// Dual Technik studieren

Studienarbeiten Maschinenbau 2017

Die Studierenden im 6. Semester unseres größten Technik-Studiengangs Maschinenbau haben die Ergebnisse ihrer Studienarbeiten präsentiert. Wir waren mit der Kamera für euch vor Ort: Eine Auswahl an Studis hat uns erklärt, was sie herausgefunden haben. Lest selbst

Von Redaktion DHBW Mosbach

Grundlagen und Anwendungen der Querstromfiltration an der CRD-01-Filter-Anlage
Bei der Querstromfiltration (QSF) werden Feststoffteilchen aus der Flüssigkeit getrennt. Diese Suspension fließt längs, quer dazu befinden sich die Filter, die die Feststoffteilchen zurückhalten und nur das Filtrat durchlassen. Die Hauptanwendung der Anlage ist es, bei gegebener Suspension die Filtermaterialien zu bestimmen.
Durch Versuche wurde die Anlage kennengelernt. Dabei stellte sich heraus, dass die Filtrationsleistung bei Versuchen mit unterschiedlichen Konzentrationen gleichbleibt. Jedoch bei gleicher Konzentration und unterschiedlichen Suspensionstemperaturen gibt es einen Anstieg der Filterleistung, was an der Abnahme der Viskosität der Suspension liegen kann. Dieser Versuch an der CRD-01-Anlage ist ein anschaulicher Versuch für nachfolgende Studenten der Verfahrenstechnik, um das Prinzip der QSF kennenzulernen.

Druckgerechte Konstruktionsprinzipien und Versuche mit Polylactiden
Mein Thema lautet „Druckgerechte Konstruktionsprinzipien und Versuche mit PLA“. Da mich das Thema 3D-Druck sehr fasziniert und ich mich zu Hause damit auseinandersetze, habe ich mich für dieses Thema entschieden. Außerdem besitze ich selbst einen 3D-Drucker (Ultimaker 2+), sodass ich die Versuche selbst von zu Hause aus durchführen konnte. Die Studienarbeit bestand aus Literaturrecherche und praktischen Versuchen. Die Literaturrecherche beschäftigte sich mit der Konstruktion von 3D-Druck-Teilen und dem verwendeten Material zum Druck. Im Versuch wurde ein komplexes Modell von der Plattform Thingiverse heruntergeladen und ausgedruckt. In diesem Fall handelt sich um einen Vierzylindermotor als Funktionsmodell.

Spanende Bearbeitung mit Keramikschneidstoffen
Im Rahmen der generellen Einarbeitung in das Thema ist aufgefallen, dass es zwar eine Vielzahl an Abhandlungen zu keramischen Schneidstoffen gibt, eine Übersicht jedoch fehlt, die den Praktiker auf strukturierte Weise zur richtigen Schneidkeramik für seine Anwendung führt. Neben dieser werden im Rahmen der Studienarbeit die Bedingungen sowie die Vorteile der Nutzung von Schneidkeramiken dargelegt. Sowohl die Trockenbearbeitung als auch die gesteigerte Produktivität durch die hohen Schnittgeschwindigkeiten machen die Keramiken zu einem Schneidstoff mit hohem Einsparungspotential für die industrielle Fertigung.

Konzeptionierung und Auslegung einer Wärmepumpe für einen Laborprüfstand
Gegenstand meiner Studienarbeit des 6. Semesters war die Konzeptionierung und Auslegung einer vorhandenen Wärmepumpe für einen Laborprüfstand. Dieser soll in einem Labor der DHBW-Mosbach aufgebaut werden. Im Austausch mit der zuständigen Kältetechnikfirma der DHBW-Mosbach und einem weiteren Unternehmen wurde der Prüfstand erarbeitet. Sowohl der Sole-Wasser-Kreislauf als auch der Heizkreislauf waren hierfür auszulegen. Durch geeignete Messsensorik können die Studenten später die vorhanden Drücke und Temperaturen im System nachverfolgen.

