Projekte

    Hier finden Sie die aktuell laufenden Projekte der Fakultäten: Architektur und Gestaltung | Bauingenieurwesen | Elektro- und Informationstechnik | Informatik | Maschinenbau | Wirtschafts-, Kultur- und Rechtswissenschaften

    F&T-Projekte der Fakultät Maschinenbau

    • EntrepreneurshipHoch4 (Kilometer1): Gründung an den Konstanzer Hochschulen Etablieren, Entdecken, Entwickeln und Entfalten

      Die Gründungsförderung an den Konstanzer Hochschulen ist zu großen Teilen durch die Verbundtätigkeiten der seit 2017 bestehenden Startup-Initiative Kilometer1 geprägt. Mit der EXIST Potentiale- Förderung sollen die gemeinsamen Aktivitäten fortgeführt und weiter ausgebaut werden. In diesem Rahmen wurden 4 Potenzialfelder identifiziert, die in den geplanten Aktivtäten entsprechend berücksichtig werden sollen: Gründung Etablieren, Gründung Entdecken, Gründung Entwickeln und Gründung Entfalten. Dabei wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt: Alle Hochschulangehörigen werden von Beginn an für das Thema Gründung 1. sensibilisiert, 2. Qualifiziert, 3. bei der Konzeption und Validierung ihrer Idee beraten und 4. schließlich bei der Gründung selbst unterstützt. Jede Phase soll durch ein bedarfsgerechtes und ausreichendes Angebot an Aktivitäten der Gründungsunterstützung bedient werden. Die verschiedenen Angebote werden für die Hochschulangehörigen beider Verbundpartner wechselseitig geöffnet. Zugleich wird die nachhaltige Verankerung der universitären Innovations- und Gründungskultur an den beiden Hochschulen angestrebt. Primäres Ziel der Universität Konstanz und der Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung ist, die Anzahl an erfolgreichen Gründungen aus den Hochschulen signifikant zu steigern.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

      • Prof. Dr. Baltes
      • Prof. Dr. Guido Baltes

        Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Technologiemanagement (IST)

      • Raum G 341
        +49 7531 206-310
        gbaltes@htwg-konstanz.de

    • Community of Practice for Strategic Management Architectures

      Die Community of Practice for Strategic Management Achitectures hat zum Ziel, das Verständnis sowie Methoden und Systeme für dynamisches, strategisches Management und Führung substantiell und anwendungsorientiert weiterzuentwickeln. Als geschäfts- und anwendungsorientierte Plattform wird CoPS durch Expert*innen und Organisationen aus Industrie und Wissenschaft finanziell und aktiv unterstützt. CoPS folgt der Zielsetzung, die Forschungsergebnisse in der Community der „strategic manager“ zu verbreiten und so eine aktive Austauschplattform für diese zu werden. Zu diesem Zwecke wird die Projektarbeit von CoPS durch die regelmäßige Dialogveranstaltung „Strategic Management Perspectives“ ergänzt.

      • Prof. Dr. Baltes
      • Prof. Dr. Guido Baltes

        Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Technologiemanagement (IST)

      • Raum G 341
        +49 7531 206-310
        gbaltes@htwg-konstanz.de

    • KMUdigital - Nutzenbasierter Digitalisierungsnavigator

      Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, ein Vorgehen für die systematische Erhebung, Analyse, Priorisierung und Umsetzung der Digitalisierungspotenziale in KMU zu entwickeln. Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen soll im ersten Schritt nicht von den technologischen Möglichkeiten, sondern vom Nutzen und vom ganzheitlichen Beitrag zum Geschäftserfolg ausgegangen werden. Mittels einer umfangreichen Analyse der bestehenden Literatur aus Wissenschaft und Praxis sowie mit Hilfe von 5 Workshops mit Unternehmen (8 KMU werden einbezogen) zu den Themen digitale Prozessintegration, Service-Innovation und -Transformation, Digitalisierung in Strategie und Geschäftsmodell, digitalisierte Produktion sowie Personalentwicklung und Ausbildungsbedarf werden die Grundlagen zur Entwicklung des neuen Ansatzes gelegt. Dieser wird zusammen mit den teilnehmenden Unternehmen verifiziert, indem eine Situationsanalyse, eine Potenzialanalyse und eine Bewertung unter den Gesichtspunkten Kosten, Nutzen, Risiken, technologische Machbarkeit, Auswirkungen auf den Aufbau / Schutz von Wettbewerbsvorteilen und soziale Auswirkungen durchgeführt wird. Daraus werden konkrete Handlungsempfehlungen für die Unternehmen abgeleitet. Zu Einzelthemen können Impulse und Ergebnisse aus dem parallel im selben IBH-Lab beantragten Projekt „Entwicklung einer internationalen Musterfabrik i4.0“ aufgenommen bzw. die gewonnenen Erkenntnisse dort ggfs. veranschaulicht werden.

    • ADAPSEC - Innovativer Personenschutz durch adaptive Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen

      Das Kooperationsprojekt beabsichtigt, das Potential für die Anwendung von Formgedächtnislegierungen (FGL) für die Produktbereiche Airbag und Gurtsysteme auszuloten und technologisch weiterzuentwickeln, um die Anforderung aus der Praxis abdecken zu können. Konkret sollen die Möglichkeiten für den Einsatz von FGL für adaptiv arbeitende Sicherheitssysteme aufgezeigt werden, wobei neben der thermischen Aktivierung von FGL auch der mechanische Formgedächtniseffekt zum Einsatz kommen soll, der beispielsweise durch seine superelastischen Eigenschaften als Dämpfungselement oder zur Kraftbegrenzung eingesetzt werden könnte.

