Entwicklung eines Elektromobils für Senioren

Benjamin Boysen
Am 25. Jänner präsentierte Benjamin Boysen seine Masterarbeit Entwicklung eines Elektromobils für Senioren

Abstract

Ein nahmhafter Hersteller im Rehabilitationsbereich denkt über die Ausweitung seines Produktportfolios nach. Diese Ausweitung stellt den Rahmen für die vorliegendene Arbeit und das Entwickeln eines Elektromobils für Senioren. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Elektrorollstuhl verfügen Elektromobile über eine direkte Lenkung und bieten daher vorwiegend Betroffenen mit isolierten Gehbeeinträchtigungen eine Alternative. Dieses Projekt thematisiert die Konzeption und Gestaltung eines Produktes mit der Intention sich von dem bestehenden Markt deutlich abzuheben. Der Gestaltungsprozess orientiert sich vor allem an differenzierenden Designmerkmalen und einer hohen Qualitätsanmutung, ferner fließen funktionale Anforderungen wie Zuverlässichkeit und Transportierbarkeit mit ein. Der Projektverlauf orientiert sich außerdem stark an den Bedürfnissen der Zielgruppe. Gibt es eine Möglichkeit die Komplexität des Produktes zu reduzieren und somit eine Brücke zwischen zeitgemäßer Technik und dem bei Senioren häufig vorherrschenden Respekt gegenüber Neuem zu bilden? Können angesprochene Emotionen diesen Prozess begünstigen? Hier setzt das Produktdesign an und fungiert als Instrument, mit dessen Hilfe an betroffene Menschen herangetreten werden kann. Im Zuge dieses Vorhabens eröffnet eine umfassende Recherche die Thematik. Dieser Schritt beinhaltet unter anderem die Betrachtung der Lebensumstände der potentieller Kunden, wofür empirische Untersuchungsmethoden ergänzend Anwendung finden. Die Ergebnisse der Nachforschungen werden anschließend im Analyseteil ausgewertet und als Fundament für Konzeption und Produktentwicklung verwendet. Die Herausforderungen dieser Arbeit erstrecken sich folglich über zwei zusammenhängende Bereiche: Primär, ein Produkt zu entwerfen das sich spielend in den Alltag der potentiellen Kunden einfügt und in seiner Funktionalität einen Mehrwert bietet. Die sekundäre Anforderung bezieht sich auf die Frage, wie diese Eigenschaften, klar und verständlich zu übermitteln sind, damit das Elektromobil vom Markt angenommen wird.

Dipl.-Ing. Benjamin Boysen

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Potenziale von Modularität im Industriedesign

Franz Danner
Am 25. Jänner präsentierte Franz Danner seine Masterarbeit Potenziale von Modularität im Industriedesign mit besonderem Augenmerk auf ökologische Nachhaltigkeit und unternehmerischen Erfolg

Dipl.-Ing. Franz Danner

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Gestaltung eines modularen I/O Systems

Paul Hössinger

Am 21. Oktober 2016 präsentierte Paul Hössinger seine Masterarbeit Gestaltung eines modularen I/O Systems

Dipl.-Ing. Paul Hössinger

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Gestaltoptimierung durch Leichtbau am Beispiel eines Getreideschneidwerks

Martin Grabner

Am 4. Mai 2016 präsentierte Martin Grabner seine Masterarbeit Gestaltoptimierung durch Leichtbau am Beispiel eines Getreideschneidwerks.

Abstract

Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war die Gewichtsoptimierung eines Getreideschneidwerks der Fa. BISO Schrattenecker. Zuvor sind  jedoch einige Grundlagen nötig, um auch tatsächlich zu guten Ergebnissen im Sinne des Leichtbaus zu kommen. Weder eine Materialsubstitution, noch eine Form optimierung führt alleinig zum Ziel. Erst das Zusammenspiel von Gestaltung, Werkstoffen und Fertigungsverfahren führt zu der Erkenntnis worauf es bei einer Leichtbaustruktur ankommt und wie man sie verbessern kann. Michael F. Ashby liefert hierzu eine Strategie zur Werkstoffauswahl, Claus Mattheck eine Methode zur Formoptimierung und verschiedene Software die Werkzeuge zur Analyse und Topologieoptimierung. Aber überall sind die behandelten Themen nötig, um diese auch bei komplexeren Anforderungsprofilen anwenden und ihre Ergebnisse richtig deuten zu können.

