Projekte

F&T-Projekte der Fakultät Maschinenbau

• Recycling von Post Consumer-Flachglasabfällen aus dem Gebäudesektor in Baden-Württemberg (HoFlaRec)

  Während für Behälterglas ein lang etabliertes Recyclingsystem besteht, gibt es kein vergleichbar etabliertes System für Flachglas. Insbesondere Abfälle aus Sanierung und Abbruch werden nicht systematisch erfasst. Im Auftrag der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg untersuchen Prof. Richard Erpelding und Kollegen den Status Quo und darauf aufbauend technische Möglichkeiten, Flachglasabfälle hochwertig aufzubereiten und zu verwerten.

  Das Projekt wird gefördert durch: Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg

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  • Prof. Dr.-Ing. Richard Erpelding

    Mitglied am Inst. für angewandte Thermo- und Fluiddynamik / Fachgebiete: Thermische Verfahrenstechnik, Wärme- und Stoffübertragung, Prozesssimulation

  • Raum H 201
    +49 7531 206-593
    richard.erpelding@htwg-konstanz.de

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    Sprechzeiten

    nach Vereinbarung
• Open SeeGround

  Entwicklung eines Messverfahrens, dass es autonomen Roboterfahrzeugen ermöglicht, mit heute daran schon häufig vorhandenen 2D Lidar-Sensoren zusätzlich auch eine Hinderniserkennung am Boden vorzunehmen. Dieses neue Messverfahren verschafft Robotern trotz nur minimaler Zusatzkosten eine deutlich verbesserte Umfeldwahrnehmung und erleichtert damit deren Einsatz in unkontrollierten Bereichen, in denen sich auch Menschen bewegen können.
   

  Das Projekt wird gefördert durch : Baden-Württemberg Stiftung gGmbH

  Projektdauer : 1.April 2023 - 31. Januar 2025

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  • Prof. Dr. Hartmut Gimpel

    Vorsitzender des Prüfungsausschuss MA Bachelor, Anerkennungen von Studienleistungen, Quereinsteiger Fachgebiete: Messtechnik, Sensoren, Optik, Physik

  • Raum G 242A
    +49 7531 206-344
    hartmut.gimpel@htwg-konstanz.de

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    Sprechzeiten

    nach Vereinbarung
• F&E-Auftrag: Feinzerkleinerung und -klassierung von Insektenlarven; Feinzerkleinerung und -klassierung von Hülsenfrüchten und Hafer

  Proteine sind essentielle Makronährstoffe der menschlichen und tierischen Ernährung. Im Hinblick auf eine wachsende Weltbevölkerung und den hohen Ressourcenbedarf bei der Nutztierhaltung geraten als Alternativen zu traditionellen tierischen Proteinen zunehmend pflanzliche (z.B. Hülsenfrüchte) und insektenbasierte Eiweißquellen in den Blick. Während proteinreiche Insekten in vielen Teilen der Welt fester Bestandteil des menschlichen Speiseplans sind, stoßen sie insbesondere bei westlichen Konsument*innen auf Vorbehalte. Ein
  Ansatz zur Erhöhung der Verbraucherakzeptanz besteht darin, getrocknete Insekten zu Insektenmehlen zu vermahlen, die anschließend zu Nahrungsmittelprodukten weiterverarbeitet werden können. Im Rahmen des Projekts wurden erste Versuche zur Vermahlung und anschließenden Klassierung von getrockneten Insektenlarven durchgeführt mit dem Ziel, geeigente Prozessparameter zu identifizieren. Zur Beurteilung der Zerkleinerungsergebnisse wurde unter anderem die Laserbeugungsspektrometrie herangezogen.

  Zur Feinzerkleinerung und -klassierung von Hülsenfrüchten und Hafer als Proteinquellen: Die Samen von Leguminosen wie Ackerbohnen und Erbsen weisen einen hohen Proteingehalt von 20 – 30 % bezogen auf die Trockenmasse auf. Durch mechanische Feinzerkleinerung in Prallmühlen und anschließende Windsichtung – einVerfahren, das auch als Proteinverschiebung bezeichnet wird – lassen sich proteinreiche Feinmehle mit Proteingehalten von bis zu 60 % herstellen, die z.B. zu Textured Vegetable Protein weiterverarbeitet werden können.