    • AREWESI – Anwendungsorientierte Reibungs- und Verschleißanalyse für geplante Werkstoffsysteme in Verzahnungen mittels Simulationsprüfung auf einem Zweischeibentribometer

      Nach dem aktuellen Stand der Technik werden Zweischeibentribometer (ZST) hauptsächlich für Grundlagenversuche und für entwicklungsbegleitende Versuche (Vergleich von Materialpaarungen, Simulationsprüfung) verwendet. Ziel des Vorhabens ist es mittels eines neu entwickelten adaptiven Zweischeibentribometers Verschleiß- und Reibungsdaten zur Auslegung von Verzahnungen zu ermitteln und ein Verfahren zum Übertrag der gewonnenen Daten in die Verzahnungsauslegung zu etablieren. Auf der Basis der im geplanten Vorhaben erzielten Ergebnisse sollte es möglich sein, durch die Anpassung der Prüfabläufe auf dem ZST noch vor der Durchführung von Bauteilversuchen aussagekräftige Daten zum Verschleißverhalten von Zahnflankenkontakten geplanter Getriebe zu erhalten. Somit ist eine ressourcenschonende Optimierung des industriellen Entwicklungsprozesses im Bereich der Zahnradgetriebeentwicklung möglich.

    • KORRAGO – Korrosionsverhalten von metallischen Oberflächen bei Abgasbeanspruchung

      Das Projekt beinhaltete die Entwicklung einer geeigneten Prüfmethode für die Bestimmung des Korrosionsverhaltens von metallischen Oberflächen bei einer simulierten Abgasbeanspruchung. Seit eine entsprechende Korrosionsprüfanlage fertiggestellt wurde, werden derzeit mit dieser Prüfmethode in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern Korrosionsuntersuchungen durchgeführt, wissenschaftlich ausgewertet und neue Materialkombinationen hinsichtlich deren Beständigkeit in immer komplexer werdenden Abgassystemen entwickelt. Weitere Forschungsarbeiten beinhalten die Entwicklung von verkürzten Prüfzyklen (Wunsch der Industriepartner und Kunden).

    • Schadensfallanalysen und Werkstofftechnik

      Neben Schadensfallanalysen an metallischen Bauteilen werden Dienstleistungen auf dem Gebiet der Werkstoffprüfung und Beratungsleistungen in werkstoffkundlichen Fragen erbracht. Daneben werden Problemstellungen der metallverarbeitenden Industrie in Forschungsaufträgen bearbeitet. Speziell für die stahlverarbeitende Industrie kann auf ein breites Erfahrungspotential zurückgegriffen werden. Neben Schadensfallanalysen umfasst das Leistungsspektrum Beratungen zur Werkstoffauswahl, Zug-, Druck- und Biegeversuche, Dauerfestigkeitsnachweise, Härteprüfungen und Ultraschall- und Röntgenanalyse für zerstörungsfreie Prüfung sowie Untersuchungen zum Verschleiß- und Korrosionsverhalten und Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten.

    • Anbahnung von Kontakten deutscher Innovationscluster mit kolumbianischen Clustern: COLumbian COCoa

      Ziel des Vorhabens ist, die durch schlechte Lagerungsfähigkeit, Infrastruktur und fehlendes Know-How zu Lagerung und Verarbeitungsmöglichkeiten bedingten Nachernte-Nahrungsmittelverluste (in Kolumbien angebauter Kakao, Getreide, Nussfrüchte u.a.) erfolgreich und nachhaltig zu minimieren. Hierzu bedarf es einer fachlich breiten Zusammenarbeit in den Gebieten Technologie, Logistik und Soziales. Um technologische und sozialwissenschaftliche Möglichkeiten ausschöpfen zu können, bedarf es einer umfangreichen, funktionierenden und vor allem langfristigen Kooperation zwischen Partnern der unterschiedlichen Arbeitsbereiche sowie einer Vernetzung der lokalen Firmen und Bauern vor Ort mit Forschern an Hochschulen und in Forschungseinrichtungen. Im Detail wäre dies hier eine Kooperation und Vernetzung zwischen Hochschulen, Unternehmen und Forschungseinrichtungen in Deutschland wie auch Kolumbien. Auf beiden Seiten sollen so kurz- wie langfristig auch neue Möglichkeiten für junge Nachwuchswissenschaftler*innen eröffnet werden. Dies können Austauschprogramme im Studium, Abschluss- und Projektarbeiten sowie Promotionen sein. Die Prozesskette der Kakaoproduktion (Fermentation/ Wasserentzug / Röstung) bzw. die Veränderung der Eigenschaften des Produkts werden in ihren Verfahrensschritten analysiert und dadurch die relevanten Randbedingungen ermittelt. Hierzu ist die Identifikation der relvanten Arbeitsfelder (Aufbereitungs-, Konservierungs- und Lagerungstechnologien) dringend geboten. Technische und sozialwissenschaftliche Aspekte werden gleichermaßen und in ihren Zusammenhängen einbezogen. So kann die Wertschöpfungskette, besonders für Kakao, analysiert und optimiert und damit das Produkt künftig auch den internationalen Markt bedienen.

