Crane Masters

Crane Masters ist ein dreisemestriges Projekt, in dem Du den vollständigen Entwicklungsprozess eines technischen Produkts kennenlernst – von der ersten Idee über die Konstruktion und Fertigung bis hin zur experimentellen Validierung und Optimierung. In interdisziplinären Teams entwickeln die Studierenden einen Modellkran und wenden dabei Methoden aus Konstruktion, Festigkeitslehre, CAD, Fertigungstechnik, Messtechnik und Simulation praxisnah an.

Im Mittelpunkt steht das projektorientierte Arbeiten: Die Studierenden übernehmen Verantwortung für den gesamten Entwicklungsprozess, treffen konstruktive Entscheidungen auf Basis technischer Berechnungen und überprüfen ihre Ergebnisse experimentell. Dadurch werden sowohl fachliche Kompetenzen als auch Teamarbeit, Projektorganisation und ingenieurwissenschaftliches Denken gefördert.

Das erwartet unsere Projektteilnehmenden

  • Konstruktion und CAD: Von der ersten Handskizze bis zum vollständigen 3D-CAD-Modell entwickeln die Studierenden einen eigenen Modellkran und lernen den systematischen Konstruktionsprozess praxisnah kennen.
  • Berechnung und Auslegung: Lastfälle werden definiert, Festigkeitsnachweise geführt und Konstruktionen hinsichtlich Tragfähigkeit, Stabilität und Funktion technisch ausgelegt.
  • Optimierung: Verschiedene Konstruktionsvarianten werden analysiert und hinsichtlich Gewicht, Materialeinsatz und Leistungsfähigkeit bewertet und verbessert.
  • Fertigung und Montage: Die entwickelten Bauteile werden in den Werkstätten eigenständig gefertigt und anschließend zu einem funktionsfähigen Modellkran montiert.
  • Experimentelle Messtechnik: Belastungsversuche sowie Messungen mit Dehnungsmessstreifen (DMS) und Digital Image Correlation (DIC) ermöglichen die Untersuchung des realen Trag- und Verformungsverhaltens.
  • Simulation und Validierung: Numerische Berechnungen und Simulationen werden mit den experimentellen Ergebnissen verglichen, um die entwickelten Modelle zu überprüfen und weiterzuentwickeln.
  • Leichtbau und Innovation: Im abschließenden Projektsemester optimieren die Studierenden bestehende Konstruktionen mithilfe moderner Methoden der numerischen Optimierung und des Leichtbaus.
  • Projektarbeit im Team: Während des gesamten Projekts arbeiten die Studierenden in kleinen Teams zusammen, organisieren ihren Entwicklungsprozess eigenverantwortlich und präsentieren ihre Ergebnisse am Ende jeder Projektphase.

1. Handskizze: Ihr entwickelt erste Ideen für euren Kran, erstellt Handskizzen und bewertet die Machbarkeit verschiedener Konzepte.

2. Digitalisierung: Anschließend überführt ihr eure Idee in ein 3D-CAD-Modell und entwickelt die Konstruktion bis zu den einzelnen Baugruppen weiter.

3. Berechnung der Auslegung: Ihr definiert die Lastfälle eures Krans, führt die erforderlichen Festigkeitsnachweise durch und überprüft die Auslegung.

4. Optimierung der Konstruktion: Auf Basis der Berechnungen vergleicht ihr verschiedene Varianten und verbessert eure Konstruktion hinsichtlich Stabilität, Gewicht und Funktion.

5. Fertigungszeichnung: Abschließend erstellt ihr normgerechte Fertigungszeichnungen und Stücklisten als Grundlage für den Bau eures Krans.

6. Prototyp in Sicht: Mit einer vollständigen Konstruktion und allen Fertigungsunterlagen ist euer Kran bereit für die Fertigung und die anschließende Präsentation.

From Idea to Design

1. Fertigung: Ihr fertigt die Bauteile eures Krans eigenständig an den vorhandenen Maschinen und Anlagen der Werkstatt. Dabei sammelt ihr praktische Fertigungserfahrung und setzt die Konstruktionsunterlagen selbstständig um.

2. Montage: Anschließend montiert ihr die gefertigten Bauteile zu eurem Kran und überprüft dessen Funktion sowie Maßhaltigkeit.

3. Belastungsversuche: Im nächsten Schritt führt ihr Belastungsversuche an eurem Kran durch, um dessen Trag- und Verformungsverhalten experimentell zu untersuchen.

4. DMS/DIC: Während der Versuche erfasst ihr die auftretenden Dehnungen und Verformungen an eurem Kran mithilfe von Dehnungsmessstreifen (DMS) und der Digital Image Correlation (DIC).

5. Validierung: Abschließend vergleicht ihr die gewonnenen Messdaten mit euren Berechnungs- und Simulationsergebnissen und validiert damit euer Kranmodell.

From Design to Reality

1. Analyse eines gegebenen Kranmodells: Ihr analysiert einen Kran und bewertet dessen Tragverhalten, Schwachstellen sowie Optimierungspotenziale mit Profitools.

2. Numerische Optimierung: Mithilfe numerischer Methoden entwickelt ihr Verbesserungen für diesen Kran und passt die Konstruktion gezielt an.

3. Variantenvergleich: Ihr erstellt und bewertet verschiedene Konstruktionsvarianten hinsichtlich Tragfähigkeit, Gewicht und Effizienz, um die beste Lösung zu identifizieren.

4. Leichtbau: Anschließend optimiert ihr den Kran nach Leichtbauprinzipien, reduziert den Materialeinsatz und erhaltet gleichzeitig die erforderliche Stabilität.

5. Simulation: Zum Abschluss überprüft ihr die optimierte Konstruktion mithilfe von Simulationen und bewertet die Auswirkungen der vorgenommenen Änderungen.

Engineering Beyond the Prototype