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Teamgeist & Wettbewerb
Werkstoff Vulkanfiber
Prof. Dr. Christian Stumpf
Kai Laugsch
Prof. Dr. Christian Stumpf hat das Wahlpflicht-Modul
»Angewandte Produkt-Entwicklung« wörtlich genommen und eine Reihe von praktischen Studienprojekten
initiiert. Ein Fahrrad, zwei E-Scooter, ein E-Cart und
zwei seetaugliche Katamarane sind auf diesem Wege
bisher aus Vulkanfiber entstanden.
Der Werkstoff ist bereits seit über 150 Jahre bekannt.
Das Verbundmaterial wird in einem speziellen Pressverfahren aus Baumwoll- oder Zellulosefasern hergestellt. Das klassische Verbundmaterial ist eigentlich
hochmodern, weil es aus nachwachsenden Rohstoffen
besteht und doch relativ unbekannt. Der Plattenwerkstoff eignet sich gut für Studienprojekte, weil es
sich mit einfachen Werkzeugen verarbeiten lässt.
Fachhochschule Südwestfalen
Fachbereich Maschinenbau-Automatisierungstechnik
Lübecker Ring 2, 59494 Soest
Tel. 02921/378-130
www.fh-swf.de/fbma
Beteiligte Studiengänge
Das Wahlpflicht-Modul »Angewandte ProduktEntwicklung« im Fachbereich Maschinenbau-Automatisierungstechnik richtet sich an Studierende der
Studiengänge
- Maschinenbau,
- Design- und Projektmanagement und
- Technische Redaktion und Projektmanagement.
»Der interdisziplinäre Ansatz stieß bei den Studierenden sofort auf großes Interesse«, freut sich der Hochschullehrer für Konstruktionstechnik und Anlagenbau über die freigesetzten Potentiale: So mussten die
Studierenden jeweils werkstoffkundliche Spezifika
recherchieren. Diese kamen sowohl bei den gestalterischen Entwürfen als auch bei Konstruktion und
Berechnung zum Tragen. Weitere Arbeitsgruppen
steuerten und kontrollierten Projektabläufe, verfassten
Dokumentation und Bedienungsanleitung, betrieben
Marketing und warben Mittel zur Realisation ein oder
bauten schließlich Modell und Prototyp. Als zusätzlichen Ansporn gab es bei jedem Projekt einen eigenen
Wettbewerb.
In einer Kleinunternehmen für ein Semster erhalten
die Studierenden die Gelegenheit, die Facetten von
Projektarbeit kennen zu lernen. Nebenbei können sie
erlerntes Wissen praktisch anwenden und machten
intensive Erfahrungen mit einem relativ unbekannten
Werkstoff.
Studienberatung am Standort Soest
Arp Hinrichs
Tel. 02921/378-262
[email protected]
Reisekoffer aus Vulkanfiber
(Foto: Rob Gyp)
Stand: November 2015
Studium ganz praktisch
Studienprojekt Vulkanfiber
Standort
Soest
Vulkanfiber auf 2 Rädern
Low-Cost-Elektro-Scooter
»HexaGo« E-Bike
Vulkatamaran
In einem einsemestrigen Studienprojekt ging es darum,
wie man aus dem Plattenmaterial Vulkanfiber einen
Fahrradrahmen realisieren kann. Dabei mussten die gut
60 Studierenden natürlich die grundlegenden Anbindungen von Lenker, Tretlager, Sattelstütze und Rahmen
bedenken. Diese durften als Zukaufteile aus der herkömmlichen Fahrradproduktion geplant werden.
Von dem ungewöhnlichen Verbund-Material und der
innovativen Lösung der Vulkan-Chopper inspiriert, konstruierte und baute der Maschinenbau-Student Murat
Yaliniz als Abschlussarbeit
einen Low-Cost-E-Scooter aus Vulkanfiber.
Als drittes Fahrzeug bauten Studierende binnen eines
Semesters das Leichtbau-E-Bike »HexaGo« aus dem
klassischen Verbundmaterial Vulkanfiber. Erschwerte
Bedingungen hatte die gut 70-köpfige studentische
Arbeitsgruppe, weil dieses Mal auch die Vorderradgabel aus Vulkanfiber bestehen sollte. Die Studierenden entwickelten eigens
eine Vorrichtung, mit der
sie die Rohre wickelten.
Antrieb, Räder und Lenker durften als Zukaufteile gewählt werden.