      • Prof. Dr.-Ing. Werner Hofacker

        Studiendekan UVT

      • Raum H 003
        +49 7531 206-593
        hofacker@htwg-konstanz.de


      • Sprechzeiten

        nach Vereinbarung

    • RELOAD Verringerung von Nachernteverlusten – Wertschöpfung in ostafrikanischen Nahrungsversorgungsketten

      Ziel des Projektes ist es, durch die Verringerung von Nachernteverlusten zur Ernährungssicherung in Ostafrika beizutragen. Dies wird durch eine optimierte Logistik und Forschung zu technologischen, produktspezifischen und sozioökonomischen Optionen entlang der Wertschöpfungsketten erreicht. Gewonnene Erkenntnisse werden von KMU möglichst nah bei den Produzenten umgesetzt. So können Arbeitsplätze geschaffen und Einkommen generiert werden. Durch Grundlagenuntersuchungen sollen die maßgeblichen Einflussfaktoren auf die Produktqualität, deren Interaktionen sowie deren Einfluss auf die optimalen Lagerungsbedingungen bestimmt werden. Weiterhin sollen Schädigungsdiagramme, als Hilfsmittel zur optimalen Einstellung der Prozessparameter, erstellt werden. Dazu werden Untersuchungen zum Trocknungsverhalten, zum Lagerverhalten und den dabei ablaufenden wichtigsten Qualitätsveränderungen durchgeführt. Das Projekt ist ein Kooperationsprojekt unter Federführung der Universität Kassel.

      • Prof. Dr.-Ing. Werner Hofacker

        Studiendekan UVT

      • Raum H 003
        +49 7531 206-593
        hofacker@htwg-konstanz.de


      • Sprechzeiten

        nach Vereinbarung

    • Bodensee-Racing-Team: Formula-Student-Rennwagen

      Studierende bauen in Teamarbeit einen einsitzigen elektrisch angetriebenen Formelrennwagen, um damit bei einem Wettbewerb gegen Teams aus der ganzen Welt anzutreten. Bei der Formula Student gewinnt aber nicht einfach das schnellste Auto, sondern das Team mit dem besten Gesamtpaket aus Konstruktion und Rennperformance, Finanzplanung und Verkaufsargumenten. Der Anspruch der Formula Student ist die Ergänzung des Studiums um intensive Erfahrungen mit Konstruktion und Fertigung sowie mit den wirtschaftlichen Aspekten des Automobilbaus. Im Sinne dieser Zielsetzung sollen die Studierenden annehmen, eine Produktionsfirma habe sie engagiert, um einen Prototypen zur Evaluation herzustellen. Zielgruppe ist der*die nicht-professionelle Wochenendrennfahrer*in. Dazu muss der Rennwagen beispielsweise sehr gute Fahreigenschaften hinsichtlich Beschleunigung, Bremskraft und Handling aufweisen. Der Monoposto soll wenig kosten, zuverlässig und einfach zu betreiben sein. Zusätzlich wird sein Marktwert durch andere Faktoren wie Ästhetik, Komfort und den Einsatz üblicher Serienteile gesteigert. Die Herausforderung für die Teams besteht darin, einen Prototypen zu konstruieren und zu bauen, der diesen Anforderungen am besten entspricht. Zur Ermittlung des besten Fahrzeugs bewertet zum einen eine Jury aus Experten der Motorsport-, Automobil- und Zulieferindustrie jede Konstruktion, jeden Kostenplan und jede Verkaufspräsentation im Vergleich zu den konkurrierenden Teams. Zum anderen beweisen die Studierenden auf der Rennstrecke in verschiedenen Disziplinen, wie sich ihre selbstgebauten Boliden in der Praxis bewähren.

    • Innovationsportal als strukturbildende Maßnahme zur Unterstützung von Wissenstransfer und Innovationsvorhaben durch Nutzung von IBH-Kompetenzfeldern — INVISTA-WTI

      Entwicklung eines Portals für grenzüberschreitenden Wissens- und Technologietransfer auf Basis der IBH-Kompetenzfelder.

    • Modellfabrik Bodensee Industrie 4.0

      Die Modellfabrik Bodensee Industrie ist 2016 als hochschulweit offenstehende Einrichtung zum forschenden Lernen sowie zum Wissens- und Technologietransfer zu den Themen Industrie 4.0, Digitalisierung und Innovation aufgebaut worden. Sie bietet Studierenden, Nachwuchswissenschaftler*innen und Unternehmen die Möglichkeit, das Thema Industrie 4.0 zu erproben. Die Modellfabrik basiert auf effizienzsteigernden Konzepten wie Lean-Production, Energieeffizienz und Systems Engineering. Es kann erprobt und gezeigt werden, wie ausgehend von einem optimierten Produktionsablauf, dieser konsekutiv automatisiert werden kann und welche Steigerungen sich hinsichtlich Produktivität, Effektivität und Nachhaltigkeit ergeben. In der "Modellfabrik Bodensee Industrie 4.0" werden Entwicklungsarbeiten und Workshops in den Gebieten Montage, Logistik, Qualitätssicherung und Kommunikation durchgeführt.

