Labor für Fahrzeug- und Karosserieentwurf

Standort: Campus Esslingen Stadtmitte, Gebäude 13

Im Labor Fahrzeug- und Karosserieentwurf werden Fragestellungen der Fahrzeug- und Karosseriekonzepterstellung behandelt. Dazu gehören einerseits Herausforderungen die das Fahrzeugmaßkonzept und –package unter besonderer Berücksichtigung von Ergonomie und Gesetzesanforderungen betreffen. Andererseits werden Kenntnisse über den Entwurf, das Auslegen und die Konstruktion von Karosserien, Karosseriestrukturen und Karosseriesystemen sowie Grundlagen der Formgestaltung vermittelt.

Laborübungen und Projekte

Laborübungen und Projekte

Das Labor stellt die Ressourcen zur Durchführung der im folgenden genannten Vorlesungen und Laborübungen bereit.

Laborübungen Fahrzeug- und Karosserieentwurf:

Dieser Lehrbereich befasst sich vorrangig mit dem Konzipieren von Fahrzeugen. Arbeitsschwerpunkte stellen das Maßkonzept, das Fahrzeuglayout und das Package von Gesamtfahrzeugen unter Berücksichtigung von Aggregaten und der Ergonomie für das Interieur, sowie alle gesetzlichen Randbedingungen dar. Ergänzt wird dies durch die Vermittlung von Kenntnissen zu Karosserien, Karosseriestrukturen, Karosseriekonstruktionen und Karosseriesystemen.

Die wesentlichen fahrzeugspezifischen Grundlagen und methodischen Vorgehensweisen werden anhand virtueller Entwicklungs-Tools wie CATIA V5, Siemens NX, RAMSIS NG, CAVA, Ansys, LS-DYNA sowie dem PDM-System CDB im Rahmen von Einzelübungen und Gruppenarbeiten im Rahmen von praxisnahen Projektaufgaben vermittelt und erarbeitet.

Laborübungen Fahrzeugergonomie:

Die erste reale Absicherung eines entworfenen Fahrzeuginnenraumkonzepts kann mit Hilfe einer variablen Sitzkiste erfolgen. Diese ermöglicht es konzeptspezifische Fahrzeugabmessungen (z. H. H30-1 Abmessung) auch in der Fahrt in VR-Umgebung erfahrbar zu machen. Dazu ist in der Sitzkiste Force-Feedback Aktorik verbaut und eine Schnittstelle zur VR-Technologie implementiert.

Die Innenraumvermessung mit der s. g. H-Punkt Messmaschine (Vgl. SAE 826) wird mit den Studierenden mit einer Sitzkiste und unter Einsatz mobiler Messtechnik vermittelt.

Laborübungen Virtual Reality (VR) im der Fahrzeugkonzeption

Die Laborübungen in der virtuellen Realität haben das Ziel den Studierenden Methoden vorzustellen um Konstruktions- und Stylingdaten aus CAD und CAS Systemen statisch zu analysieren und zu bewerten. Durch die Verknüpfung mit der o. g. variablen Sitzkiste und der implementierten Force-Feedback-Aktorik kann zudem eine erste Bewertung des Fahrerlebnisses erfolgen. Bei der VR-Modellierung kommen so genannte Game Engines zum Einsatz, mit denen einerseits realistische Umweltmodellierungen dargestellt werden können und mit denen andererseits die Interaktion mit Technischen Systemen ermöglicht werden kann. Beispielsweise können auf diese Weise Interfacekonzepte dargestellt und in Probandentests bewertet werden.

Laborübungen Styling:

Um die gestalterischen Techniken des Designprozesses und deren Hintergründe näher kennenzulernen, werden im Fach Formgestaltung einzelne Themenbereiche aus der Sicht des Designers vorgestellt und anschließend in Gruppen ausgearbeitet. Dies geschieht mittels Gestaltungstechniken wie Rendering, das Erstellen von Tapes oder Clay-Modelling. Nachdem die Formbeschreibung über die manuellen Techniken präzisiert wurde, bietet sich den Studierenden die Möglichkeit der digitalen Weiterbearbeitung der Stylingsketche mit CAS (Computer Aided Styling) an. Hierfür wird das CAS-Tool Alias von Autodesk eingesetzt.

Laborübungen Karosserieversuch

Ein Fahrzeug auf einer Messplatte wird zunächst belastet. Die auftretenden Verformungen werden zunächst theoretisch analysiert und anschließend real vermessen und bewertet.

Studentische Projektarbeiten:

Im Labor werden laufend eine Vielzahl studentischer Projektarbeiten bearbeitet, die teilweise auch über mehrere Semester laufen somit von Studierenden an Studierende übergeben werden. Die Bearbeitung von Projekten in interdisziplinären Teams, wie sie auch im industriellen Umfeld etabliert ist, wird somit vermittelt und geübt.

