Entwicklung einer elektromechanischen Prüfmaschine
Was ist das Projektziel?
Die Ermüdungsprüfung an metallischen Werkstoffen gehört zu den elementaren Prüfungsmethoden in der Werkstoffprüfung. Häufig werden hierfür servohydraulische oder elektromagnetische Prüfmaschine eingesetzt, die sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb sehr kostenintensiv sind.
Das Projekt verfolgte daher das Ziel, ein robustes Ermüdungsprüfsystem für den Einsatz im Rahmen studentischer Arbeiten zu entwickeln und zu bauen. Daher wurde die Realisierung eines einfachen, aber gleichzeitig präzisen Prüfsystems angestrebt, das über einen elektromechanischen (Spindel-) Antrieb verfügt, vom Funktionsumfang auf die wesentlichen Funktionen beschränkt und damit leicht für die Studierenden bedienbar ist.
Zusätzlich sollte die Möglichkeit geschaffen werden, das Thema Ermüdung in verschiedene Bachelor- und Master-Vorlesungen aktiv und „anfassbar“ und damit für die Studierenden attraktiv zu integrieren. Aus diesem Grund wurde das System transportabel gestaltet, sodass es möglichst einfach in die Vorlesungsräume verbracht werden kann.
Positiver Nebeneffekt dieses Projektes ist, dass die intrinsische Motivation der Studierenden gefördert wird etwas Nachhaltiges für die eigene Hochschule zu gestalten. Perspektivisch sollen vier bis fünf von diesen Systemen gebaut werden.
Wie gestaltet sich das Projekt inhaltlich?
Im Rahmen dieses Lehrprojektes ging es um die Entwicklung des Prototyps. Entsprechende Konzepte wurden innerhalb mehrerer studentischer Arbeiten entwickelt, weshalb das Projekt in mehrere Phasen unterteilt wurde.
In der ersten Phase ging es um die finale Auslegung und Konstruktion der Prüfmaschine sowie um die Montage, Entwicklung der Steuerungssoftware und der Sicherheitssysteme. In der zweiten Phase (aktuell laufend) erfolgt die Erprobung und Validierung. Perspektivisch können die Studierenden in der dritten Phase perspektivisch Ermüdungsprüfungen an unterschiedlichen Werkstoffen eigenständig für ihre Projekt- und Abschlussarbeiten durchführen. Da durch den Einsatz des neu entwickelten studentischen Prüfstands die für die Forschung vorgesehenen Anlagen nicht genutzt werden müssen, können die Studierenden zeitlich viel flexibler arbeiten. Darüber hinaus wird durch die einfache Bedienung des Prüfsystems (Steuerungssoftware auf Basis NI LabView) die Einarbeitung und die Inbetriebnahme für das jeweilige Projekt vom Zeitumfang sehr viel geringer ausfallen.
Welche Kompetenzen werden mit Hilfe Ihres Projektes gefördert?
Die größte Herausforderung war, wie erwartet, die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den studentischen Teilnehmer*innen aus den Studienbereichen der Mechatronik und des Maschinenbaus. Hierbei wurden insbesondere die Eigen- und Teamkompetenzen gefördert. Vor dem fachlichen Hintergrund der Werkstoffprüfung konnten von den Studierenden auch vertiefte gestalterische und Fachkompetenzen entwickelt werden. Da die jeweiligen Arbeiten auch dokumentiert und präsentiert wurden, erfolgte parallel auch die Förderung der Kompetenzen in den Bereichen des wissenschaftlichen Schreibens und Präsentierens.
Projektdetails
Projektleitung: Prof. Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Peter Starke
Förderer: SQL-Fördermittel
Laufzeit: 01.09.2022 - 31.12.2023
Fördersumme: 35.000€