      • Prof. Dr. Schleyer
      • Prof. Dr. Carsten Schleyer

        Modellfabrik Bodensee / Fachgebiete: Produktionsmanagement, Industrie 4.0, Lean Production, Materialwirtschft & Logistik

      • Raum G 148
        +49 7531 206-779
        carsten.schleyer@htwg-konstanz.de

    • DigiTrag – Digital Transformation Guide

      Wie können KMU ihr Kerngeschäft optimieren und gleichzeitig zukunftsfähige Innovationen umsetzen? Der Digital Transformation Guide soll KMU ermöglichen, Chancen und Gefahren, die im Zuge der Digitalisierung auf sie zukommen, zu erkennen und selbst proaktiv anzugehen. Im Fokus steht dabei eine organisationale Ambidextrie, d.h. die Fähigkeit von Unternehmen, ihr Kerngeschäft effizient zu optimieren (Exploitation) und gleichzeitig zukunftsfähige Innovationen umzusetzen (Exploration). Hierzu werden interne Startup-ähnliche Innovationsteams mit digitaler Kompetenz aufgebaut. Diese, von KMU beauftragten Teams setzen Digitalisierungsaufgaben im Unternehmen um, während die KMU nachhaltig die nötigen Kompetenzen erwerben, um eine nachhaltige Digitalisierungsstrategie umsetzen zu können. Entsprechende Tools sowie Case Studies werden innerhalb des Projektes aufbereitet und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Das Projekt wird an der HTWG von Prof. Dr. Baltes geleitet, Projektpartner sind die Universität St. Gallen und die Zeppelin Universität Friedrichshafen. Im Rahmen des Projektes wurden Workshops und Projekte mit Unternehmen wie Marquardt, ETO und Ingun durchgeführt. Durch die konkreten Anwendungen und die Analyse von Fallstudien wie beispielsweise LEGIC und Alber konnten Erkenntnisse gewonnen werden, die anschließend im Rahmen der Erstellung eines Methodenhandbuchs dokumentiert wurden.

      Das Projekt wird gefördert durch: Interreg Alpenrhein, Bodensee, Hochrhein

      • Prof. Dr. Baltes
      • Prof. Dr. Guido Baltes

        Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Technologiemanagement (IST)

      • Raum G 341
        +49 7531 206-310
        gbaltes@htwg-konstanz.de

    • STRIVE.io

      Ziel der Forschungsinitiative STRIVE.io ist es, Methoden und Werkzeuge zu entwickeln, um unternehmerische Vorgehensweisen und Initiativen als einen integralen Teil der Innovations- und Technologieentwicklung in Technologieunternehmen zu nutzen. Solche Initiativen halten nicht zuletzt angesichts der digitalen Transformation zunehmend Einzug in die Unternehmenspraxis. Bisher jedoch fehlen Handreichungen, welche Aktivitäten des Corporate Entrepreneurship bzw. Corporate Venturing (beispielsweise Inkubation, Acceleration, Corporate Startups, Innovation Labs, Company Builder) jeweils bezogen auf die unternehmenseigene Technologie- und Innovationsstrategie die geeignetsten sind oder ob nicht eine Kombination mehrerer dieser Corporate Venturing Formen zielführender ist. Diese Herausforderung adressiert STRIVE.io durch die Entwicklung einer Methodik zur Ableitung und Umsetzung eines Portfolios von Corporate Venturing Initiativen zur Unterstützung unternehmerischer Transformationsstrategien. 2019 wurden im Rahmen des Projekts zahlreiche Interviews geführt und konkrete Fallstudien, beispielsweise mit ZF in Friedrichshafen ausgearbeitet. Zusätzlich wurde in Unternehmen wie beispielsweise STIHL oder B.Braun die konkrete Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse pilotiert. Die laufende Forschungsarbeit konzentriert sich aktuell auf die Cross Case Analyse der laufenden Projekte und Piloten.

      Das Projekt wird gefördert durch: MWK, Innovative Projekte

      • Prof. Dr. Baltes
      • Prof. Dr. Guido Baltes

        Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Technologiemanagement (IST)

      • Raum G 341
        +49 7531 206-310
        gbaltes@htwg-konstanz.de

    • A-RING – Alpine Research an Innovation Capacity Governance

      Research & Innovation (R&I) policies are designed and implemented by EU, national, regional & local Public Administrations (PA). In Alpine Region (AR) policy makers, academia and business sector are currently not always jointly valorising elements of Smart Specialisation Strategies (S3). They often run at different paces holding back benefits for the entire AR. A-RING addresses the overall need to pool efforts in tackling major challenges with joint R&I approach steering EU Open Innovation path. Likewise, EUSALP macro-regional strategy (MRS) stresses the need to approach development challenges & potentials in a wider geographical context with the overall coordination. A-RING fosters the alignment between different R&I policy initiatives and their institutional frameworks, to effectively address societal challenges and increase uptake of strengths and assets. An innovative bottom-up process is pursued to align R&I strategies, gathering expectations from business communities and innovation potential from academia and research, granting citizens’ needs linked to responsible R&I (RRI), and ensuring transnational multilevel governance by developing a layer for a right policy process. Partners (PP) will create a joint S3 strategy framework with: (i) improved PA dialogue with academia and business world to prioritize topics for R&I agenda, (ii) more targeted R&I activities to meet socio-economic needs in AR, (iii) increased PA institutional capacity in embedding existing S3/Regional Innovation Strategy (RIS) into effective governance arrangements. Definition of Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) with Policy Recommendations validated by EUSALP Action Group (AG) 1 and EC Joint Research Centre (EC-JRC) and shared with Alpine Regions, will support policy harmonization and the 2021-2027 programme definition. Furthermore, the participatory R&I ecosystem will be held up by a permanent multi-stakeholder R&I Capacity Think Tank.

