Eine Einheit: Technik und Kreativität

Auf dem Tisch steht ein Modell aus Leichtholz, erkennbar, dass es ein Fluggerät werden soll. Ein Spielzeug? Der Protest der fünf jungen Männer ist unüberhörbar und das zu Recht. Jérôme Blenk und Thomas Rheinberger studieren im vierten Semester Mechatronik an der FH Vorarlberg, Fabian Ebenhoch, Moritz Stüber und Martin Wiesinger absolvieren gerade das zweite Semester. Das Modell ist im Team entworfen, gezeichnet, gebaut worden. Fertig ist es noch lange nicht, denn schlussendlich soll ein flugfähiges Gerät, ein Bicopter entstehen. „Das ist unser Semesterprojekt“, sagt Moritz Stüber, der als Verantwortlicher agiert. Die Fünf wollen wissen, ob dies überhaupt machbar ist – und vor allem wie alles dazu funktionieren und zusammenspielen muss.

Die Mechatronik wird beschrieben als die größtmögliche Integration von Mechanik, Elektronik und Informatik auf einem Funktionsträger. Es finden sich zahlreiche Beispiele für solche Systeme: CD-Spieler, Tintenstrahldrucker oder Sicherheitssysteme im Automobil. Auch Roboter, Werkzeugmaschinen oder Flugzeuge sind der Mechatronik zuzuordnen. „Mechatronik steckt in jeder Maschine, die durch intelligente Systeme gesteuert wird“, erklärt Professor (FH) Michael Brill. Im Alltag kommt der Mensch damit in Kontakt, meist ohne es zu wissen: In Bankomaten sorgt Mechatronik dafür, dass nicht zu wenige Scheine ausgespuckt werden, in Waschmaschinen stimmt diese Wasch- und Schleudergang aufeinander ab.

Technische Generalisten

Mechatroniker sind also technische Generalisten, die Spaß an interdisziplinärem Denken haben. Neben dem Technik-Interesse braucht es Verständnis für Mathematik und Physik. Es sind Gleichungen zu lösen, es wird integriert und differenziert. Es werden lineare, rotatorische und schwingende Bewegungen behandelt. Es geht um Materialien und ihre Eigenschaften. Berechnet wird beispielsweise, wie viel Strom durch einzelne Bauteile fließt. Zu lernen ist, wie Spulen oder Dioden arbeiten. Programme werden geschrieben.

Das und noch viel mehr an Wissen und Forscherpotenzial „steckt“ auch in einem Projekt wie es der Bicopter-Bau darstellt. Natürlich setzen auch die übrigen Studenten praxisnahe Ideen um. „Multicopter gibt es im Modellbau schon viele. Aber Bicopter, Fluggeräte mit zwei Rotoren, das ist neu“, sagt Jérôme Blenk. Unbemannte Flugzeuge, auch Drohnen genannt, wurden hauptsächlich von Geheimdiensten und des Militärs eingesetzt. Quadrocopter hingegen könnten für zivile Zwecke eingesetzt werden, zum Beispiel bei der Aufklärung nach Störfällen in Chemiefabriken. Entsprechend ausgestattet könnten diese Fluggeräte die Gefahrenlage auskundschaften. Wird das unbemannte Flugobjekt mit einer Kamera ausgerüstet, könnte es Luftbilder von einem Unfallort oder einem Erdbebengebiet liefern. „Und der Bicopter könnte – wenn alles funktioniert und das Gerät entsprechend ausgerüstet wird – möglicherweise Lawinen-Oper aufspüren. Und zwar dann, wenn ein Helikcopter – wegen schlechtem Wetter beispielsweise – nicht mehr fliegen kann“, spricht FH-Professor Michael Brill eine Vision an. Er begleitet die Studenten auf dem Weg zur Fertigung des perfekten Bicopters. Und es gibt auch Möglichkeiten für nachfolgende Studententeams, den Bicopter entsprechend der Vision weiter zu entwickeln.