Der Theorieteil dieser Arbeit fügt die wesentlichen Punkte aus der Fachliteratur zu einer kompakten Form zusammen. Dabei werden bereits einige Schlüsse gezogen, in welche Richtung eine spätere Gestaltung gehen kann. Im praktischen Teil, der Anwendung des Theorieteils am Getreideschneidwerk, werden zuerst der Markt, der Ernteprozess und die verfügbaren Schneidwerksausführungen behandelt. Anschließend wird das Produkt analysiert, um herauszufinden wo das größte Leichtbaupotential liegt. Exemplarisch werden zwei Konzepte einer Baugruppe vorgestellt. Das erste hat eine etwas konservativere Herangehensweise: das grundsätzliche Funktionsprinzip, welches bei allen Herstellern seit Jahrzehnten gleich ist, bleibt unangetastet. Es optimiert allerdings einzelne Komponenten wodurch das Gewicht um mehr als die Hälfte reduziert werden kann. Das zweite Konzept geht einen Schritt weiter und zeigt auf, weshalb es, hinsichtlich der Leichtbauprinzipien, Sinn machen kann, den bekannten Weg zu verlassen. Zusätzlich ergeben sich daraus weitere funktionelle Vorteile. 

Dipl.-Ing. Martin Grabner

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

GUI Entwicklung des Andritz HI-PASE tools

Marco Girardi

Am 20. Januar 2016 präsentierte Marco Girardi seine Masterarbeit GUI Entwicklung des Andritz HI-PASE tools.

Abstract

Die hier vorgestellte Arbeit ist ein Einblick in die Entwicklung einer Automatisierungssoftware am praktischen Beispiel der Andritz Hydro HIPASE Software. Der theoretische Teil umfasst die Entwicklung von digitalen Benutzeroberflächen unter dem Gesichtspunkt des Industriedesigns. Ziel der Arbeit ist es, durch den theoretischen Teil Einblick in Softwareentwicklungsprozesse zu geben und aufzuzeigen, welcher Mehrwert dabei durch industrielle Gestaltung erzielt werden kann. Der anschließende Part setzt sich mit der praktischen Entwicklung an der realen HIPASE Software auseinander und gibt Einblicke in das fertige Produkt. Im abschließenden Teil werden Parallelen zwischen theoretischen Entwicklungsmethoden und der faktischen Ausarbeitung aufgezeigt sowie Verbesserungen vorgeschlagen.  

Beim HIPASE Engineering Tool handelt es sich um ein neuartiges Werkzeug zur einfachen und effizienten Parametrierung sowie Steuerung der gesamten Automatisierungstechnik bei der Stromerzeugung durch Wasserkraft. Die Desktop-Variante dient dazu, alle Phasen des Engineerings zu steuern und umzusetzen. Zur Steuerung und Kalibrierung vor Ort, sprich im Wasserkraftwerk, wird eine eigens entwickelte, berührungssensitive Oberfläche zur Unterstützung eingesetzt. Diese beiden Softwaretools wurden in Bezug auf Design und Programmierung weitgehend parallel entwickelt. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, dass beide Oberflächen gemäß ihrem Informationsgehalt ergonomisch und funktionell gestaltet wurden. Der Benutzer wird bei allen Varianten geführt, von der Desktop-Ausführung, über das Tablet, bis hin zum Betrieb über die festgelegten Programm- und Designrichtlinien. Durch die erstmalige vollgrafische Prozessabbildung in Echtzeit ermöglicht das HIPASE Engineering Tool ein rasches, ergonomisches und dadurch effizientes Engineering.  