      The Project is being funded by: Interreg Alpine Space

      • Prof. Dr. Baltes
      • Prof. Dr. Guido Baltes

        Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Technologiemanagement (IST)

      • Raum G 341
        +49 7531 206-310
        gbaltes@htwg-konstanz.de

    • Bio-Passiv: Systematische Erfassung der Einflussfaktoren von Werkstücken aus nichtrostenden Stählen auf das erzielte Chrom/Eisen-Verhältnis infolge der Passivierung und Ableiten eines Modells zur Anpassung der Behandlungsparameter.

      Teilprojekt im Kooperationsprojekt "Biologically safe passivating solution for improving the corrosion resistance of stainless steel“

      Korrosionsschutz wird bei Edelstählen durch die Passivschicht gewährleistet. Diese bildet sich aufgrund der Legierungszusammensetzung des Grundmaterials selbständig, kann aber durch Behandlung mit Passivbildnern in ihrer Stabilität und Zusammensetzung optimiert werden. Dabei sollen Inhaltsstoffe verwendet werden, die die chemische Zusammensetzung der Passivschicht verändern und dadurch eine langfristige Korrosionsbeständigkeit gewährleisten. Im beantragten Projekt soll die Rezeptur von ausgesuchten Passivbildnern so angepasst werden, dass die Ausbildung einer stabilen und optimierten Passivschicht gewährleistet wird. Die neu entwickelten Passivierlösungen sollen zum Beispiel im Bereich der Halbleiterfertigung zum Einsatz kommen, da hier eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit der Objektträger für die Funktion der Bauteile unabdingbar ist.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • iTemp – Intelligentes Temperiergerät für Spritzgießwerkzeuge zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Korrosion

      Neben dem Verschleiß der Formnester infolge des konventionellen Betriebs ist Korrosion die Hauptursache für den Ausfall von Spritzgießwerkzeugen bei der Thermoplastverarbeitung. Der dadurch entstehende wirtschaftliche Schaden ist in der Spritzgieß-Industrie enorm, kann aber im Speziellen auf unterschiedliche Betriebszustände zurückgeführt werden. Je nach Betriebsbedingungen kann es sowohl in der Kavität an der Kontaktfläche zum Thermoplast als auch in den Temperierkanälen zu Korrosion kommen. Hinzu kommt, dass Werkzeuge nach dem Abrüsten nicht ausreichend gereinigt bzw. die Temperiermedien nicht ausreichend ausgespült werden, sodass Korrosion auch während der Lagerung weiter fortschreitet oder in Abhängigkeit der Bedingungen erst initialisiert wird. Eine gängige, aber aus ökologischer und auch aufgrund der anfallenden Kosten nicht ideale Lösung ist die Anwendung von einer chemischen Wasseraufbereitung bzw. die Nutzung von unterschiedlichen Chemikalien zur Konservierung der Werkzeuge. Zu ca. 80% werden indirekte Temperiergeräte in der Spritzgießfertigung zur Temperierung (Heizen und Kühlen) von Spritzgießwerkzeugen verwendet. Zur Befüllung des Werkzeugtemperierkreislaufs (Primär Kühlkreislauf) wird beim Anschließen des Temperiergeräts Kühlwasser aus dem Hauptkühlkreislauf (Sekundär Kühlkreislauf) in den primären Kreislauf gepumpt. Die zwei Kreisläufe sind während der Serienfertigung völlig getrennt, die Wärmeabfuhr erfolgt über einen Wärmetauscher. In der Kunststoffverarbeitung steigt der Anteil an technischen und Hochleistungs-Kunststoffen, die für die Verarbeitung Werkzeugtemperaturen von 120°C – 180°C erfordern. Beim Temperiermedium Wasser bedeutet dies eine Drucküberlagerung von bis zu 10 bar, damit sich kein Wasserdampf bildet. Diese Betriebsbedingungen fördern Korrosion in den Temperierkanälen.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Werkstoffsystemtechnik

      Im Labor für Werkstofftechnik werden Industrieaufträge durchgeführt, die durch die flexible und kurzfristige Bearbeitung bei Unternehmen sehr beliebt sind und zugleich den hohen Anwendungsbezug von Lehre und Forschung repräsentieren. Projektbeispiele sind: Langzeitverhalten von Klebefügungen für großflächige Faserverbundstrukturen, Prozesssicherheit für Kleinserien mittels Online-Viskositätsmessung, Komponententests Radrahmen/ Lenker und Sattelstützen in FVW-Bauweise, Entwicklung eines Akustikprüfstandes, Materialeignungsprüfung (Harz-/Härter-System), Oberflächenuntersuchung, Werkstoffprüfung. 2020 wurden verstärkt Simulationen in folgenden Bereichen durchgeführt: Strukturmechanische Analysen an Stahlkörpern, Topologieoptimierung eines Skifederungs- und Dämpfungssystems, Abgleich von Simulationsergebnissen an zwei Drahtschenkeln für Fischfarminggitter durch quasistatische Zugversuche sowie Simulationen zum Bruchverhalten von Kunststoffschrauben. Im vergangenen Jahr erfolgte auch der Abschluss der Topologieoptimierung des Skifederungs- und Dämpfungssystems sowie die Datenaufnahme durch Ermüdungsversuche an den Drahtschenkeln. Im Dezember 2020 startete ein Projekt zur strukturmechanischen Untersuchung eines Gezeitenkraftwerkflügels. Die Auslieferung der optimierten Teile, die per Metall-3D-Druck hergestellt werden, als auch die Beendigung der Drahtschenkeluntersuchungen erfolgen Anfang des Jahres 2021.

