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Studierende entwickeln ein innovatives Mikroprodukt

03.02.2003


An der Universität Karlsruhe (TH) entwickeln angehende Ingenieure im Projekt ?Microsystems ProductFinder? Produkte aus der Mikrosystemtechnik und bereiten diese für eine erfolgreiche potenzielle Unternehmensausgründung vor.



Angeregt durch die Arbeiten des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs "Mikrourformen" (SFB 499) soll ein Technologietransfer in marktfähige Mikrosysteme erfolgen. Ausgangspunkt bilden die Entwicklung und Produktion von Mikrozahnrädern mit zwei Millimetern Durchmesser und kleinsten Strukturbreiten von 160 µm. Die Aufgabe ist, unter den Gesichtspunkten dieser neuen Technologie, ein innovatives Mikroprodukt zu entwickeln. In Konkurrenz stehen fünf Teams zu je fünf Studierenden, die in den frühen Phasen des Entstehungsprozesses ansetzen. Neben der Produktidee und deren Entwicklung bis hin zum virtuellen Prototypen entscheidet ferner das ausgearbeitete Existenzgründungskonzept über den Erfolg des Projekts. Im Idealfall entsteht ein junges Unternehmen als Spin-off der Universität.

"Rund 25 Studierende aus den höheren Semestern erhalten in Kooperation mit der Industrie die einmalige Chance, aus der Grundlagenforschung heraus ein Serienprodukt zu entwickeln", sagt Institutsleiter Prof. Dr. Dr. h.c. Albert Albers. Ein weiterer Vorteil: Die Studierenden lernen die typischen Phasen einer technischen Unternehmensgründung kennen und sind so mehr als andere befähigt, ein eigenes Unternehmen aufzubauen. Albers weiter: "Wir wollen ein Abbild der realen Ingenieurswelt schaffen und Barrieren beseitigen, die sonst von einer Existenzgründung abschrecken." Der Blick werde aufs Ganze gelenkt und ein Nischendenken vermieden, wenn technisch gut ausgebildete Studierende und wissenschaftliche Mitarbeiter den Entstehungsprozess eines Produkts kennenlernen.


Im ersten Schritt erarbeiten die Teilnehmer Ideen, sie analysieren auf dem Markt vorherrschende Trends und die Risiken einer Markteinführung. Das zweite Standbein ist die Vermittlung von Methodenwissen. Studierende trainieren, wie man technische Entwicklungen bewertet und aufkommende Probleme effektiv löst. Im abschließenden Validierungsverfahren erstellen die Teilnehmer eine Simulation ihrer Ideen am Computer. Hierzu stehen fünf Teamarbeitsplätze mit 3D CAD Rechnern, unterstützender Software zur Ideenfindung und Planung, Zugang zum Internet und zu kommerziellen Datenbanken, insbesondere zu Patentdatenbanken zur Verfügung.

Das Projekt "µ-ProFi" (Microsystems ProductFinder) ist Teil der Hauptfachveranstaltung "Integrierte Produktentwicklung" des Instituts für Maschinenkonstruktionslehre und Kraftfahrzeugbau (mkl) der Universität Karlsruhe (TH). Unterstützt wird die Projektarbeit durch den Karlsruher Existenzgründungs-Impuls (KEIM). Das Institut will im Rahmen dieses Pilotprojektes ein Modell entwickeln, wie bei Studierenden ein Gründungsbewusstsein durch gezieltes Implementieren von unternehmerischen Fähigkeiten in die universitäre Lehre geschaffen werden kann.

Bei einer Abschlussveranstaltung am Freitag, 14. Februar 2003 (14.00 bis 17.00 Uhr, Universität Karlsruhe (TH), Kaiserstraße 12, Geb. 10.91, Redtenbacher-Hörsaal) stellen die Studierenden ihre Ergebnisse vor. In einer jeweils ca. 20-minütigen Präsentation wird der virtuellen "Unternehmensleitung" der Weg zum Produktmodell und dieses selbst, teilweise anhand von realen Modellen und Funktionsmustern, erläutert. Die Studierenden werden versuchen, die "Unternehmensleitung" von der Überlegenheit ihrer Lösung zu überzeugen und den Wettbewerb unter den Konkurrenzteams zu gewinnen.