Der Sektor der Gestaltung von digitalen Oberflächen erlebt einen immer größer werdenden Aufschwung. Durch die fortschreitende Digitalisierung unserer Umgebung, werden Designrichtlinien für Benutzeroberflächen immer relevanter. Vom Smartphone bis zur Steuerung von Anlagen sind die Anwendungen für gute Gestaltung schier endlos. Am Markt genügt es nicht mehr, ein rein technisch funktionierendes Produkt zu präsentieren. Benutzer erwarten innovative und praktikable Softwareanwendungen, die sie bei ihrer Arbeit unterstützen. Im konkreten Fall bezieht sich diese Arbeit auf ein stark funktionell und technisch getriebenes Produkt. Gerade hier gestalterisch eingreifen zu können, ist sicherlich nicht die Regel, aber dafür umso interessanter. Die Firma Andritz Hydro hat als eine der wenigen Firmen früh genug beschlossen, dass Innovation nicht morgen beginnen darf, sondern sich als maßgebliches Kriterium in der Gegenwart positionieren muss. In diesem Sektor kann sich Industriedesign als strategische Disziplin vollwertig entfalten und daran teilhaben, einen Mehrwert für Unternehmen und Benutzer zu erarbeiten. 

Dipl.-Ing. Marco Girardi

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Potentiale zur Optimierung von solarthermischen Anlagen

David Schellander

Am 20. Januar 2016 präsentierte David Schellander seine Masterarbeit Potentiale zur Optimierung von solarthermischen Anlagen.

Abstract

Die Solarthermie ist neben anderen erneuerbaren Energien einer der Hoffnungsträger für die Energiewirtschaft der Zukunft und hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Allerdings geht, vor allem in Anbetracht dessen, wie viel Energie die Sonne uns täglich „frei Haus“ liefert, die Entwicklung und der flächendeckende Einsatz der Solarthermie insgesamt noch immer eher schleppend voran.

Getrieben durch den Stellenwert, den die Solarthermie in einem nachhaltigen Energiemix einnehmen könnte, stellt sich aus Sicht des Industriedesigners die Frage, welche Faktoren die Attraktivität des Einsatzes dieser Technologie im Moment vermindern und welche Potentiale bzw. Ansätze vorhanden sind, die Attraktivität solarthermischer Anlagen in Bezug auf den Mehrwert für Kunden, die Nutzung, sowie die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.

Ziel dieser Arbeit ist es, einige der Potentiale aufzuzeigen und aus Sicht eines Designers Ansätze und Maßnahmen für die zukünftige Weiterentwicklung herauszuarbeiten. Als Methoden wurden dafür die Literaturrecherche, der intensive Austausch zu dem Thema mit Konsortialpartnern in dem parallel gelagerten Forschungsprojekt SolPol 4/5, Experteninterviews, Methoden und Werkzeuge aus den Bereichen des Industriedesigns sowie des Design- und Innovationsmanagements ausgewählt.

Nach einer grundlegenden Einführung in Kapitel 1 inklusive eines Überblicks über die derzeitige Marktsituation und den Stellenwert innerhalb der anderen erneuerbaren Energien, werden in Kapitel 2 verschiedene solarthermische Systeme analysiert und Probleme sowie Herausforderungen aus Sicht des Industriedesigns aufgezeigt. Kapitel 3 behandelt die daraus resultierenden Potentiale im Kontext von ungepumpten und gepumpten Systemen und führt zu Weiterentwicklungsmöglichkeiten, die in Form von Designstudien in Kapitel 4 einfließen.

www.davidschellander.com

Dipl.-Ing. David Schellander

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Entwicklung von Corporate Design Parametern für STIWA anhand zweier Industriemaschinen

Johann Kaindlstorfer l Christian Lettner

Am 20. Januar 2015 präsentierten Johann Kaindlstorfer und Christian Lettner ihre Masterarbeit Entwicklung von Corporate Design Parametern für STIWA anhand zweier Industriemaschinen.