  Ziel des Projekts war die experimentelle Identifizierung von Zerkleinerungs- und Sichtparametern, die zu einer Maximierung des Proteingehalts in der Feinfraktion führen. Die Versuche dazu wurden auf einer Sichtermühle und einem Windsichter im Labormaßstab durchgeführt. Neben mittels Laserbeugung bestimmten Partikelgrößenverteilungen wurde der vom Projektpartner bestimmte Proteingehalt zur Beurteilung der Ergebnisse herangezogen.

  Das Projekt wird gefördert durch : Essento Food AG; Group Minoteries SA ; Institut für Werkstoffsysteme Thurgau

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  • Prof. Dr.-Ing. Christian Nied

    Fachgebiete: Partikeltechnologie/Mechanische Verfahrenstechnik, Recycling

  • Raum H 003
    +49 7531 206-535
    christian.nied@htwg-konstanz.de

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    Sprechzeiten

    nach Vereinbarung
• Ultraschallbasierte Verbesserung des Reibkontaktes und adaptierte Materialflusssimulation in Spreizwerkzeugen für großdimensionierte hochfeste Aluminiumkammerprofile

  Herausforderungen wie beispielsweise Batteriekästen in der Elektromobilität stellen höhere Ansprüche an die verwendeten Aluminiumwerkstoffe bei kosteneffizienter Herstellung. Dies erfordert das Strangpressen von hochfesten, großvolumigen Aluminiumprofilen. Im wesentlichen wird durch das Teilprojekt "Entwicklung von Auslegungsmodellen zur praxisgerechten Beschreibung des elastoplastischen Verformungsverhaltens von Tragarmen in Spreizwerkzeugen und zugehörige Werkstoffauswahl zur Herstellung großdimensionierter Strangpressprofile" erreicht. Der innovative Kern ist dabei die Auslegung der Tragarme großvolumiger Werkzeuge auf eine maximal zulässige plastische Dehnung. Im Ergebnis werden Konstruktionsrichtlinien und Handlungsanweisungen erzeugt, die der Industrie ermöglichen, neue leistungsfähigere und effizientere Werkzeuge herzustellen und so neue Märkte zu erschließen. Ein weiterer Gewinn wird durch nachhaltige, werkstoffeffiziente Werkzeuge und Produkte erzielt.

  Das Projekt wird gefördert durch : Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - ZIM

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  • Prof. Dr. Verena Merklinger

  • Raum H 201
    +49 7531 206-316
    verena.merklinger@htwg-konstanz.de
• LiSSS - Lightweight Selfcut Stealth Screw

  Ziel des Projektes war die Entwicklung einer Gattung selbstschneidender und selbstverklebender Kunststoffschrauben zur multidisziplinären Anwendung sowie eine Berechnungsgrundlage für die konstruktive Verwendung von Kunststoffschrauben. Gegenwärtiger Stand der Technik selbstschneidender Schrauben sind Modelle aus Metall, die über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und hohes Gewicht verfügen sowie korrosionsanfällig sind.

  Der Zahlungseingang für 2022 erfolgte nach Projektende (31.12.2021). Trotz erheblicher Einschränkungen durch die Covid-19 Pandemie wurden 2020 die ersten Prototypen der selbstfurchendenSchraube 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. Zunächst wurde die Größe M5x30 realisiert, weitere Größenzwischen M4 und M8 sind durch weitere Einsätze für das Spritzgusswerkzeug umsetzbar. Die Schrauben wurden gemustert, aus den Materialien Polyamid 6 (PA6) GF30, PA6 GF50, PEEK GF30, Polyarylamid (PARA),Polyphenylenoxid (PPO) und Acylnitril-Butadien-Styrol (ABS) hergestellt. In weiterer Folge wurde die Entwicklung einer selbstschneidenden Schraube vorangetrieben, die sich in gemischte, gepresste Kunststoffmaterialien (und nicht vorrangig Fassadenmaterialien) einschrauben lässt. Die Herstellung des Werkzeugeinsatzes befand sich bei Projektende noch in der Umsetzung beim Werkzeugbauer (Stand 24. November
  2021).

  Die Entformbarkeit der Schraube stellte dabei eine große Herausforderung an den Werkzeugbauer dar. Wenn der Werkzeugeinsatz die gewünschte Qualität hat und entsprechend auch die Qualität bei der gespritzten selbstschneidenden Schraube ausreichend gut ist, werden fünf weitere Einsätze gefertigt, um ein 6-fach Werkzeug für die Herstellung der Schrauben zu nutzen. Als Grundlage für das Kundenvertrauen bzw. für die konstruktive Nutzung wurde die Basis einer Berechnungsgrundlage realisiert, die wesentliche Lastfälle einbezieht
  und Anwendungsbereiche definiert. Die Berechnungsgrundlage wurde auf der bekannten Berechnung für Stahlschrauben mit einem Flankenwinkel von 60° in hochbeanspruchten und hochfesten Schraubenverbindungen (VDI 2230) beruhend aufgebaut.