Konstruktion und Berechnung einer Fahrradkurbel aus Hochleistungsthermoplast
Das Hauptziel der Arbeit war die Konstruktion einer Fahrradkurbel aus einem Hochleistungskunststoff. Die geometrischen Rahmenbedingungen und Grundlagen wurden anhand einer bereits vorhandenen Aluminiumkurbel gesetzt. Für die Optimierung der Konstruktion und einen späteren Vergleich der Kunststoff- und Aluminiumkurbel wurden am Rechner FEM-Berechnungen durchgeführt. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, dass es kaum möglich ist, Aluminium sinnvoll durch einen Thermoplasten zu ersetzen, da dieser nicht steif genug ist.

Experimentelle und rechnerische Ermittlung der Isolierfähigkeit verschiedener Thermoskannen
Ich habe mich mit der Isolierfähigkeit verschiedener Thermoskannen beschäftigt. Dazu habe ich Versuche mit zwei unterschiedlichen Modellen durchgeführt und im Anschluss versucht, die Ergebnisse mit Rechnungen zu bestätigen. Da die verwendeten Formeln jedoch primär für technische Gegenstände wie z.B. Rohre gedacht sind, konnte das Experiment kaum mathematisch belegt werden.
Trotzdem hat sich bestätigt, dass die Isolation am besten ist, wenn zwischen dem Innen- und Außenkörper der Kanne ein Vakuum herrscht. Dies ist meistens bei Modellen aus Edelstahl der Fall.

Das Pedelec "i:SY" – Technik, Erprobung und Wirtschaftlichkeit
Während die Elektromobilität im Automobilsektor in Deutschland nur stockend vorankommt, ist die Fahrradindustrie bereits deutlich weiter: Der Anteil von Rädern mit elektrischem Hilfsmotor, sogenannte Pedelecs oder eBikes, am Verkaufsvolumen von Fahrrädern betrug 2016 etwa 15 Prozent. Dagegen betrug der Prozentsatz von Elektroautos bezogen auf die Neuzulassungen 2016 gerade einmal 1,77 Prozent.
Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs und der dadurch unkomplizierten Lagerung und Mobilität wird eine neue Art Pedelec immer beliebter: Das 20-Zoll-Kompaktrad. Die Studienarbeit befasst sich dabei mit einem speziellen Vertreter dieser Klasse, dem "i:SY". Es wird auf technischer Ebene mit "normalen" Pedelecs verglichen und die Zukunftschancen des Rades werden abgeschätzt.

Rohstoffbedarf der Elektromobilität
Die Bundesregierung und die Regierungen anderer Länder haben ehrgeizige Ziele für den Ausbau der Elektromobilität gesetzt. Die Ausrüstung einer großen Fahrzeugflotte mit Energiespeichern erfordert entsprechend große Mengen an Rohstoffen, die aufgesucht, gefördert, aufbereitet, transportiert und zu den Energiespeichern verarbeitet werden müssen.
Für die Lithium-Ionen-Akkumulatoren-Technik wurde der entsprechende (energetische) Aufwand und die Auswirkungen auf die Geosphäre abgeschätzt

Konstruktion eines Heißluft-Apparates zur Herstellung von Popcorn
Ich habe einen Wirbelschicht-Apparat zur Herstellung von Popcorn konstruiert. Die Idee dazu entstand, als die Studierendenvertretung beim ersten „Kino unter den Sternen“ eine Popcorn-Maschine ausgeliehen hat – und wir erkannten, dass wir so etwas auch selbst konstruieren können. In Laborversuchen, die ich selbst konzipiert habe, wurden die Randdaten wie Betriebstemperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Füllmenge ermittelt. Damit habe ich dann ein CAD-Modell konstruiert und Fertigungszeichnungen erstellt, mit denen die Maschine gebaut werden kann.