Abstract

Erstmals in der Firmengeschichte hat STIWA die Grundsatzentscheidung getroffen, Einzelprodukte am Markt anzubieten. Bekannt für Hochleistungsautomation und jahrelange Zusammenarbeit mit ihren Auftraggebern und Partnern, ergeben sich aus dieser Entscheidung für STIWA neue Anforderungen im Hinblick auf Wahrnehmung und Außenwirkung ihrer Produkte.

Im Speziellen betrifft das zwei neue, grundlegend unterschiedliche Maschinentypen. Einmal eine Palettiermaschine und zum Zweiten ein Montagesystem zur Baugruppenfertigung mit Kleinteilen, kurz LTM-CI genannt.

Beide Maschinen wurden unabhägig voneinander entwickelt und weisen keine gestalterischen Gemeinsamkeiten auf. Durch das Fehlen einer Corporate Identity und dadurch auch eines Corporate Designs kann nur auf den vorhandenen Styleguide verwiesen werden. Dieser behandelt im Wesentlichen Drucksorten, Schriften und Farben, Präsentationsvorlagen und die Logoverwendung und bleibt im grafischen Bereich. Im Hinblick auf eine formale, wahrnehmbare Zusammengehörigkeit wurden Parameter und gestalterische Elemente entwickelt, die jeweils an beiden Maschinen angewandt und deren Wirkung überprüft wurde.

Die Zielsetzung der Diplomarbeit Entwicklung von Corporate Design Parametern für STIWA anhand zweier Industriemaschinen fasst im Titel sehr konkret nochmals ihren Inhalt zusammen. In enger Abstimmung mit STIWA wurden viele Vorschläge und Möglichkeiten einer auf beide Maschinen anwendbaren Formensprache erarbeitet und analysiert. Durch diesen iterativen Prozess konnte eine durchgängige Lösung für diese zwei Produkte definiert werden. Für zukünftige Entwicklungen werden diese Parameter neu und im Hinblick auf ihre Anwendung überprüft werden müssen.

Dipl.-Ing. Johann Kaindlstorfer

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Dipl.-Ing. Christian Lettner

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Polymermuskeln im Industriedesign

Stefan Biller

Am 2. Juni 2014 präsentierte Stefan Biller seine Masterarbeit Polymermuskeln im Industriedesign.

Abstract

Polymeraktoren sind eine relativ neue Aktorklasse. Trotz steigendem Interesse in den Forschungsbereichen der Chemie, Physik und dem Ingenieurswesen, sowie vielversprechenden Forschungsergebnissen, haben sich noch keine relevanten marktreifen Produkte oder Halbzeuge entwickelt.

Diese Arbeit gibt einen Überblick über die erforschten Technologien und bewertet die biomimetischen Qualitäten der Polymeraktoren sowie deren Relevanz für das Industriedesign.

Obwohl sie schlußendlich weder das biologische Vorbild des Muskels nachbilden noch etablierte Aktortechnologien ersetzen können, übertreffen die Polymeraktoren deren Eigenschaften in ausgewählten Bereichen.

Experimentelle Übergangs-Anwendungen werden deshalb vorausgesagt, die zu einer Weiterentwicklung der Aktoren führen werden und wodurch diese letztendlich den Massenmarkt erreichen können.

Die Gestaltung einer experimentellen Fußprothese zeigt in dieser Arbeit beispielhaft Einsatzgebiet und Möglichkeiten der Polymeraktoren.

Dipl.-Ing. Stefan Biller

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Indoor Gardening in Urban Homes

Sebastian Berger

Am 10. Dezember 2014 präsentierte Sebastian Berger seine Masterarbeit Indoor Gardening in Urban Homes.

