Eine Studentin sitzt am Schreibtisch vor Ihrem Computer und überprüft das von ihr konstruierte Bauteil.

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Beim Konstruieren in den Kopf schauen

Wer etwas bauen möchte, muss zuerst konstruieren. Aber wie entwerfen die Konstruierenden ihre Bauteile? Markus Döllken, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IPEK – Institut für Produktentwicklung des KIT, will diese Fragen beantworten, indem er Fachleuten, aber auch Studierenden bei der geistigen Arbeit gewissermaßen in den Kopf blickt.

Text: Regina Link
Foto/Collage: IPEK

Wie gehen die Fachleute beim Konstruieren vor? Was machen sie gut? Wo sind neuralgische Punkte, an denen häufig Fehler auftreten? Um das herauszufinden erhebt Markus Döllken mit Eyetracking und Fragebögen Daten, die später in eine Assistenzsoftware als Hilfestellung fürs Konstruieren münden sollen. Seine Forschungsarbeit ist ein Baustein des DesignCampus, einer Zusammenarbeit des IPEK am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit der TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. Im Zuge dessen finden Konstruktionsworkshops für Studierende statt, in denen diese lernen, wie gutes Konstruieren mit CAD (Computer Aided Design) geht. Zugleich kann Döllken Daten für seine Forschung sammeln. Im Wintersemester 21/22 findet der nächste Workshop statt, für den sich Studierende ab dem 2. Semester anmelden können. Voraussetzung: Interesse an CAD und Methodenforschung.

Nicht nur konstruieren, sondern selber fertigen

Döllken betreut die Lehrveranstaltung „Mechatronische Systeme und Produkte“, in denen Studierende lernen sollen, wie Konstruieren geht. „Im 5. Semester machen die Studierenden zum ersten Mal eine praktische Projektarbeit und erarbeiten im Team ein Produkt“, erklärt Döllken. Wurde ursprünglich mit Holz gearbeitet, erweiterten die Lehrenden den Workshop im Zuge des DesignCampus nun noch um Fertigungsverfahren rund um das Material Blech. „Durch die Bildungskooperation mit Trumpf haben wir im Lern- und Anwendungszentrum die Chance, zwei Großmaschinen zu bekommen, mit denen wir Bauteile laserschneiden, biegen und montieren können“, so Döllken. Für die Studierenden endet die Aufgabe nun nicht mehr beim Entwurf, sondern sie können ihr Produkt selbst fertigen.

Beim Arbeiten beobachten

Für die Fertigung hat Markus Döllken einen CAD-Workshop entwickelt. „Darin wollen wir den Studierenden beibringen, mit verschiedenen Materialien zu konstruieren und fertigen zu können.“ Zugleich sammelt er hier Forschungsdaten, in dem er die Studierenden befragt und sie bei ihrer Arbeit per Eyetracking beobachtet. „Ich forsche daran, welche Methoden man den Studierenden beim Konstruieren an die Hand geben kann“, so Döllken. Im Workshop erhalten die Studierenden dazu Aufgaben und Konstruktionsmethoden in Form von Gestaltungsrichtlinien, die Döllken auf Basis von Experimenten und Expertenwissen erstellt hat.

Aus den Arbeitsergebnissen der Studierenden kann Döllken erste Erkenntnisse ziehen, aber um den Teilnehmerinnen und Teilnehmern des Workshops darauf basierende Tipps für die Zukunft geben zu können, bedarf es noch weiterer Forschungsarbeit. Für die Studierenden hat der Workshop dennoch einige Vorteile: Sie bekommen Einblicke in die Forschung, können Konstruktionserfahrung in Theorie und Praxis sammeln, lernen mit CAD zu arbeiten und haben am Schluss ein Zertifikat und ihr selbst konstruiertes Bauteil in der Hand.

So ein Blech!
Joscha Mertens, Masterand im Maschinenbau, berichtet von seinen Erfahrungen in den Workshops von Markus Döllken: als Teilnehmer und im Rahmen seiner Masterarbeit.

Zum Erfahrungsbericht

Der auf drei Jahre angelegte „DesignCampus for engineers“ startete im April 2020. Er ist ein Baustein der für zehn Jahre geplanten Bildungskooperation zwischen dem Der Firma TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, dem KIT und dem IPEK – Institut für Produktentwicklung. Im April 2021 startete der DesignCampus offiziell.

Anmeldung zum Workshop: msup@ipek.kit.edu
(Anmeldung bis zur zweiten Vorlesungswoche WS 21/22 möglich)

Donnerstag, 30. September, 2021
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Geschrieben von: Regina Link