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

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  • 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 rostfreinem Edelstahl

  Teilprojekt : Erforschung des Einflusses von Bearbeitungs-und Prozessparamentern 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 soll 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 Der Firmenpartner als Spezialist für Edelstahlfässer im Bereich der Pharma- und Chemieindustrie sowie die HTWG als Spezialist für Werkstoffwissenschaften. Beginnend im Jahr 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. Das Projekt wurde Ende Juni 2022 erfolgreich abgeschlossen. Das neu entwickelte Schleifverfahren führt zu deutlich homogeneren Edelstahloberflächen, deren Korrosionsbeständigkeit über Anpassung der Nachbearbeitung nochmals optimiert wurde. Die Oberflächen kennzeichnet, nachgewiesen durch DIN-konforme Testungen, eine erheblich verbesserte Beständigkeit gegenüber Kontaminationen und Anhaftungen.

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

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  • 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 neuartiger Herstellungs- und Nachbearbeitungsverfahren für Industriemesser mit innovativen Eigenschaften

  Ziel des Projektes ist die Herstellung dünnwandiger Industriemesser am Anwendungsbeispiel für Brotschneidemaschinen, um das Anhaften von Lebensmittelresten ohne aktuell übliche Beschichtungen zu vermeiden und die Schneidqualität zu verbessern und insbesondere auch weiche und klebrige Lebensmittel schneiden zu können. Im Mittelpunkt der Arbeiten des KMU Alfred Giesser Messerfabrik GmbH stehen die Entwicklung und Realisierung der Herstellungsprozesse, was das Härten und die Oberflächenbearbeitung umfasst. Die HTWG wird die Wirkzusammenhänge zwischen Härten, Gefüge und erzielten Materialeigenschaften untersuchen und geeignete Prozessbedingungen ableiten. Die Herausforderung und Innovation liegen darin, dass ein möglichst verzugfreies Härten und gezieltes Einstellen der Gefügestruktur bei einem sehr geringen Volumen zu Fläche Verhältnis zu realisieren ist, um die Klingen in der angestrebten geringen Wandstärke mit hoher Stabilität reproduzierbar herstellen zu können.

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

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  • 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 neuartiger Partikelsimulationen und Verfahren zur individuellen nichtlinearen Steuerung des Zeit-Span-Volumens beim Oberflächengleitschleifen

  Anwendungen in der Pharma-, Kosmetik- oder Lebensmittelindustrie erfordern häufig den Einsatz von vergleichsweise beständigen rostfreien Edelstählen, welche in keiner Weise in Interaktion mit den dort hergestellten Produkten treten dürfen. Hierzu wird im vorliegenden Projekt ein neuartiges Verfahren entwickelt, das die Substitution der bisher empirischen Vorgehensweise ermöglicht. Das neue automatisierte Verfahren ermöglicht die kundenspezifische Individualisierung der angestrebten Behälterinnenfläche auf Grundlage neuartiger Simulationen und Verfahren zur nicht-linearen Steuerung des Zeit-Span-Volumens beim OGF-Verfahren. Ein weiteres innovatives Ziel ist die Herstellung hochglänzender und korrosionsbeständiger Ober­flächen erstmalig ohne zu elektropolieren. Die Systemlösung soll die gezielte, individuelle Einstellung der Oberflächenparameter und- eigenschaften hinsichtlich Anhaftungseigenschaften, Reinigbarkeit und Topografie ermöglichen.

  Durch die Verknüpfung numerischer Daten mit dem experimentell bestimmten Zeit-Span-Volumen soll es erstmals möglich sein, asymmetrische und komplexe Formen, Sonderformen sowie Anbauten der Behälter gezielt und individualisiert zu bearbeiten. Nach Projektbeginn wurde die Simulationssoftware beschafft., seitdem  laufen erste Kalibrationen, die parallel experimentell verifiziert werden.

