Ansprechpartner 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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