Ressourcenschonende Optimierung von Kunststoffbauteilen
Förderprogramm
Die GTW Hof wurde mit einer Zuwendung von 1.474.000 € aus EFRE-Mitteln zu 50 % kofinanziert.
Hintergrund
Die Schonung von Ressourcen ist einer der Leitsätze bei Entwicklungen heutzutage. Dies erfordert jedoch häufig einen hohen Entwicklungsaufwand oder neue Methoden zur Vorhersage von Bauteileigenschaften. Mittelständische Unternehmen können häufig nicht auf entsprechende Kenntnisse und Kompetenzen zurückgreifen, die eine solche Entwicklung erlauben. Der Projektpartner Hörtig Rohrpost GmbH ist ein mittelständischer Hersteller für Rohrpostsysteme, der über mehr als 50 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet verfügt. Pneumatische Rohrpostsysteme werden in zahlreichen industriellen Betrieben zum schnellen und kosteneffizienten Transport von Geldpaketen, Waren, Proben und anderen Objekten mit begrenzten geometrischen Abmaßen verwendet. Das Unternehmen ist kontinuierlich bestrebt, Produkte und Produktionsprozesse innovativer und ressourcenschonender zu gestalten, verfügt jedoch aufgrund seiner Infrastruktur und Unternehmensgröße nicht über die Kapazitäten, große Feldtests durchzuführen oder eine numerische Berechnungsabteilung zu etablieren. Um Bauteile künftig ressourceneffizienter herzustellen, sollte die Fertigung auf ein lastgerechtes Spritzgusskonzept umgestellt werden. Anhand eines konkreten Bauteils wurde dem Unternehmen Know-How zur ressourceneffizienten Gestaltung vermittelt. Für den Projektpartner bot sich dadurch zukünftig ein hohes Einsparpotential für Rohstoffe und Kosten.
Zielsetzung
In einer Baugruppe der Firma Hörtig Rohrpost GmbH befand sich ein Kunststoffbauteil, welches bisher bei der Fertigung aus dem Vollen gefräst wurde. Diese sollte mit Hilfe von FEM-Berechnung und wenigen Validierungsversuchen effizient verbessert werden. Ziel war dabei, die Bauteilsteifigkeit zu erhöhen, um einen daraus bedingten Verschleiß zu verhindern. Hinzu kamen Betrachtung und Wissenstransfer zu ressourceneffizienter Bauteilgestaltung und Fertigungsverfahren. Dafür erarbeitete die Hochschule Hof mit dem Partner last- und fertigungsgerechte Optimierungsansätze sowie numerische Berechnungen und schuf dadurch einen nachhaltigen Wissenstransfer. Der Projektpartner stellte dafür die erforderlichen Daten zur Verfügung und führte Versuchsreihen mit Prototypen durch.
Technologie
Angewandte Technologien:
- Bestimmung von Lastfällen
- Bauteilberechnung und -optimierung mittels FEM-Simulation
- Validierung der Simulation mit Realversuchen
- Vermittlung und Anwendung der Kenntnisse zu Spritzguss und additiver Fertigungsverfahren
Ergebnisse
Bei der Durchführung des Projekts wurden Grundkenntnisse zur FEMBerechnung sowie deren Einsatz
und Nutzen vermittelt. Außerdem wurden Bauteilschwachstellen ermittelt, wodurch sich Handlungsempfehlungen ergaben. Bei der Anwendung additiver Fertigungsverfahren wurden neue Erkenntnisse und Möglichkeiten zu deren Einsatz vermittelt.
Projektpartner
Hörtig Rohrpostsysteme GmbH
Sophian-Kolb-Straße 4
95448 Bayreuth