Abstract

Ausgerechnet im digitalen Zeitalter erblüht die Lust am Pflanzen und Ernten. Obwohl Stadtmenschen ein etwas distanzierter Zugang zur Landwirtschaft zugesagt wird, streben plötzlich viele eine Ernte von selbstgezogenem Gemüse an. Wurden die neuen urbanen GärtnerInnen nach den Finanzkrisen der letzten Jahre finanziell dazu gezwungen oder liegen doch andere Reize hinter dem Trend? Und wie lassen sich die Bedürfnisse der Pflanzen auch in einer Wohnung ohne Balkon oder Garten befriedigen? Neben der Suche nach Motiven widmet sich diese Arbeit zum einen der Frage wie, wie weit und mit welchen Mitteln sich AmateurgärtnerInnen in privaten Innenräumen selbstversorgen könnten und zum anderen der ökonomischen wie ökologischen Nachhaltigkeit dieses Vorhabens.

Für ein besseres Verständnis werden dazu Gemüsepflanzen und ihre Bedürfnisse genauer betrachtet und im Versuch selbst aufgezogen. Mit einer Eruierung von Bedarf, Kosten und ökologischem Fußabdruck der Gemüsearten wird versucht, geeignete Sorten für die private Kultivierung zu finden. Welche Herausforderungen dabei auftreten können und ob bisherige Produktlösungen dazu etwas taugen wird ebenso erforscht. Auf Basis der Erkenntnisse wird abschließend versucht, unterstützende Ideen bzw. Konzepte für den Anwender zu gestalten. Das vorliegende Werk versucht somit, einen Bogen zwischen den Themen Urban Gardening, Pflanzenphysiologie und „Human Centered Design“ zu spannen.

Dipl.-Ing. Sebastian Berger

Industrial Design
Universität für künstlerische und
industrielle Gestaltung Linz.

Gestaltung und prototypische Umsetzung einer Leichtbau-Orthese für Verletzungen im Arm- und Handbereich

Simon Hauer

Am 10. Dezember 2014 präsentierte Simon Hauer seine Masterarbeit Gestaltung und prototypische Umsetzung einer Leichtbau-Orthese für Verletzungen im Arm- und Handbereich.

Abstract

Knochenbrüche sind in Österreich eines der häufigsten Resultate von Sport- und Freizeitunfällen. Somit ist die Orthese zur Behandlung derartiger Verletzungen eine der am meisten angewendeten Behandlungsformen.

Die Ruhigstellung eines Bruches zur Behandlung ist in der Medizin schon lange die Regel und wird als eine der konservativen Behandlungsmethoden bezeichnet. Vom Mitte des 19. Jahrhunderts erfundenen schweren Gipsverband zu modernen Kunststofforthesen ist die Anwendung weitgehend gleich geblieben. 

Im Großen und Ganzen sind drei Parteien in den Behandlungsprozess involviert: der Arzt oder die Ärztin, welche/welcher die Diagnose stellt und eine Behandlung anordnet; der oder die Orthopädietechniker/in, der/die eine geeignete Orthese anfertigt, und der oder die Patient/in, deren Verletzung behandelt werden muss.

Zwar ist allen involvierten Parteien die bestmögliche Behandlung ein Anliegen, jedoch hat fast nur der/die Patientin auch mit den unangenehmen Aspekten einer Ruhigstellung, wie Bewegungseinschränkung, zu leben. Es ist daher sinnvoll eine Orthese zu entwickeln, die nicht nur die Funktion der Ruhigstellung erfüllt, sondern den/die Träger/in dabei unterstützt, in der Zeit der Behand-lung möglichst ohne Einschränkungen wie Hautirritationen oder starkem Muskelabbau zu leben. Viele dieser Probleme können durch eine Leichtbauorthese gelöst werden. Weiters wird durch die Integration von 3D-Scan und 3D-Druck in den Fertigungsprozess die Orthopädietechnik um weitere Techniken erweitert und die Orthese individuell an den oder die Patientin angepasst werden.

Dieser Technologietransfer soll jedoch keinen Paradigmenwechsel forcieren, sondern lediglich einen neuen Zugang zu dem sehr handwerklich geprägten Berufsfeld bringen. Die Anwendung von bionisch inspirierten Leichtbaustrukturen trägt zur Materialreduktion bei Beibehaltung bestmöglicher Stabilität bei.

