Ef­fi­zi­en­te Ent­wick­lung von Pro­to­ty­pen

Prototypen versetzen einen Betrachtenden für einen kurzen Moment in die Zukunft und liefern so wichtige Beiträge bei der Entwicklung neuer Produkte. Auch fürs Management dienen sie als anschauliche und verständliche Entscheidungsgrundlage.

Dass der effizienten Herstellung von Prototypen ein immer wichtigerer Stellenwert zukommt steht ausser Frage. Doch was zeichnet deren Entwicklung eigentlich aus?

Ein entscheidender Aspekt ist dabei die Verknüpfung von theoretisch fundiertem Wissen mit praktischen Fähigkeiten. So lassen sich beispielsweise Probleme in der Fertigung besser lösen, wenn Ingenieurinnen und Ingenieure neben fachlichem Wissen auch über praktische Fähigkeiten verfügen und entsprechende Einblicke haben. Die Prozesskette wird auf diese Weise unbürokratischer, direkter und damit schneller. Als Physikstudent durfte ich vor 20 Jahren nicht selbst fräsen und schneiden, was frustrierende Wartezeiten für Bauteile zur Folge hatte.

Als ich vor 20 Jahren Physik studierte war das noch anders. Damals fand eine klare Trennung zwischen Theorie und Praxis statt. Wir verfügten zwar über eine mechanische Werkstatt zur Umsetzung von Versuchsaufbauten, diese wurde jedoch ausschliesslich vom Polymechanik- Team betrieben. Als Studierender durfte man an den Maschinen selbst nicht Hand anlegen. So waren Wartezeiten von mehreren Wochen auf ein benötigtes Bauteil keine Seltenheit. Ausserdem kam es immer wieder vor, dass Studierende aus mangelnder Praxiserfahrung zu komplexe Zeichnungen abgaben, die in der Praxis nicht umsetzbar waren.

Mit dem Prototypen-Entwicklungslabors wurde an der HTW Chur eine neue Kreativwerkstatt eingerichtet. Dieses Labor entstand im Rahmen des Bachelorstudiengangs Photonics. Die Studierenden dürfen nicht nur, sie müssen hier selbst Hand anlegen und ihre Ideen praktisch umsetzen. 3D-Drucker ermöglichen beispielsweise die Fertigung komplexer Kunststoffteile. Bedarf es hingegen an mehr Präzision, Festigkeit oder weniger Einschränkung bezüglich Materialauswahl, so ermöglicht eine 4-Achsen CNC-Fräse die hochgenaue Bearbeitung entsprechender Werkstoffe. Sogar optische Bauteile wie Linsen oder Prismen lassen sich damit herstellen. Abgerundet werden die Fertigungsmöglichkeiten durch ein Laserbearbeitungszentrum der Firma Trumpf aus Grüsch, einer der zahlreichen Industrie-Partner der HTW Chur. Es ermöglicht das Abtragen, Strukturieren oder Beschriften von Oberflächen mit Mikrometergenauigkeit. Auch kleinste Bauteile wie Federn oder Zahnräder im Uhrmacherformat lassen sich so mit Hilfe von gepulstem Laserlicht berührungslos schneiden.

Auf diese Weise wird Kreativität auf hohem technischen Niveau gefördert sowie wertvolle Erfahrung bei der Umsetzung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten aufgebaut. Dies sind Fähigkeiten, die unsere Photonicsstudierenden in ihrem späteren Berufsleben beherrschen müssen. Dass diese schon jetzt sehr gefragt sind, zeigt sich u.a. dadurch, dass die Zahl der Themenvorschläge, die unsere Industriepartner zur Vergabe der Bachelorarbeiten eingegeben haben, deutlich grösser war als die Anzahl der verfügbaren Studierenden.

Das neue Entwicklungslabor mit seinen vielen Möglichkeiten wird von unseren Studierenden geschätzt und rege genutzt. In einem Projekt wird beispielsweise ein Roboter gefertigt, dessen Aufgabe es ist eine Kugel kontrolliert zu bewegen. Eine Kamera erkennt dabei automatisch die Position der Kugel und steuert diese wie von Geisterhand. In einem weiteren Projekt wird ein System zur optischen Entfernungsmessung entwickelt. Auch hier wird von der Software bis hin zur Hardware alles von den Studierenden umgesetzt. An Ideen hat es im Studiengang Photonics noch nie gemangelt. Seit der Eröffnung der neuen Kreativwerkstatt, mangelt es auch an deren professionellen Umsetzung nicht mehr.

Neben der Ausbildung wird der Maschinenpark auch für den Dienstleistungsbereich eingesetzt. So bietet die Fachhochschule aus Graubünden Unternehmen Unterstützung bei der Fertigung von Prototypen für Optikanwendungen an.