Im Bachelor-Studium in Maschineningenieur-wissenschaften vertiefen die Studierenden im 5. und 6. Semester ihr Grundlagenwissen in einem bestimmten Bereich, dem Fokus. Am Fokus-Roll-out präsentieren die Studierenden ihre einjährigen Projektarbeiten.

Fokus-Projekte2013 / 2014

ETH ZürichDepartement Maschinenbau und VerfahrenstechnikSonneggstrasse 3CH-8092 Zürich

www.mavt.ethz.ch

Die Studierenden in Maschineningenieur-wissenschaften wählen zwischen der Fokus- Vertiefung, die themenorientiert ist und hauptsächlich auf Vorlesungen und Übungen basiert, und dem Fokus-Projekt, das projektorientiertes Lernen in den Vordergrund stellt. Die Projektthemen können von Studierenden und Professoren auch in Zusammenarbeit mit der Indust-rie und Wirtschaft vorgeschlagen werden. In den Projekten sollen die Studieren-den, betreut durch einen Professor, ihre theoretischen Kenntnisse des 1. bis 4. Semesters in Teamarbeit und an offenen Aufgabenstellungen anwenden.

Zu Beginn der Projekte stehen die Studierenden vor einer komplexen Ent-wicklungsaufgabe, für die es keine Muster lösung gibt. Das Produkt sollen sie am Ende der Projektzeit, am Fokus-Roll-out, der Öffentlichkeit präsentie-ren. Bis dahin gilt es, sich im Team zu finden, gemeinsame Ziele zu setzen und

ein Projektmanagement aufzubauen. In nerhalb dieser eigens aufgebauten Organisation gestalten die Studierenden ihr Objekt in verschiedenen Phasen wie Konzept, Berechnung, Bau und Vermark-tung selbst. Wie im Berufsleben stehen sie immer wieder vor neuen Problemen, für die sie innovative Lösungen finden müssen, damit sie am Ende einen funk-tionsfähigen Prototyp erschaffen können. Die Studierenden lernen, selbstständig neue Kompetenzbereiche zu erschlie-ssen. Indem sie ihre theoretischen und wissenschaftlichen Kenntnisse praktisch anwenden, können sie komplexe Prob-lemstellungen lösen. Zudem gewinnen sie während des Fokus-Projekts erste Erfahrungen im Projektmanagement. Sie wissen, dass es darauf ankommt, Probleme nicht im Alleingang zu lösen, sondern zusammen mit einem Team in einem finanziellen und zeitlichen Rahmen ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen.

Bamboo Turbine

Mehr als 85 % der ländlichen Bevölkerung von Subsahara-Afrika (IEA 2012) hat keinen Zugang zu Elektrizität. Ziel unseres Projektes ist es, diesen Menschen eine Möglichkeit zu bieten, ihre Lebens-qualität selbst zu verbessern. Darum haben wir eine Windturbine entwickelt, die an ihre Möglichkei-ten und Bedürfnisse angepasst ist: Die PALM 1500 ermöglicht sowohl das Aufladen von Handys und Batterien, als auch die Elektrifizierung eines Haus-halts. Einfachheit, Robustheit und Kosteneffizienz stehen an erster Stelle.

InnovationDie Neuheit der PALM 1500 äussert sich unter anderem in der Materialwahl und der mehrheitlich mechanisch gelösten Regelung. Durch den Einsatz von lokal vorhan-denen Materialien wie Bambus und Holz ist es den Menschen vor Ort möglich, die Windturbine selbst her-zustellen. Damit wird die Akzeptanz erhöht und eine sachgerechte Wartung ermöglicht.

VisionMit dem Ansatz der lokalen Herstellbarkeit verfolgt unser Konzept ein weitaus grösseres Ziel, als den Menschen «nur» den Zugang zu Elektrizität zu ermögli-chen: Die wirtschaftliche Entwicklung soll durch Eigen-initiative gefördert werden. Unsere Vision, dass die PALM 1500 den Menschen tatsächlich einmal den er-wünschten Nutzen bringt, kann in nicht allzu ferner Zukunft Wirklichkeit werden: Das Konzept wurde in Zusammenarbeit mit einem lokalen Ingenieur in Mada-gaskar entwickelt, der es vor Ort in seiner Werkstatt umsetzen möchte.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichNicolas El Hayek Lukas HuberGabriela Fisch Nils PützQuirin Grossmann

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Reza S. AbhariDr. Anna Gawlikowska

www.bambooturbine.com

Sponsoren Prospective Concepts Aero-nautics AGContinental AGGlessmann AGLuc RouillerSuter Kunststoffe AGHans Kohler AG ZürichSchaeffler AGFedertechnik Group

GönnerUniversity of CalgaryPreisig AGUiker Wälzlager AGHilti AG

BeachBot

Der BeachBot vereint modernste Tech-nologie und künstlerische Verspieltheit in einem Roboter. Er ermöglicht es Laien durch clevere Software, gross-flächige Kunstwerke auf Sandstränden zu erstellen und den Strandbesuch so zu einem unvergesslichen Erlebnis zu machen. Durch sein leichtes und kompak-tes Design ist er nahezu überall einsetzbar und sein flexibler Zeichen mechanismus erlaubt ein variables Linienbild.

