Aktuelle Projekte im Institut

In unserem Institut entstehen regelmäßig neue Projekte im Rahmen von Lehrveranstaltungen, Forschungsaufträgen oder Kooperationen mit Industrieunternehmen.

Einige der Projekte werden hier nachfolgend vorgestellt.

 

Im Entwicklungsprojekt 2019/2020 des Masterstudiengangs "Konstruktionstechnik und Produktentwicklung im Maschinenbau" entwickelten und bauten drei Studierendenteams

im Maßstab 1:160 (Spur N) nach. Die Modelle entsprechen optisch und funktional dem Vorbild, sind digital gesteuert und in eine der Vorbildsituation nachempfundenen Landschaft eingebettet. Sie können sowohl analog als auch digital auf Basis von PTC Thing Worx bedient werden. Eine Anbindung an kommerzielle Modelbahnsteuerungen wie der Z21 oder RocRail ist ebenfalls möglich.

Die Module sind Bestandteil der HAWwer-Rail, einer stetig aktualisierten Modelleisenbahn, die als physische Lehr- und Konstruktionsplattform für alle Methoden und Technologien rund um das Thema Digital Engineering dient.

SwarmPicker – Schwarmfähiger Autonomer Service Roboter

Künstliche Intelligenz räumt auf

Service Roboter versprechen großes Potential, gerade auch zur Unterstützung öffentlicher Dienstleistungen.  Bekannte Beispiele sind etwa Reinigungsroboter, die in professioneller Ausführung auf Bahnhöfen und Flughäfen zum Einsatz kommen. Analog mähen Rasenroboter Grünflächen, ob im heimischen Garten oder auf dem Golfplatz. Typisch für diese Art von Service Robotern ist die meist eindimensionale, reproduzierbare Aufgabe in einem abgrenzbaren und physikalisch relativ homogenen Umfeld. 

Mit dem Projekt „SwarmPicker“ soll die nächste Stufe der Autonomie untersucht und prototypisch demonstriert werden: Ein autonomer, mobiler Serviceroboter, der im Schwarm abgrenzbare, aber inhomogene Umgebungen punktuell bearbeiten kann. Ein Roboter, der Rasen von Blumenbeeten unterscheiden kann und Müll von werthaltigen Gegenständen trennt. Ein Roboter, der mit Hilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz selbstständig seine Fähigkeiten zur Navigation und der Erkennung von Inhomogenitäten steig verbessert. 

Hieraus ergeben sich eine Reihe von Fragestellungen in verschiedenen Disziplinen, die im Projekt sukzessive adressiert werden, angefangen von der Kategorisierung und Erkennung von Gegenständen und Umgebungen  über die Spezialisierung oder Generalisierung der zugehörigen Greifwerkzeuge und Plattformen bis hin zur optimalen Koordination des Schwarms in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Areal. So wird beispielsweise untersucht, wie die effiziente Reinigung der Fläche per Quadrocopter unterstützt werden kann. Die vom Quadrocopter aufgenommenen Kamerabilder werden mit Methoden des Deep Learnings auf vorhandene Abfälle untersucht und diese Orte in eine Karte für die Einsatzplanung der Serviceroboter eingetragen. 

TRIBIOGEN - Entwicklung komplett biogener Schmierfette und energetische Untersuchung des tribologischen Verhaltens im Vergleich zu herkömmlich verdickten Fetten

Die Entwicklung komplett biogener Schmierfette und die Erweiterung des tribologischen Kenntnisstandes über die Systemreaktion fettgeschmierter Reibpaarungen, sind dem Umstand des verantwortungsvollen Umgangs mit endlichen Ressourcen geschuldet. Im Projekt werden Modellsubstanzen tribologisch und rheologisch charakterisiert. Sich dabei zeigende positive Trends werden weiterverfolgt, analysiert und in eine Weiterentwicklung eingebracht. Parallel dazu soll die energetische Situation des Systems Schmierfettfilm und des übergeordneten Systems Reibpaarung analytisch beschrieben werden. D.h. eine kausale Kette von den Energieaufwendungen (Reibung) zu deren irreversiblen Wirkungen (Verschleiß) dargestellt werden. Ziel ist es ein Verständnis für die systemimmanenten Optimierungsabläufe (Auslösen von Dissipationsmechanismen) zu entwickeln und Einflussfaktoren des Reibungs- und Verschleißprozesses zu definieren.

Projektteam: M. Sc. Nazli Acar, Prof. Dr. Erik Kuhn, Department Maschinenbau und Produktion (HAW Hamburg) und Tribology Research Center (TREC)

  • Projektleitung: Prof. Dr. Erik Kuhn
  • Projektlaufzeit: 02/2015 - 09/2018
  • Projektbudget: 420.000 €
  • Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Einrichtungen: Fakultät Technik und Informatik


Kontakt:
Prof. Dr. Erik Kuhn
Department Maschinenbau und Produktion
T +49 40 428 75-8623
erik.kuhn@haw-hamburg.de

M. Sc. Nazli Acar
Department Maschinenbau und Produktion
nazli.acar@haw-hamburg.de

TRIBIOFETT - Energetische Untersuchungen zum Verschleiß (Strukturabbau) nicht kommerzieller Modellfette und neuentwickelter komplett biogener Modellfette

Schmierfette sind viskoelastische Schmierstoffe. Im Einsatz in einer Reibpaarung unterliegen sie bedingt durch die energetische Beanspruchung des Reibungsprozesses einer Strukturveränderung. Diese als Schmierstoffverschleiß deklarierte Veränderung hat weit reichende Konsequenzen für den Einsatz und die Wirkungsweise. Bislang sind die ablaufenden Mechanismen wenig aufgeklärt und kaum in analytischer Form beschreibbar. In der Promotion sollen diese Mechanismen untersucht, modelliert und analytische beschrieben werden. Ziel ist eine quantifizierbare Differenzierung im Verschleißverhalten von komplett biogenen im Vergleich mit nicht biogenen Modellfetten. Dies würde nicht nur eine prognostische Behandlung des Schmierstoffeinsatzes ermöglichen, es würde auch zu einer gesteigerten Optimierung der komplett biogenen Modellfette führen und ein weiterer Schritt in Richtung praktischer Einsatz sein.

 

Projektteam: M. Sc. Leif Ahme, Prof. Dr. Erik Kuhn, Department Maschinenbau und Produktion (HAW Hamburg) und Tribology Research Center (TREC)

  • Projektleitung: Prof. Dr. Erik Kuhn
  • Projektlaufzeit: 01/2018 - 11/2021
  • Mittelgeber: HAW Hamburg
  • Einrichtungen: Fakultät Technik und Informatik


Kontakt:
Prof. Dr. Erik Kuhn
Department Maschinenbau und Produktion
T +49 40 428 75-8623
erik.kuhn@haw-hamburg.de

M. Sc. Leif Ahme
Department Maschinenbau und Produktion
T +49 40 428 75-8744
leif.ahme@haw-hamburg.de

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