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • LiSSS – Lightweight Selfcut Stealth Screw

      In dem Projekt sollen eine selbstschneidende und selbstverklebende Kunststoffschraube zur multidisziplinären Anwendung sowie eine Berechnungsgrundlage für die konstruktive Verwendung von Kunststoffschrauben entwickelt werden. Gegenwärtiger Stand der Technik selbstschneidender Schrauben sind Modelle aus Metall, die über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und hohes Gewicht verfügen sowie korrosionsanfällig sind. Besonders im Bereich der Fassadenschrauben sind diese Eigenschaften problematisch. In dem LISSS-Projekt ist daher geplant, die Veränderung bestehender Produktionstechnologien um eine Gattung von Kunststoffschrauben mit bisher unerreichten Eigenschaften bzgl. der Bruchspannung, maximalen Zugkraft und Zugfestigkeit bei gleichzeitig mimimalem Gewicht zu entwickeln. Dies geschieht unter anderem durch Bestrahlung mittels hochenergetischer β-Strahlung und der Beimischung anderer Komponenten wie Glas- oder Kohlenstofffaser. Zur Erhöhung der Beständigkeit der Schraubenverbindung werden Mikro-Glue Partikel eingebracht, die ein Verkleben bzw.Verschweißen hervorrufen. Als Grundlage für das Kundenvertrauen bzw. für die konstruktive Nutzung ist abschließend die Entwicklung einer Berechnungsgrundlage geplant, die wesentliche Lastfälle einbezieht und Anwendungsbereiche definiert.Im ersten Jahr des LISSS-Projektes wurde der zu verwendene Werkstoff (Polyamid mit Glasfaserverstärkung) ausgewählt und umfangreiche Versuche zu Belastungsgrenzen mit existierenden Kunststoffschrauben mit metrischem Gewinde durchgeführt. Erste Prototypen von selbstschneidenen Schrauben wurden mithilfe 3D-Drucks erstellt. In Anlehnungen an existierende Berechnungsgrundlagen zur Schraubenauslegung (vdi2230) wurden experiementelle Werte mit simulierten verglichen, um die wesentliche Lastfälle einbeziehen und Anwendungsbereiche definieren zu können. Trotz erheblicher Einschränkungen durch die Covid-19 Pandemie wurden 2020 die ersten Prototypen der selbstschneidenden Schraube als M5x30 mit Steigung 1,5 und 2,5 vom Industriepartner hergestellt. Die Modelle wurden aufgrund von FEM- und Spritzgusssimulationen angepasst und optimiert. Verschiedene Materialkombinationen wurden bereits erfolgreich mit Einschraub- sowie Ausreißversuchen getestet, um Empfehlungen für den Einsatz der Kunststoffschraube aussprechen zu können.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Entwicklung und Aufbau eines Prüfstandes zur Aufschäumung von Schmierölen

      In dem bilateralen Forschungprojekt wurde ein Prüfstand zur Aufschäumung von Schmierölen an der HTWG entwickelt, aufgebaut und ständig weiter verbessert. Dieser Prüfstand ermöglicht die Durchführung von empirischen Testreihen zur Evaluierung des Fließverhaltens und der Langlebigkeit bei Kombination von fünf Schmierölen mit mindestens den drei Gasen Druckluft, Argon und Stickstoff. Nachdem unter Laborbedingungen Schäume mit über 50 % Gewichtsersparnis im Vergleich zum bisherigen Schmieröl hergestellt werden konnten, wurden die Herstellungs- und Transportbedingungen des Őlschaumes für den industriellen Einsatz beim Gieβen der Aluminium-Kokillen vorbereitet. Gegen Ende des Projektes konnten an der Versuchsanlage des Industriepartners entsprechende Versuche durchgeführt werden. Dadurch konnte der technische Einsatz von derartig hergestellten Őlschäumen unter Beweis gestellt werden; allerdings sank in diesem Feldversuch beim industriellen Einsatz die im Labor ermittelte Gewichtsersparnis des Őlschaumes etwas.

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Weiterentwicklung einer NiTi-Schrumpfring-Verbindung

      Dieses Teilprojekt der Weiterentwicklung von NiTi-Schrumpfring-Verbindungen in einem medizinischen Marknagel fand innerhalb des bereits länger andauernden Forschungsprojektes der HTWG statt, bei dem ein neuartiger Marknagel zur Knochenverlängerung entwickelt wird. Der neuartige Marknagel wird dabei vollständig in den Markraum des zu verlängernden Röhrenknochens implantiert und kann über ein Antriebsprinzip von Formgedächtniselementen verlängert werden. In diesem Teilprojekt wurde nun die Übertragung der Kräfte und Bewegungen der Antriebseinheit auf die weiteren Teile des Marknagels und später auf die beiden Knochenfragmente dahingehend verbessert, dass Schrumpfringe aus NiTi verwendet wurden. Die Arbeiten beinhalteten dabei vor allem die Gewährleistung einer reproduzierbar hohen Übertragungsbzw. Haltekraft des Formgedächtnisrohres auf Zapfen aus Implantatstahl. Konkret wurden unterschiedlich dimensionierte Zapfen durch Drehen, Schleifen und Polieren hergestellt und mit unterschiedlich innenbehandelten Rohren gepaart. Die Rauigkeiten der unterschiedlichen Oberflächen wurden teilweise mit tastend arbeitenden Rauigkeitsmessgeräten überprüft, zudem kam jedoch auch ein optische Rauheitsmessgerät von Bruker Alicona zum Einsatz. Die Ausreißversuche der unterschiedlichen Paarungen fanden auf einer Zwick-Universal-Zug-Druck-Maschine statt. Durch die hier entwickelte neuartige Verbindungstechnik über NiTi-Schrumpfringe kann bei reduziertem Bauraum eine verlässlich hohe Übertragungskraft des neuartigen Marknagels erreicht werden.

