Ingenieure von morgen durch eine praxisnahe Herausforderung im Maschinenbau ausbilden

    
Wie kann ein System entwickelt werden, das Walnüsse knackt und gleichzeitig die Kerne effizient von den Schalen trennt? Dieser anspruchsvollen Aufgabe stellten sich die Studierenden des dritten Jahres im Maschinenbau an der INSA Strasbourg im Rahmen ihres Projekts zur nachhaltigen Konstruktion mechanischer Systeme.
     
Über die technische Herausforderung hinaus verfolgte das Projekt das Ziel, angehende Ingenieurinnen und Ingenieure mit einer realen industriellen Problemstellung zu konfrontieren: der Entwicklung einer Lösung, die die tägliche Arbeit eines Handwerkers erleichtert, der große Mengen an Walnüssen verarbeitet.
     
Von der Konstruktion zur Ökodesign-Entwicklung
    
Die Teilnehmenden wurden in acht Teams mit jeweils sechs Studierenden aufgeteilt und arbeiteten zunächst an der Konstruktionsphase. Jede Gruppe entwickelte eine vollständige Lösung, einschließlich CAD-Modellierung, Fertigungszeichnungen und der erforderlichen Dimensionierungsberechnungen.
     
Auch die Ökodesign-Perspektive spielte eine zentrale Rolle im Projekt. Die Studierenden bewerteten die Umweltauswirkungen ihrer technischen Entscheidungen, um Nachhaltigkeitsaspekte bereits heute in ihre zukünftige berufliche Praxis zu integrieren.
      
Unter den entwickelten Konzepten befand sich eine erste Konstruktion, die auf einem Zerkleinerungssystem basierte. Dabei wurde ein mit Klingen ausgestatteter Kegel innerhalb eines Zylinders eingesetzt, dessen Funktionsprinzip an eine Pfeffermühle erinnert. Ein Einstellmechanismus ermöglichte die Anpassung der Größe der entstehenden Fragmente, um die Trennung der Kerne zu optimieren.
     
Ein zweiter Ansatz orientierte sich am Verhalten bestimmter Vogelarten, die Nüsse knacken, indem sie diese auf harte Oberflächen fallen lassen. Erste Versuche bestätigten die Wirksamkeit dieser Methode und zeigten ihr Potenzial für die Umsetzung in einer maschinellen Anwendung.
       
Von der Idee zur Realität
        
Im zweiten Semester wurden mehrere Konzepte für die Fertigung und Erprobung ausgewählt. Diese Phase ermöglichte es den Studierenden, die Unterschiede zwischen einem am Computer entwickelten System und dessen physischer Umsetzung zu erkennen.
     
Die für diesen Abschnitt erweiterten Teams mussten zudem Herausforderungen in den Bereichen Projektmanagement, Teamorganisation und Koordination technischer Daten bewältigen.
      
Für die erfolgreiche Umsetzung konnten die Studierenden auf die Unterstützung von Industriepartnern zählen. Die Strukturprofile wurden von Robotunits bereitgestellt, während Standardkomponenten von norelem zur Montage und Realisierung der verschiedenen Systeme beitrugen. Durch diese Zusammenarbeit erhielten die Teilnehmenden wertvolle Einblicke in den Einsatz standardisierter Industriekomponenten, wie sie in professionellen Maschinenbauprojekten weit verbreitet sind.
       
Die spezifischen Bauteile wurden auf den konventionellen Maschinen der mechanischen Werkstätten der INSA Strasbourg gefertigt. Dadurch sammelten die Studierenden praktische Erfahrungen in der Fertigung und Montage.
        
Eine wertvolle Lernerfahrung
      
Auch wenn die entwickelten Prototypen noch nicht vollständig funktionsfähig sind, hat das Projekt seine pädagogischen Ziele voll erreicht. Die Studierenden durchliefen den gesamten Entwicklungszyklus eines mechanischen Systems – von der Bedarfsanalyse bis hin zu den Tests der Prototypen.