Studierende erobern Möhnesee
Zunächst konzipierten
acht Projektteams eigene
Entwürfe. Zwei Gruppen ließen sich stark von
der Plattenstruktur des
Materials leiten und präsentierten flächige Rahmenkonzepte. Mehrere
Entwürfe orientierten sich
an Choppern, eine Variante erinnerte an ein
Vespa-Mofa. Die Studierenden setzten sich mit
dem Werkstoff Vulkanbfiber, mit Fahrradtechnik und
-design, sowie mit der Statik auseinander. Das Rennen machte schließlich der Chopper von Gruppe 7:
»Die Rahmenkonstruktion war deutlich vom Material her gedacht, die überzeugende Konstruktion wurde
mit herausragenden CAD-Zeichnungen präsentiert und
viele Details der Konstruktion waren gleich berücksichtigt«, laute das Urteil der Jury.
Zur Realisation des Sieger-Entwurfs zogen alle Studierenden wieder an einem Strang und bildeten neue
Teams: Konstruktion und Fertigung, aber auch Ressorts
wie Teilebeschaffung, technische Dokumentation und
Vermarktung.
Der aus Hamm stammende Soester Absolvent
fertigte Sattel, Fußablage und Koffer aus Vulkanfiber. Für die Umformung von 90°-Winkeln
entwickelte er eine spezielle Biegevorrichtung. Für
die tragenden Teile verwendete der frischgebackene Maschinenbau-Ingenieur Stahl und Aluminium. Elektroantrieb, Ladegerät und
Batterien, sowie Räder und Gabel sind Zukaufteile.
Technische Daten
Leistung: 500 Watt, Geschwindigkeit: 25 km/h und ca. 50
Kilometer Reichweite. Gewicht: 50 kg.
Messetisch als konstruktive Übung
Der Messetisch aus Vulkanfiber entstand als studentische Projektarbeit. Ähnlich wie beim E-Bike galt es,
durch eine materialsparende Struktur Stabilität zu
erlangen. Bei Praxistest trug
der Tisch drei Maschinenbaustudenten.
Auch leichter sollte das
Gefährt werden. Bei den
ersten beiden Zweirädern war die Rahmenfestigkeit durch
massiv verleimte Platten erreicht worden.
Die Karosserie besteht
aus einer hexagonalen
Wabenstruktur (sternförmig gesteckte Fiberplatten). Weil in der
Draufsicht der Konstruktion sechseckige
Hohlräume entstanden,
erhielt der E-Scooter den
Namen »HexaGo«.
Viele Erfolgsgeschichten beginnen mit einer verrückten
Idee – so auch das engagierte Ziel von gut 80 Studierenden, die mit aus Baumwolle und Papier gefertigten
Booten den Möhnesee erobern wollten. Nach knapp
drei Monaten harter Arbeit und einigen Nachtschichten traten zwei Teams im Wettstreit der Katamarane
gegeneinander an. Eine Herausforderung für beide
Teams war es, das Faserverbundmaterial wasserfest zu
machen – denn wie alle Zellstoffe quillt auch Vulkanfiber in Kontakt mit Wasser nach einiger Zeit auf.
Beide Modelle werden mit einem elektrischen Motor
angetrieben. Unterschiede arbeiteten beide Teams
etwa in der Konstruktion, im Design und in der Art des
Antriebs heraus. Die Jungfernfahrt war zugleich die
letzte zu bewältigende Disziplin im Wettstreit. Unter
den kritischen Augen einer Fachjury legten die Boote
jeweils eine Strecke von 400 Metern über den Möhnesee zurück. Auch wenn bei dem denkbar knappen Rennen ein Siegerteam gekürt wurde, war.
Studienprojekt HexaRacer
Gleich mehrere Projekt- und Abschlussarbeiten
beschäftigen sich mit dem »Hexa Racer«. Durch den
Einsatz von Vulkanfiber und eines elektrischen Antriebs soll eine umweltfreundliche Fortbewegung im
Indoor- und Outdoor-Bereich erreicht werden. Dank
zweier E-Motoren kann ein elektronisches Differential
generiert werden, sodass
Kart-Anfänger als auch der
fortgeschrittene Kartfahrer
Spaß an dem »Hexa Racer«
haben können. Projektiert
ist auch ein Elektro-Nachrüstsatz für traditionelle
Benzin-Carts.

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