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

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  • 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
• HighFlexVARI - Entwicklung eines flexiblen, simulationsgestützten Prozesses der vakuumassistierten Harzinfiltration für trockengewickelte Carbonbauteile für Raumfahrtanwendungen

  Kohlefaserverstärkte Kunststoffe ermöglichen ultraleichte Bauteilen mit geringem Materialeinsatz. Besonders die Herstellung durch Wickeln bietet bei optimaler Lastaufnahme größere Gestaltungsfreiheit.
  Nasswickeltechniken sind für die Herstellung von 3D-Strukturen etabliert. Niederviskose Hochleistungsharze, wie sie in der Luft- und Raumfahrt angewendet werden müssen, lassen sich jedoch prozessbedingt im Nasswickeln nur sehr eingeschränkt einsetzen.
  Daher ist Ziel dieses Projektes die Entwicklung eines stabilen Herstellungsprozesses für trockengewickelte, dickwandigen Bauteilen mit komplexer 3D-Geometrie, die nachträglich mit einem vakuumunterstütztes Infusionsverfahren (VARI)-Verfahren mit niedrigviskosem Hochleistungsharz getränkt werden. Kernbestandteil dieses Herstellungsprozesses ist ein Berechnungsmodell, welches in Abhängigkeit der Bauteilgeometrie, der Faserlage, sowie der Materialpaarungen (Fasern und Harz-System) das Infiltrationsverhalten abbildet. Ausgehend von einfachen Geometrien wird ein solches Berechnungsmodell aufgestellt, iterativ verfeinert und für komplexe reale Bauteilgeometrien verifiziert.

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

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  • 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
• EasyScrew - Entwicklung korrosionsbeständiger, selbstschneidender Kunststoffschrauben mit bisher nie erzielten Eigenschaften hinsichtlich Oberflächenhärte und maximalen Lastübertrags sowie Zugfestigkeiten bis 150 N/mm²

  Der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen zur signifikanten Gewichtsreduktion, ist eine der wirksamsten Methoden zur Verringerung des CO2-Ausstosses. Nach SdT werden im Leichtbau primär Aluminiumschrauben verwendet, welche jedoch den Nachteil der Kontaktkorrosion u. ausgeprägte Reibungs- und Verschleißeffekte aufweisen. Kunststoffe haben den enormen Vorteil, dass sie korrosionsbeständig sind und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Gewichtseinsparungen durch den Einsatz von Kunststoff liegt bei bis zu 80 %. Vor allem im Leichtbau sind gewindeformende Schrauben das Mittel der Wahl, für die jedoch noch kein geeignetes Leichtbausubstitut gefunden werden, da diese bisher nicht die benötigten Festigkeitswerte erzielen. Ziel des Projektes ist die erstmalige Entwicklung einer selbstschneidenden Kunststoffschraube mit bisher nie erzielten Eigenschaften hinsichtlich Bruchdehnung sowie einer maximalen Zugfestigkeit und maximalen Zugkraft sowie selbstverlöschender Eigenschaft. Die Kombination aus selbstschneidender Eigenschaft und maximalen mechanischen Kennwerten ermöglicht viele Anwendungsgebiete mit dem zukünftigen Ziel die Metallschraube in vielen Bereichen zu ersetzen.

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

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  • 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
• 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

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  • Prof. Dr. Guido Baltes

    Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Transformation (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.

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  • Prof. Dr. Guido Baltes

    Direktor des Instituts für Strategische Innovation & Transformation (IST)

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

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  • Prof. Dr. Verena Merklinger

  • Raum H 201
    +49 7531 206-316
    verena.merklinger@htwg-konstanz.de
• 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.

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  • Prof. Dr. Todd Alexander Deißer

    Prodekan MA, Leiter BRT-Team

  • Raum H 102
    +49 7531 206-283
    tdeisser@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

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  • 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

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  • 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.

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  • 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.

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  • 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.

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  • 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

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  • Prof. Dr.-Ing. Dr.sc.agr. Kurt Heppler

  • Raum G 175
    +49 7531 206-321
    kheppler@htwg-konstanz.de
• 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.

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  • Prof. Dr.-Ing. Dr.sc.agr. Kurt Heppler

  • Raum G 175
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• 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

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  • Prof. Dr. Ditmar Ihlenburg

    Studiendekan MWI

  • Raum H 202
    +49 7531 206-238
    ditmar.ihlenburg@htwg-konstanz.de

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  • 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.

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  • Prof. Dr. Verena Merklinger

  • Raum H 201
    +49 7531 206-316
    verena.merklinger@htwg-konstanz.de