„PoseidonTap“ – ein Studienprojekt mit Zukunft
In einem interdisziplinären Kurs entwickelt das Team um Maschinenbaustudent Eric Hayoz einen multifunktionalen Wasserhahnaufsatz. Um den Protoypen zeitnah konstruieren zu können, setzen die Studierenden auch die SLS-Technologie ein.
Maschinenbau trifft auf Industrial Design
Unter dem Titel „Interdisciplinary Product Development“ fand im Frühjahrsemester 2020 ein Kurs statt, der die Studiengänge Maschinenbau an der ETH Zürich und Industrial Design an der ZHdK (Zürcher Hochschule der Künste) vereinte. Die Aufgabenstellung: In interdisziplinären Teams sollten die Studierenden ein innovatives Produkt entwickeln, das sowohl aus technischer als auch aus gestalterischer Perspektive überzeugt. Das Resultat musste dabei nicht nur als Konzept, sondern schliesslich als funktionsfähiger Prototyp vorgelegt werden. Maschinenbaustudent Eric Hayoz stellte sich zusammen mit den Industrial-Design-Studierenden Darius Spiess und Vanessa Karla dieser Aufgabe.
Eric Hayoz (ETH) und Vanessa Karla (ZHdK) bei der Konstruktion ihres Prototypen.
Ein Multifunktionaler Wasserhahnaufsatz
Das Team entschloss sich zur Realisierung eines vielseitigen Wasserhahnaufsatzes unter dem Projektnamen „PoseidonTap“. Nebst der Voraussetzung einer einfachen Installation ohne Hilfsmittel war es das Ziel, einen Anschluss mit genauer Dosier- sowie Wassersparfunktion zu schaffen. Dies soll der künftigen Kundschaft das Kochen und Backen – was sich in Zeiten von Lockdown und Home Office an zunehmender Begeisterung erfreut – durch genaue Mengendosierung erleichtern und dabei dem steigenden Anspruch an Nachhaltigkeit gerecht werden. Letzteres funktioniert durch einen integrierten Perlator, der das Wasser mit Luft anreichert, um so Wasser zu sparen. Mit den ersten technischen Zeichnungen wurde dem Team schnell bewusst, dass für eine zeitnahe Herstellung des Prototypen auch der 3D-Druck zum Einsatz kommen musste.
Explosionsdarstellung des „PoseidonTap“-Konzepts.
Selektives Lasersintern für komplexe Formen
Zur Umsetzung des ausgefeilten Designs griffen die Studierenden zuerst auf das FDM-Verfahren zurück, wobei man bald auf Grenzen stiess und nach Alternativen suchen musste: „Wir haben stattdessen die SLS-Technologie gewählt, da sich dieses für unsere hochkomplexen Teile eignet und beim Drucken jegliche Stützstruktur entfällt“, erklärt Eric Hayoz. Dadurch sind „der Fantasie kaum Grenzen gesetzt.“ Das Team wandte sich mit ihren CAD-Modellen direkt an die Sintratec AG, die zur Förderung dieses kreativen Studienprojektes die Fertigungskosten der Bauteile übernahm.
3D-gedruckt auf dem Sintratec S2 System: Das Team konstruiert den Prototypen aus den gesinterten Kunststoffteilen
Funktionale Bauteile innert kurzer Zeit
Die auf dem Sintratec S2 System produzierten Nylonteile überzeugten das Team: „Nebst den nahezu anisotropen Eigenschaften waren wir auch über die sehr gleichmässige, einwandfreie Oberfläche erfreut“, erklärt Hayoz. Zusammen mit diversen Kugellagern und Ventilen war der erste funktionale Prototyp dann bald konstruiert – und bewährte sich im Praxistest. Auch wenn einige Dichtungsprobleme deutlich wurden, so hat das Funktionsprinzip die Studierenden vollends überzeugt. Und dank der raschen Zusammenarbeit mit Sintratec konnte auch der schnell herannahende Projektabgabetermin eingehalten werden: „Wenige Tage nach der Kontaktaufnahme stand bereits der erste Prototyp auf dem Tisch“, betont Hayoz.
Der erste Prototyp des Wasserhahn-Aufsatzes im Einsatz.
Elegantes Produktdesign: So könnte der „PoseidonTap“ in Zukunft aussehen.
Auch wenn das Projekt mit diesem Prototypen erst in den Kinderschuhen steckt, so sieht Hayoz gerade im Bezug auf das selektive Lasersintern grosses Potential: „In Zukunft liesse sich damit eine Weiterentwicklung mit hochintegralem Design problemlos realisieren“, resümiert er. Wir sind gespannt, wie der weitere Weg von PoseidonTap aussehen wird.
“Mit dem SLS-Verfahren sind der Fantasie kaum Grenzen gesetzt.
Hochkomplexe Teile können schnell realisiert werden.”
Eric Hayoz
Maschinenbaustudent
ETH Zürich