Ergebnisse:

Team 1: Entwicklung einer Endoskopiekapsel

Hierbei geht es um die Entwicklung einer Kapsel im medizinischen Bereich, welche im Innern des menschlichen Körpers verschiedene Arbeiten verrichten kann. Die Kapsel wird vom Patienten geschluckt und wandert auf natürlichem Weg durch den Körper. Vor allem im Bereich der therapeutischen Medizin kann mit Hilfe dieser Entwicklung der Aufwand für Biopsien (Gewebeentnahmen) in unzugänglichen Bereichen des menschlichen Körpers (z.B. Dünndarm; mit konventioneller Endoskopie nicht vollständig überprüfbar) erheblich reduziert werden. Durch diese Entwicklung ist es möglich, Krankheiten wie etwa Morbus Crohn aber auch Tumore mit geringstem Leiden für den Patienten zu überwachen und stellt den ersten Schritt in den Bereich der drahtlosen Endoskopie dar.

Team 2: Düsenreinigungssystem

Das Team beschäftigt sich mit dem Entwurf eines Reinigers für die Einspritzdüsen von Otto-Motoren. Mit Hilfe dieser Reinigung soll die Verkokung der Einspritzdüse, die durch unvollständige Verbrennung entsteht, beseitigt und eine optimale Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum erreicht werden. Durch die Verwendung von Mikrosystemprodukten soll eine geringe Einbaugröße und bestmögliche Reinigung erzielt werden. Durch Integration des Reinigers in die Einspritzdüse wird somit ein einfacher Einbau in den Motor gewährleistet.

Team 3: Entwicklung eines innovativen Braille-Displays für Blinde

Auch für Blinde nimmt die Nutzung digitaler Medien einen immer höheren Stellenwerte ein. Zwar existieren schon seit geraumer Zeit Geräte, mit denen eine einzelne Buchstabenzeile in Blindenschrift (Braille-Schrift) dargestellt werden kann, der Aufbau großflächiger taktiler Displays ist jedoch bedingt durch die eingesetzte Technik nicht möglich. Ziel des Projektes von Team 3 ist die Bereitstellung einer Aktorik, die in Kombination mit einer Steuerungselektronik und geeigneter Software die modulare Zusammenstellung taktiler Darstellungsflächen realisierbar macht.

Team 4: Mikrobrenner

Bei dem Mikrobrenner handelt sich um einen Gasbrenner in Modulbauweise. Einzelne Module, die etwa die Größe eines Fingerhutes haben, werden auf einer Trägerstruktur zusammengesteckt. Durch die Anzahl lässt sich ganz einfach die maximale Wärmeleistung einstellen. Als besondere Innovation sind in die Module Gasventile integriert, so dass sie im laufenden Betrieb einzeln abgeschaltet oder zugeschaltet werden können, um die Heizleistung zu regulieren. Der Vorteil dieser Technologie ist, dass der Brenner immer im sogenannten Volllastbetrieb funktioniert, was den Wirkungsgrad drastisch erhöht und somit den Schadstoffausstoß reduziert. Ebenso können gezielt ganz bestimmte Bereiche erhitzt werden. Um die Brennermodule herstellen zu können hilft die Mikrotechnik. Kleinste Strukturen sowie revolutionäre Materialien erlauben es, einen solchen Funktionsumfang in diesen kleinen Abmessungen unterzubringen.

Team 5: µPumpe

Das Team entwickelt eine Mikropumpe. Im Vergleich zu vorhandenen Pumpen soll diese sowohl einen höheren Druck als auch eine größere Förderrate besitzen. Gleichzeitig kann durch das neue innovative Herstellungsverfahren eine Miniaturisierung der Abmessungen erreicht werden. Dadurch lassen sich neue Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel mobile medizinische und biologische Analysegeräte, verwirklichen.


Weitere Informationen bei:

Universität Karlsruhe (TH)
Institut für Maschinenkonstruktionlehre und Kraftfahrzeugbau Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers
Tel. 0721 - 608-2371
E-Mail: Albers@mkl.uni-karlsruhe.de

Karlsruher Existenzgründungs-Impuls
Tel. 0721 - 9658-294
E-Mail: viktoria.fitterer@keim.de

Viktoria Fitterer | idw
Weitere Informationen:
http://www.mkl.uni-karlsruhe.de
http://www.keim.de

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