Die Verknüpfung von Strukturoptimierung und Parametrischem Design im Rapid Prototyping

Florian Fleischner

Am 05. Juni 2013 präsentierte Florian Fleischner seine Masterarbeit Die Verknüpfung von Strukturoptimierung und Parametrischem Design im Rapid Prototyping.

Abstract

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Erzeugung von generativen Geometriedaten durch parametrische Beschreibung. Es wird der Versuch unternommen, Ergebnisse einer vorangegangenen numerischen Simulation und Optimierung so mit den Modellen zu verknüpfen, dass die Form der entstehenden Struktur automatisiert erstellt werden kann. Somit wird ein Teil des Schaffensprozesses an eine Rechenoperation ausgegliedert, die Formen erzeugen kann, welche durch manuelle Konstruktion nicht erreichbar wären. Die Zunahme und Ausreifung von Fertigungstechniken aus dem Bereich des Rapid Prototyping ermöglicht es seit kurzem derartig erzeugte Strukturen in hochbelastbaren Werkstoffen zu produzieren. Durch die zusätzlichen Entwicklungen im Bereich der parametrischen Cad-Verfahren steigern sich derzeit auch die Möglichkeiten bei der Umsetzung zunehmend komplexer werdender Objekte.

In der Arbeit werden zunächst natürliche zellulare Materialen wie Holz, Knochen und Schwämme in ihren Optimierungsstrategien als vorbildhafter Ausgangspunkt beschrieben. Darauf aufbauend werden Begriffe, Einflüsse und Bedingungen der Topologieoptimierung anhand eines zwei- und dreidimensionalen Beispiels analysiert. Das parametrische Design wird mittels Grasshopper als Schnittstelle zu Rhino in die Bereiche Hüllgeometrie, Ein- und Ausleitungsbereiche der Kräfte sowie Volumenfüllung unterteilt und anschließend mit Ergebnissen der Topologieoptimierung verknüpft, um einen strukturveredelten Bauteil zu erhalten.

Gestaltung fördernder Umgebung für den institutionellen Bereich. Entwurf basierend auf alternativ pädagogischen Ansätzen

Karina Freitag

Am 04. Juni 2014 präsentierte Karina Freitag ihre Masterarbeit Gestaltung fördernder Umgebung für den institutionellen Bereich. Entwurf basierend auf alternativ pädagogischen Ansätzen.

Abstract

Diese Arbeit gibt einen Überblick über die wichtigsten pädagogischen Theorien und ihren Zusammenhang mit dem Thema Lernen. Die physische und psychische Entwicklung eines Kleinkindes zum Schulkind beeinflusst maßgeblich die Gestaltung seiner Umgebung und bildet somit eine wichtige Grundlage für den Entwurfsprozess.

Da in unserer heutigen Gesellschaft das alltägliche Leben der Kinder fast ausnahmslos in Institutionen stattfindet, habe ich es mir zum Ziel gesetzt, für diese Einrichtungen, im Speziellen für den Kindergarten, Möglichkeiten für die sinnvolle und fördernde Gestaltung aufzuzeigen.

Die moderne Gesellschaft und das schnelllebige Zeitalter bergen zudem gesundheitliche Risiken, weshalb das Thema der Prävention von psychischen und physischen Defiziten an Wichtigkeit gewinnt. Des Weiteren sind auch die Eltern oder jeweiligen Erzieher darauf bedacht, dem Kind nur das Beste mitzugeben.

Eine Recherche über Produkte für Kindergartenkinder, übliche Einrichtungen und Ausstattung in Kindergärten sowie mögliche, therapeutische Maßnahmen runden den theoretischen Teil ab. An ausgewählten Beispielen werden die Merkmale guten und pädagogisch wertvollen Designs für Kleinkinder erörtert.

Auf Basis dieses Wissens begründe ich meine eigenen Richtlinien, Bedingungen und Prioritäten für die Entwicklung meiner Konzepte. Schlussendlich entschied ich mich für einen Entwurf, den ich bis ins Detail unter Berücksichtigung von Sicherheitsbedingungen, Material und Fertigungsmöglichkeiten ausarbeitete.