{"id":7640,"date":"2017-08-02T17:07:48","date_gmt":"2017-08-02T16:07:48","guid":{"rendered":"http:\/\/technischesdesign.mw.tu-dresden.de\/blog\/?p=7640"},"modified":"2017-08-21T12:59:18","modified_gmt":"2017-08-21T11:59:18","slug":"leichtbau-mit-design-die-optimierten-baggerarme-des-diesjaehrigen-designentwurfsprozesses","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/technischesdesign.mw.tu-dresden.de\/blog\/leichtbau-mit-design-die-optimierten-baggerarme-des-diesjaehrigen-designentwurfsprozesses\/","title":{"rendered":"Leichtbau mit Design: Die optimierten Baggerarme des diesj\u00e4hrigen Designentwurf-Prozesses"},"content":{"rendered":"

\"Baggerarme_gro\u00df\"<\/a><\/p>\n

Diese Woche fand die Abschlusspr\u00e4sentation der Lehrveranstaltung Designentwurfsprozess <\/a>satt, die aus einer Vorlesung und einem Praktikum besteht. Ziel des Moduls ist das Kennenlernen des Designentwurfsprozesses innerhalb der Produktentwicklung mit seinen spezifischen Aufgaben, Methoden und Zielen. W\u00e4hrend in der Vorlesung theoretisches Wissen \u00fcber Produktdesign vermittelt werden, wird im Praktikum das entwerferische Handeln und das methodische Vorgehen anhand einer praxisorientierten Aufgabe selbst erlebt.<\/p>\n

Dieses Semester sollte ein Baggerarm hinsichtlich seines Gewichtes optimiert werden. Dazu wurden die Studierenden in acht interdisziplin\u00e4re Gruppen eingeteilt, die aus Wirtschaftsingenieuren, Psychologen, Maschinenbauern und Technischen Designern bestanden. Ziel war es ein 3D-gedrucktes ma\u00dfst\u00e4bliches Model des optimierten Baggerarms herzustellen und an einem Lego-Bagger auszutesten. Betreut wurde das Projekt ebenfalls interdisziplin\u00e4r: Von der Professur f\u00fcr Fluidtechnik von Prof. Weber, der Professur f\u00fcr Funktionsintegrativen Leichtbau von Prof. Modler und der Juniorprofessur f\u00fcr Technisches Design von Jun.-Prof. Krzywinski.<\/p>\n

In dem Prozess haben die Studierenden sich die Aufgaben je nach Fachrichtung aufgeteilt, wobei sie die Methoden dazu parallel in der Vorlesung kennengelernt haben:<\/p>\n

\u00dcber Mind-Maps wurden zun\u00e4chst m\u00f6gliche Einsatzszenarien zusammengetragen. Ein Einsatzszenario wurde daraus ausgew\u00e4hlt, pr\u00e4zisiert und \u00fcber Bilder und Personas veranschaulicht. Daraus wurden weitere Anforderungen an den Baggerarm abgeleitet. Im Anschluss analysierten einige Gruppen das gew\u00e4hlte Szenario mit einer SWOT-Analyse. Au\u00dferdem kam der Morphologische Kasten zum Einsatz um Ans\u00e4tze f\u00fcr die technische Umsetzung zu generieren. Die entstandenen Varianten wurden im Anschluss anhand der vorher ausgearbeiteten Anforderungen bewertet und sich dann entschieden. Daraufhin wurde das technischen Konzept weiter ausgearbeitet, und parallel dazu Moodboards zur Festlegung des Designs erstellt. Dies sollte vor allem der Kommunikation der technischen Neuerungen des Arms dienen. Im Anschluss entstanden die ersten Zeichnungen und Sketches.<\/p>\n

