Sportwissenschaften

Ingenieure nutzen 3D-Scanner für neue Sohlen

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An der TU München scannen Studenten ihre eigenen Füße, bearbeiten die 3D-Daten und entwickeln auf dieser Basis neue Sohlen per CAD. So erhalten sie Einblicke, wie moderne Produktentwicklung in der Sporttechnik funktioniert.

„Ziel der Übung ist es, Studenten der Fachrichtung Sport- und Gesundheitswissenschaft den Umgang mit CAD beizubringen“, sagt Aljoscha Hermann, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Professur für Sportgeräte und Sportmaterialien an der Technischen Universität München. Der Workshop „CAD Basics und Innovationsbewertung“ gehört zum Bachelor-Studiengang Sportwissenschaften unter der Leitung von Professor Veit Senner in München und ist ein Teil des Studienmoduls „Sporttechnologie“, gemeinsam mit der Vorlesung „Sporttechnologie“.

Die Studierenden sollen im Rahmen des Workshops erfahren, wie Produkte im Rapid-Prototyping-Verfahren entstehen, wie einfach das Handhaben von 3D-Scannern sein kann und was man alles mit ihnen anstellen kann. Dabei, so die Universität, sollen die Sportwissenschafts-Studenten die Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurwesens kennenlernen und begreifen, wie sie ihr fachspezifisches Wissen aus dem Sport einbringen können – zur Stärkung der interdisziplinären Denkweise. Die Möglichkeit dazu haben sie im „MakerSpace“ – der Hightech-Werkstatt des Zentrums für Innovation und Gründung an der TU München, kurz auch „UnternehmerTUM“ genannt. Im MakerSpace kommen die beiden 3D-Scanner Artec Eva und Space Spider zum Einsatz.

Die Scanner von Artec 3D und die hauseigene 3D-Modellierungssoftware Artec Studio 11 stellen eine Art Bindeglied zwischen natürlichen Formen und CAD-Modell dar. Sie scannen zum Beispiel Körperteile, die in Artec Studio als 3D-Modell erfasst werden und dann in CAD-Programme importiert werden können. Selbstverständlich können die Geräte auch das scannen, was mit anderen Maschinen gefräst, gedruckt oder geschnitten wird. „Die handgeführten 3D-Scanner von Artec sind genau das, was wir gebraucht haben – sie bilden die perfekte Abrundung unseres Produktportfolios“, sagt Phill Handy, Chef des MakerSpace. „Sie sind handlich, leicht zu bedienen und liefern hohe Qualität. Somit sind sie für unsere Zwecke wie geschaffen.“

Artec 3D unterstützt den MakerSpace seit Mitte 2016. Im Rahmen dieser Kooperation kommen die 3D-Scanner Artec Eva und Space Spider zum Einsatz, die nun auch in dem Workshop der Professur für Sportgeräte und Sportmaterialien ihr Können beweisen. Die 40 Studenten, die an der praxisorientierten Übung teilnehmen, lernen in den insgesamt 15 Sitzungen den Umgang mit den leicht zu bedienenden 3D-Scannern und dem CAD anhand von Füßen, für die sie Sohlen entwickeln sollen. Die sieben MakerSpace-Sitzungen bestehen dabei aus zwei Scanner-Schulungen, zwei CAD/CAM-Blöcken und drei 3D-Druck-Einführungen.

Im ersten Schritt scannen die Teilnehmer ihre eigenen Füße mit einem 3D-Scanner von Artec 3D. Anschließend bearbeiten sie das Polygonnetz (auch „Mesh“ genannt), das sie beim Scannen erhalten haben, wobei die 3D-Software Artec Studio 11 verwendet wird. Im dritten Schritt importieren sie das Polygonnetz in das 3D-CAD/CAM-Tool „Fusion 360°“ von Autodesk und erstellen dort eine Schuhsohle.

In der Entwurfsphase sollen die Studierenden eine Sohle mit einem eigenen Design entwickeln, für das sie ihr Fachwissen aus der Sport- und Gesundheitswissenschaft nutzen. Dieses wird dann von einem 3D-Drucker im MakerSpace ausgedruckt – der vierte Arbeitsschritt.

„Die Übung ist für uns etwas Besonderes, da hier zwei Fakultäten – einerseits Sport- und Gesundheitswissenschaften und andererseits Maschinenwesen – im MakerSpace zusammenarbeiten. Die von den Studenten erstellten Produkte zeigen, wie wertvoll eine interdisziplinäre Entwicklungsarbeit ist“, so der wissenschaftliche Mitarbeiter Aljoscha Hermann.

Im Rahmen der Übung lernen die Studenten, mit modernen Verfahren des Rapid Prototyping umzugehen und ihre Ideen, ihr Wissen und ihre Erfahrungen bei der Umsetzung eines Entwicklungsauftrages einzubringen. „MakerSpace ist für uns dabei der ideale Partner“, sagt Hermann. „Nicht nur, weil wir hier den Zugang zu Geräten wie den Artec-Scannern haben, sondern auch, weil die gesamte Atmosphäre und die Mitarbeiter die Kreativität und Unternehmerlust fördern.“

Die besten Sohlen werden prämiert

In der Übung spielt der Wettbewerbsgedanke eine wichtige Rolle, da die besten Sohlen von den Studenten selbst prämiert werden. Eine Abschlussprüfung gibt es nicht, dafür findet zum Abschluss des Workshops ein Besuch der Ispo in München statt, der weltweit größten Fachmesse für das Sport-Business. Auf der Messe sollen die Studenten Produkte hinsichtlich ihres Innovationsgehaltes bewerten – der letzte Arbeitsschritt des Projekts. Hier können sie ihr Wissen, das sie in zwei Theorieeinheiten zum Thema „Innovation und Innovationsbewertung“ erworben haben, in der Praxis anwenden.

Die Universität betont, dass die im Rahmen der Übung entstandenen Sohlen nicht kommerziell verwendet werden, aber weiterhin im Sinne der Lehre zum Einsatz kommen sollen. In der industriellen Praxis sind Produktentwicklungen in ähnlichen Schritten aber keine Seltenheit. Die Firma Artec 3D ist beispielsweise mit ihren 3D-Scannern auch bei der Entwicklung von Prothesen beteiligt. (os)

Weitere Informationen: artec3d.com/de

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