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Entwicklung einer neuartigen Innenbehandlung für pharmazeutische Behälter aus rostfreiem Edelstahl

      Teilprojekt: Erforschung des Einflusses von Bearbeitungs-und Prozessparametern auf erreichbare Korrosionsbeständigkeit und Anhaftungseigenschaften von Mikroorganismen

      Im Rahmen des Forschungsprojektes wird eine neuartige Innenbehandlung für pharmazeutisch genutzte Behälter aus rostfreiem Edelstahl entwickelt. Dazu soll ein teilautomatisierter Schleifprozess entwickelt werden mit anschließender Anpassung der Elektropolitur. Zusätzlich sollen die Passivierungslösung neu formuliert und entsprechende Versuche zur geeigneten Anwendung durchgeführt werden. Des Weiteren soll der Schleifprozess der Behälter so angepasst werden, dass die Oberfläche korrosionsbeständig bleibt und gleichzeitig die Kontamination mit Mikroorganismen auf ein Minimum reduziert wird. Es werden Behälter erwartet, deren Innenfläche eine komplett neue Innenbeschichtung aufweist, die bislang noch nicht existiert. Damit wird erstmals ein steriler, antimikrobieller, wiederverwendbarer Behälter zum Transport oder zur Lagerung von z.B. Impfstoffen erreicht. Im Projekt kooperieren Bolzlntec als Spezialist für Edelstahlfässer im Bereich der Pharma- und Chemieindustrie sowie die HTWG als Spezialist für Werkstoffwissenschaften. Im Laufe des Jahres 2020 wurden Behälter mit dem neuartigen Verfahren bearbeitet, die erhaltenen Oberflächen mit verschiedenen Methoden charakterisiert und mit konventionell bearbeiteten Oberflächen verglichen. Die mit dem neuartigen Verfahren bearbeiteten Behälter zeichnen sich demnach durch bessere Oberflächenparameter aus als die konventionell geschliffenen. Desweiteren wurden mehrere mögliche Passivierlösungen getestet und auf zwei für weitere Analysen eingegrenzt. Aktuell laufen die Anpassung der Elektropolitur sowie Untersuchungen zu Kontamination und Reinigungsverhalten der neu bearbeiteten Oberflächen.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Entwicklung eines innovativen, teilautomatisierten Gerätes für eine trockenmechanische Ecken-, Kanten- und Störstellendekontamination in kerntechnischen Anlagen

      Teilvorhaben: Konzeption und Entwurf der Versuchsmuster

      Ziel des Forschungsvorhabens ist der Vergleich der Leistungsparameter und die Untersuchung der Bruchmechanismen der aktuell standardmäßig eingesetzten Geräte zur Dekontamination von Störstellen, Ecken und Kanten. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll ein innovativer, teilautomatisierter Demonstrator für eine trockenmechanische Ecken-, Kanten- und Störstellendekontamination in kerntechnischen Anlagen entwickelt werden. Die Entwicklungen des Demonstrators umfassen: 1. Verbesserung der Arbeitssicherheit; 1.1 Verringerung der Staubbelastung durch eine Werkzeugeinhausung mit integrierter Absaugung; 1.2 geringere Vibrationen und Belastung des Muskel- und Skelettsystems: mittels Unterdruck wird das Gerät an der zu bearbeiteten Stelle fixiert und das Verschieben durch einen Antrieb unterstützt. 2. Geringerer Zeitbedarf und Verringerung des Sekundärabfalls durch millimetergenauen Abtrag kontaminierter Störstellen und Erzeugung einer zur Freimessung geeigneten Oberflächenrauigkeit. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung der Prototypen nach den Regeln der Methodischen Konstruktion und deren digitaler Zwillinge. Insbesondere soll der digitale Zwilling des zu entwickelnden Gerätes ständig realitätsnäher modelliert werden. Dadurch ist es z. B. möglich, erweiterte Baureihen des Gerätes ohne großen Versuchsaufwand mit einem Versuchsmuster zu entwickeln.

      Das Projekt wird gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung - FORKA

    • Entwicklung eines skalierbaren Leichtbau-Manipulators zum ergonomischen, maschinellen Oberflächenabtrag von Wandflächen insbesondere kerntechnischer Einrichtungen unter Berücksichtigung von Automatisierungsoptionen

      Ziel des ZIM-Vorhabens (gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) ist die Entwicklung eines skalierbaren Leichtbau-Manipulators zum ergonomischen, maschinellen Oberflächenabtrag von Wandflächen insbesondere kerntechnischer Einrichtungen unter Berücksichtigung von automatisierungsoptionen. Projektpartner sind die Wimag GmbH und das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Der Leichtbaumanipulator soll bei verschiedenen Raumhöhen und -Gegebenheiten modular anpassbar sein. Neben dem Schwerpunkt auf der Oberflächendekontamination in Kernkraftwerken (KKWs) soll der Manipulator auch dazu in der Lage sein teilautomatisiert beispielsweise Kabelschlitze auf Baustellen zu fräsen. Damit erschließt die Firma Wimag GmbH neue Märkte. HTWG und TMB bringen ihr Wissen insbesondere im Bereich der Mechatronik, Simulation, Prüfstandsgestaltung und Ergonomieuntersuchungen ein. Der Leichtbaumanipulator grenzt sich durch seinen innovativen Aufbau klar vom Stand der Technik ab und bringt technische Fortschritte insbesondere im Bereich der Flexibilität und der Ergonomie mit sich.