Langer Prozess

„Es ist ein langer Entwicklungsprozess, der in verschiedenen Stufen ablaufen wird. Jetzt geht es zunächst darum, die Flugfähigkeit herzustellen“, meint Fabian Ebenhoch. Da die Projekte, die von den Studierenden jeweils in Angriff genommen werden, unter praxisnahen Bedingungen Realität werden sollen, sind neben dem Entwickeln, Bauen und Forschen auch die Kosten und die Zeit bestimmende Faktoren. „Wir hatten anfangs ein Material ausgewählt, dessen Verwendung uns zu teuer gekommen wäre. Also haben wir neu nachdenken müssen und schließlich ein für den Prototypen passendes Material gefunden“, erklärt Stüber. Mit dem Fortgang der Arbeiten traten immer wieder Probleme auf. „Beispielsweise hatten wir die Schnittfuge beim Laser nicht beachtet“, erzählt der Student weiter. Es braucht also auch Durchhaltevermögen, wenn mal etwas nicht gleich „rund läuft“. Insgesamt 300 Stunden hat das Team Zeit für die Umsetzung seiner Vision „Bicopter“. „Das werden die Studenten schaffen. Alle sind mit großem Engagement und vielen guten Ideen bei der Sache“, ist Professor (FH) Brill sicher. Fakt ist auch, dass die Studenten mit viel Spaß am Projekt wirken. „Wir haben dieses selbst vorgeschlagen und es wurde dann auch so genehmigt“, sagt Ebenhoch. Geboren wurde die Idee bei einem gemeinsamen Essen der fünf Studenten.

Der Integrationsgrad mechatronischer Systeme geht in der Regel so weit, dass die einzelnen Teilfunktionen nicht allein in Gang kommen und die Gesamtfunktion nur durch das ideale Zusammenspiel aller Teile möglich wird. So kann beispielsweise der Bicopter nur dann zu einem Erfolg werden, wenn Mechanik, Elektronik und Informationsverarbeitung zueinander passen. Zugegebenermaßen eine anspruchsvolle Geschichte, die mit Berechnungen und Zeichnungen beginnt, sich über die Wahl des Materials und der passenden elektronischen Elemente sowie der Steuerelemente fortsetzt und bis zu den Zusatzgeräten, wie etwa einer Kamera, reicht. „Es ist extrem spannend zu erkennen, welche Technik hinter den Geräten steckt. Und noch interessanter, dies selbst zu entwickeln“, sagt Thomas Rheinberger. Er hat sich vorrangig um die CAD-Konstruktion gekümmert. Und zumindest auf dem Bildschirm sieht der Bicopter bereits perfekt aus. Am praktischen Modell ist noch einiges zu richten und zu testen. Ein Elektromotor muss eingebaut werden, die Steuerung ist fertig zu stellen und zu testen. Und natürlich muss die Benotung für Zeichnen, Berechnungen und Steuerungen „einkassiert“ werden. Wichtig bei diesem Projekt ist neben der Praxisbezogenheit auch die Teamarbeit. Bewusst werden Studenten des zweiten und des vierten Semsters zusammengeführt. „Es ist notwendig zusammenzuarbeiten. Denn der Kenntnisstand der Zweitsemester-Studenten ist bei weitem noch nicht so hoch wie der von jenen, die im vierten Semester studieren. Da muss sich ergänzt und gegenseitig auch gefördert und gefordert werden“, meint FH Professor Brill.

Technik und Kreativität schließen sich nicht aus, sondern diese bedingen einander. Aber um Kreativität im Technikbereich umzusetzen, braucht es die Kenntnis über das „was die Welt von innen zusammenhält.“ Und genau damit befassen sich die Mechatronik- Studenten an der FH Vorarlberg.


Text: Heidrun Joachim, Neue Vorarlberger Tageszeitung

Bicopter

Foto: Klaus Hartinger