit Hilfe moderner Technologien. Ein 3D-Scanner und entsprechende Software gestatten, die Bauformen vorhandener Produkte zu erfassen. Nach diesem sogenannten dreidimensionalen Digitalisieren liegen die Oberflächenkonturen der Objekte als rechnerinterne Datenmodelle vor. Mit Hilfe komfortabler CAD-Programme werden die Daten im Anschluß bearbeitet. Vom Konstrukteur müssen die Bauteilgeometrien nun nicht mehr aufwendig in den Rechner eingegeben werden.
Da allerdings die beschriebenen Techniken noch eine Reihe von Mängeln aufweisen, ist intensive Forschungsarbeit zu leisten, um sowohl die Verfahren als auch die Arbeitsweisen zu optimieren. Deshalb werden an praxisnahen Anwendungen die Einsatzbedingungen getestet.
Am Institut für Maschinenkonstruktion/Konstruktionstechnik stehen leistungsfähige Rechner mit der 3D-CAD-Software, eine Rapid-Prototyping-Anlage (Laminated Object Manufacturing LOM) sowie ein 3D-Scanner zur Verfügung. Durch die Zusammenarbeit mit Unternehmen der Region, aber auch bundesweit sowie im Ausland konnten die Forschungsergebnisse erfolgreich in der Entwicklung innovativer Produkte umgesetzt werden.