Schweizer Technologie: Studierende präsentieren ihre Arbeiten

Die Schweizer Technologien von morgen zu entwickeln – das lernt man nicht allein im Hörsaal. Ein fester Bestandteil eines Bachelorstudiums in Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der ETH sind deshalb sogenannte Fokus-Projekte.

Dabei entwickeln die angehenden Ingenieurinnen und Ingenieure in Teams im Laufe eines Jahres Prototypen, um den aktuellen Stand der Schweizer Technologie in den Bereichen additive Fertigung, Robotik und Antriebs- und Transporttechnologien zu demonstrieren. Die Studis durchlaufen den gesamten Prozess eigenständig – von der Ideenentwicklung über das Design bis zur Suche nach Sponsoren und Produktion.

Zum Beispiel haben die ETH-Studierenden die sichere Inspektionsdrohne Avero entwickelt. Die Nachwuchs-Ingenieure verlegten die Propeller in Röhren im Inneren der Drohne. Der erzeugte Luftstrom wird über schwenkbare Düsen gesteuert. So sind Verletzungen für Menschen und Schäden an Objekten beim Betrieb ausgeschlossen.

Der neuartige Antrieb bietet weitere Vorteile: Die Drohne kann sich in beliebiger Lage um zwei Achsen mehr drehen als herkömmliche Modelle und dicht an Objekten entlang fliegen. Mögliche Einsatzgebiete sind Inspektionsaufgaben an schwer zugänglichen Infrastrukturen und in belebten Umgebungen wie Baustellen.

Ein anderes Fokus-Projekt befasste sich mit dem 3D-Druck. Bei der additiven Fertigung tragen Maschinen Materialien schichtweise auf, um Bauteile herzustellen. Diese Technik ermöglicht es, Bauteile mit besonders feinen und komplexen Geometrien zu bauen.

In ihrem Projekt entwickelten Studierende eine neue Maschinenarchitektur, die Teile aus zwei verschiedenen Metallen herstellen kann. Das schnelle und materialsparende Verfahren kann beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, um die Kosten zu senken und die Leistung von Raketen zu verbessern.

Prothesen am Oberkörper sind oftmals noch zu schwer. Ziel des Fokus-Projekts Sara ist es, einen leichten und flexiblen Roboterarm zu konstruieren, der zu einer Prothese weiterentwickelt werden kann. Die Studierenden des Projektteams haben die Vision, dass Prothesenträger deren Nachteile künftig kaum mehr fühlen.

Mit der Entwicklung des Roboterarms wollen sie den Weg für eine neue Generation leichter, beweglicher und geräuschloser Prothesen ebnen. Statt herkömmlicher Stellantriebe verwenden die Studierenden eine neue Technologie aus der Robotik, die die Funktionalität menschlicher Muskeln nachahmt.

Die Aktuatoren, also die Elemente, die die Bewegung generieren, bestehen aus Flüssigkeiten in dünnen Kunststofffolien, die elektrische in mechanische Energie umwandeln. Indem die Studierenden künstliche Muskeln in die Armprothese integrieren, soll diese beweglicher und gleichzeitig leichter werden.