RESSOURCENSCHONENDE OPTIMIERUNG VON KUNSTSTOFFBAUTEILEN

Förderprogramm

Das Projekt wurde im Rahmen der „Grünen Technologiewerkstatt Hof“ durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. 

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
Abb. 1: FEM-Simulation überhöhte Darstellung der Bauteil-verformung (oben); Simulative Strukturoptimierung auf Basis der Lastdefinition (unten)

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

https://rohrpost.de/

Kontakt

Prof. Dr. Tobias Plessing | University of Applied Science Hof

Prof. Dr. Tobias Plessing

Ingenieurwissenschaften
Maschinenbau

Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Raum: C 117
Fon: +49 (0) 9281 / 409 4720
Fax: +49 (0) 9281 / 409 55 4720
E-Mail: tobias.plessing@hof-university.LÖSCHEN.de

Dr. Andy Gradel | University of Applied Science Hof

Dr. Andy Gradel

Institut für Wasser- und Energiemanagement (iwe)

Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Raum: G 035
Fon: +49 (0) 9281 / 409 4584
Fax: +49 (0) 9281 / 409 55 4584
E-Mail: andy.gradel.2@hof-university.LÖSCHEN.de

 

 Maximilian Heinrich | University of Applied Science Hof

Maximilian Heinrich

Institut für Wasser- und Energiemanagement (iwe)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Raum: G 035
Fon: +49 (0) 9281 / 409 4583
Fax: +49 (0) 9281 / 409 55 4583
E-Mail: maximilian.heinrich.2@hof-university.LÖSCHEN.de

 

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Corner

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Alfons-Goppel-Platz-1
95028 Hof

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

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Kulmbacher Str. 76
95213 Münchberg

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Kulmbacher Straße 11
96317 Kronach

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

Campus Selb

Spiegelhaus
Wittelsbacher Str.41
95100 Selb
Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000