    • Entwicklung eines neuartigen Messerstahls sowie zugehörige Herstellungs- und Prüfverfahren

      Im Rahmen des Projektes wird ein neuartiger Messerstahl entwickelt, der für eine hohe Bruchfestigkeit über eine zähe Matrix verfügt und für eine hohe Standzeit Hartstoffe zulegiert bekommt. Ferner soll eine hohe Korrosionsbeständigkeit (Chrom, Molybdän) erzielt werden. Der neuartige Messerstahl soll im HIPVerfahren (heißisostatisches Pressverfahren) hergestellt werden können. Es wird ein Stahl erwartet, der in der Weiterbearbeitung komplett neue Eigenschaften aufweist und somit mit den heute üblichen Verfahren zum Schleifen und Polieren nicht zu bearbeiten ist. Für die Weiterverarbeitung zu einer Messerklinge sollen deshalb Schleif-, Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsverfahren entwickelt werden. Als weiteres Teilprojekt soll ein neuer Prüfstand zum Testen der Schnitthaltigkeit entwickelt werden, der die bisher existierenden DIN-Normen und Verfahren erweitert und verbessert. Mit dem zu entwickelnden Messerstahl und den zugehörigen Fertigungsprozessen wird erstmals ein hochwertiger Damastaufbau von Messerklingen mit industriellen Verfahren erreicht werden können. Im Projekt arbeiten SPM als HIPSpezialist, Giesser als Messerspezialist, Tyrolit als Spezialist für Schleifmittel und die HTWG als Spezialist für Werkstoffwissenschaften kooperativ zusammen. Zunächst wurden vier verschiedene Legierungsvarianten festgelegt, die auf die gewünschten Eigenschaften hohe Korrosionsbeständigkeit, hohe Schnitthaltigkeit und hohe Bruchfestigkeit getestet werden sollen. Zwei Varianten dieser pulvermetallurgisch hergestellten härtbaren nichtrostenden Stähle wurden hergestellt und eine Matrix mit unterschiedlichen Härte- und Anlasstemperaturen erstellt. An diesen Stählen fanden im Berichtsjahr tiefgehende Untersuchungen (z.B. Härteprüfung, Kerbschlagbiegevesuche, Korrosionsversuche, Gefügeanaylse) zur Materialcharakterisierung statt. Für die Optimierung und Anpassung des Schleifverfahrens wurden die Schleifscheiben und die zu testenden Parameter ausgewählt sowie eine erste Legierung für Tests bestimmt. Im Berichtszeitraum wurden an diesem Material die ersten Schleifversuche bei Tyrolit durchgeführt. Parallel erfolgte bereits die Auswahl einer neuen Legierung; erste zu untersuchende Probematerialien wurden der HTWG zur weiteren Prüfung Anfang 2020 bereitgestellt. Nachdem mit dieser neuen Legierung keine zufriedenstellende Korrosionsbeständigkeit erreicht werden konnte, erfolgten zahlreiche Arbeiten zur Steigerung des Chromgehaltes in der Matrix. Durch das Einfügen eines Lösungsglühungsverfahrens mit nachfolgender Schnellabkühlung vor dem Härten und Anlassen konnte der gewünschte Effekt erzielt und eine Verbesserung des Korrosionsverhaltens erreicht werden. Im Teilprojekt zur Entwicklung und Anwendung von Prüfverfahren zur Bestimmung und Verbesserung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von neuartigem Messerstahl wurden die neuen Rahmenbedingungen auch auf den Prüfstand übertragen und der neuartiger Testprüfstand zur Ermittlung der Schneidhaltigkeit für Messer entsprechend weiterentwickelt. Der mechanische Aufbau wurde nach ersten Tests nochmal weiter verbessert und ist mittlerweile abgeschlossen. Die Software-Programmierung wird nun auf den Prüfstand übetragen, und ab 2021 kann mit den neu gefertigten Messerrohlingen und -klingen die Erprobungsphase starten.

      Das Projekt wird gefördert durch: BMWi - ZIM

      • Prof. Dr.-Ing. Lazar Boskovic

        Studiendekan MAB/MEP/MKE, Fachgebiete: Finite Elemente Methode, Betriebsfestigkeit, Kunststofftechnik

      • Raum H 302
        +49 7531 206-468
        lazar.boskovic@htwg-konstanz.de

    • Werkzeugeinlauf- und Kammergeometrien zum Strangpressen

      Gegenstand des Projektes ist die Erforschung nachbearbeitungsfreier Werkzeugeinlauf- und Kammergeometrien zum Strangpressen schwerpressbarer Al-Legierungen und/oder komplexer Profilformen. Dazu werden tribologische Versuche durchgeführt, Simulationen erstellt sowie Versuchsreihen bzw. Parameterstudien zum Verschleißverhalten durchgeführt.