Um schnell diese Ideen zu \u00fcberpr\u00fcfen und weiterzuentwickeln, wurden die Ideen als Papiermodelle gebaut. Nach einer Zwischenpr\u00e4sentation der Konzepte wurden die Papiermodelle in Iterationsschleifen\u00a0weiterentwickelt und die technischen Konzepte grob vorausgelegt, sowie erste Kostenabsch\u00e4tzungen vorgenommen. Als n\u00e4chstes wurden die weiterentwickelten Modelle ins CAD \u00fcbertragen und anschlie\u00dfend im Makerspace <\/a>der SLUB 3D-gedruckt.<\/p>\n

Resultat des Projekts sind acht sehr unterschiedliche und spannende Baggerarmkonzepte:<\/p>\n

Fiber Boom \u2013 das Konzept sieht einen Bagger arm vor, der vollst\u00e4ndig aus carbonfaserverst\u00e4rktem Kunstoff besteht. Dies erreicht er durch seine innere Struktur, die wie bei Kr\u00e4nen aus einer Art Fachwerk besteht.<\/p>\n

XTD20 \u2013 der XTD20 kann durch zwei Teleskoparme den Umfang von sechs Baggertypen aus dem Volvo-Produktsegment abdecken und spart so Transportkosten und Anschaffungskosten ein.<\/p>\n

\"KONICA<\/p>\n

Bionic \u2013 dieses Konzept konzentriert sich nur auf die Stiel des Baggerarms, da sich dort der gr\u00f6\u00dfte Effekt durch Gewichtseinsparung erzielen l\u00e4sst. Der Entwurf lehnt sich an die Elle- und Speichekinematik der Hand an und spart so einen Zylinder an dem vorderen Glied des Baggerarms ein.<\/p>\n

Scelex concept \u2013 angelehnt an die Struktur eines Skeletts, k\u00f6nnen alle Zylinder zur Bewegung der Kinematik in den Schwerpunkt des Bagger verlagert werden. Dadurch kommt es zu einer deutlichen Gewichtseinsparung, au\u00dferdem werden die Armelemente aus kohlefaserverst\u00e4rkten Kunststoff hergestellt.<\/p>\n

\"KONICA<\/p>\n

Luftbalgfeder \u2013 dieses Hobby- bzw. Gartenbagger-Konzept ersetzt die herk\u00f6mmlichen Hydraulikzylinder mit Luftbalgfedern, die beispielsweise bei LKWs zum Einsatz kommen. Dadurch kann eine h\u00f6here Flexibilit\u00e4t des Arms und eine Gewichtseinsparung generiert werden.<\/p>\n

Volvo X 2017 \u2013 dieses futuristisch anmutende Konzept spart doppelt Gewicht ein: durch das Weglassen einer F\u00fchrerkabine, da dieser Bagger nur noch per Fernsteuerung bewegt wird. Au\u00dferdem wird durch ein Dreiecksprofil der Baggerarmelemente der Werkstoffeinsatz reduziert.<\/p>\n

R\u00fcssel 3000 \u2013 dieses sehr flexible Konzept erweitert die Nutzbarkeit eines Baggers in engem st\u00e4dtischen Raum.<\/p>\n

\"KONICA<\/p>\n

Volvorine \u2013 dieses Konzept reduziert das Gewicht des Baggerarms in dem Aluminium als Werkstoff eingesetzt wird sowie durch die Form der einzelnen Elemente, die sich aus der jeweiligen Biegelinie ableitet.<\/p>\n

Alle Konzepte zeigen neuartige und out-of-the-Box-gedachte L\u00f6sungen auf. In diesem Semester haben die Studierenden nicht nur ihre Kenntnisse des Designprozesses weit vorangetrieben, sondern auch das Knowhow zur Erstellung funktionst\u00fcchtiger Modelle. Au\u00dferdem haben sie gelernt schl\u00fcssige Argumentationsketten aufzustellen, was vor allem in den Videos zusehen ist, die zu jedem Konzept gefilmt wurden.<\/p>\n

Hier findet ihr das gelungene Video der Gruppe „Bionic“:<\/p>\n