Arbeitsgebiete

Arbeitsgebiete

Das Labor für Fahrzeug- und Karosserieentwurf (LFK) deckt ein weites Spektrum ab, und betrifft vor allem die im folgenden genannten Arbeitsgebiete der Fahrzeugkonzept- und Karosseriekonzeptauslegung.

  • Fahrzeugentwurf
  • Fahrzeugergonomie
  • Anzeige- und Bedienkonzepte
  • Fahrzeugpackage
  • Formgestaltung
  • Karosserieauslegung
  • Karosserieentwurf
  • Karosseriekonstruktion
  • Karosseriesysteme
  • Karosserieversuch
  • Leichtbaustrategien
  • Modellbau inkl. Rapid Prototyping
  • Modularisierung
Forschung

Forschung

Die Akquise und Bearbeitung von (öffentlich geförderten) Forschungsprojekten ermöglicht die Erarbeitung und den Transfer von neusten Erkenntnissen in das Laborumfeld und damit in die Lehre (Auswahl):

 

Laborausstattung

Laborausstattung

Das Herz des Labors bildet das Karosserieforum, das mit einem PC-Pool mit 20 Workstations modern ausgestattet ist. Die Studierenden erlernen unter der Anleitung von erfahrenen Professoren und Assistenten den Umgang der u. g. Werkzeuge, die insgesamt den aktuellen Anwendungsstandards der deutschen Automobilindustrie entsprechen.

Im neu aufgebauten VR-Labor können Fahrzeug- Karosserie- und Interfaceentwürfe virtuell und in veränderlicher Umgebung animiert und mit aktueller VR-Technologie vollimmersiv erlebt und bewertet werden. Dazu steht eine variable und mit Force-Feedback-Aktorik der Fa. Sensodrive ausgerüstete Sitzkiste zur Verfügung, die in die VR-Umgebung integriert ist.

Das Styling-Labor stellt alle Ressourcen bereit um Konzepte und Entwürfe von Formen des Fahrzeugexterieurs- und –interieurs zu erstellen. Dies betrifft klassische Skizzen und Zeichnungen mit Stiften auf Pappe, Karton oder Papier, s. g. Tape-Drawings aber auch mit Industrieplastilin (s. g. Clay) oder Schaum erstellte, physische 3D-Modelle.

In der Konzeptwerkstatt können Entwürfe und deren Komponenten maßstabsgerecht mit Holz, Schaum und unter Verwendung eines standardisierten Aluminiumprofilbaukastens der Fa. ITEM aufgebaut werden. Hierfür stehen einfache Hand- und u. A. moderne Elektrowerkzeuge der Fa. Festool und Origin zur Verfügung.

Als Ergänzung steht im Labor ein professioneller Rapid Prototyping Verbundwerkstoff 3D-Drucker zur Verfügung (Stratasys F370 CR), mit dem Studierende im FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) physische Bauteile aus digitalen Volumenmodellen erstellen können. Komponenten, die mit einem anderen Verfahren oder mit einem anderen Material erstellt sind, werden i. d. R. über kooperierende Hochschullabore unkompliziert und schnell beschafft.

Um Modelle und Mock-ups maßhaltig aufzubauen kommt in der Gesamtfahrzeugwerkstatt eine Messplatte sowie moderne Messtechnik (Fa. Stifelmayer, Fa. Faro) zum Einsatz.

Hardware (Auszug):

  • Karosserie-Forum mit wechselnden Exponaten für Vorlesungen, Übungen und Seminare
  • 20 CAD-Arbeitsplätze für die virtuelle Fahrzeugentwicklung
  • VR-Labor mit variabler Sitzkiste (Force Feedback-Aktorik Fa. Sensodrive), VR-Brillen (u. a. Varjo XR-3)
  • Stylingbereich mit Zeichen-, Tapedrawing- und Claymodelling-Utensilien
  • Konzept- und Ergonomiewerkstatt (u. a. Festool-Werkzeuge, Shaper Origin, …)
  • Werkstatt- und Versuchseinrichtungen mit Stiefelmayer und Faro Messeinrichtungen
  • RP Maschinen (u. a. Stratasys F370 CR, …)

Software Tools (Auszug):

  • CATIA V5
  • Siemens NX
  • RAMSIS, RAMSIS NG
  • CAVA
  • Alias (CAS-Tool)
  • ANSYS (FEM)
  • LS-DYNA (FEM)
  • CDB (PDM-System)
  • Unreal, Unity, Blender, Sketchup, … (VR-Simulation)
Laborleitung / Laborpersonal
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Foto Alexander Müller

Prof. Dr.-Ing. Alexander Müller

WS24/25: Di. 12.00 Uhr - 13.00 Uhr (nach Abstimmung per E-Mail).

Tel: +49 711 397-3580
E-Mail: Alexander.Mueller@hs-esslingen.de
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