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.