InnovationEin Roboter, der Bilder auf beliebigen Sandstränden zeichnen kann, ist ein Novum. Durch seine geschlosse-ne Bauweise und den flexiblen Zeichenmechanismus meistert der BeachBot die Schwierigkeiten, die sich aus der unebenen und sandigen Umgebung ergeben. Eine clevere Software erlaubt es, beliebige Bilder in faszinie-rende Sandkunstwerke zu verwandeln.

VisionVerschiedenste Künstler verzaubern Strandbesucher bereits mit grossartigen Kunstwerken. Der BeachBot will dieses Erlebnis auf allen Sandstränden dieser Welt möglich machen. Jedoch beschränkt er sich nicht nur auf den Strand. Ein modularer Zeichenmechanismus erlaubt ein einfaches Umrüsten für den Einsatz bei-spielsweise auf Asphalt oder Schnee.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichTimon Homberger Markus StäubleJonathan Huber Wolf VollprechtRoman Müller Lorenz WellhausenTimo MüllerStudentIn ElektroIng. ETH ZürichDominik RüttimannStudentIn Industriedesign ZHdKPhilipp Bühler Manuel Rossegger

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Roland Siegwart Dr. Stéphane MagnenatDr. Roland Haas Philipp KrüsiStefan Stalder Paul Beardsley

IndustriepartnerDisney Research Zurich

SponsorenMaxon MotorsSwaytronic

www.beachbot.ch

Formula Student Electric

«grimsel» ist ein elektrisch betriebenes Renn fahr-zeug mit Fahrwerten nahe an Formel 1 Niveau! Dank den vier einzeln angetriebenen Rädern ist in jeder Fahrsituation eine optimale Momenten verteilung mög-lich, was nebst Top-Beschleuni-gungswerten eine enorm hohe Agilität ermöglicht.

InnovationDer eigens entwickelte Antriebsstrang (Motor und Ge-triebe) weist bei einem fast dreimal so hohen Wirkungs-grad eine siebenmal höhere Leistungsdichte als der Antriebsstrang des Bugatti Veyron auf. Er zeigt ein-drücklich die Überlegenheit moderner Elektromotoren.

VisionMit unserem Projekt wollen wir die Zweifler, die behaup-ten, Elektroautos seien langweilig und langsam, vom Gegenteil überzeugen. Dem elektrischen Antrieb gehört die Zukunft!

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichJonas Abeken Moritz MittelviefhausStefan Ebnöther Adrian RüeggerPhilipp Föhn Lucien SegessemannUeli Graf Urs SteinerRafael Jacomet Fabio WidmerMario Koller Yves ZimmermannFelix LinnenschmidtStudentIn ElektroIng. HSLUMichael Aebli Morris HellerPascal Giger Simon Studer

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Pavel Hora Maurice PeterliDr. Jörg Heingärtner Thomas Wesner

www.amzracing.ch

© Bild: Benjamin Hildebrandt

ParaFLExInnovationExistierende Photobioreaktoren erreichen ihre spezifi-schen Stömungsfelder meist durch Einbauten und mechanische Aktuatoren. Wir wollen die Gesetze der Fluiddynamik verwenden, um nur durch eine geeignete Randstruktur optimale Strömungsverhältnisse zu schaf-fen. Um die Strömung im Reaktor in der Schwerelosig-keit zu untersuchen, hat das Team an der 24. Parabel-flugkampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) teilgenommen.

VisionBis im Jahr 2040 haben Weltraumorganisationen wie Roskosmos, NASA und ESA bemannte Missionen zum Mars geplant. Dabei soll unser Projekt helfen, die Be-satzungen auf ihren Langzeitmissionen mit Sauerstoff und Nahrung zu versorgen.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichRichard DrosteDavid HöllerDavid Vogt

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Thomas Rösgen

Das Projekt ParaFLEx soll Langzeitmissionen im Weltraum ermöglichen. Der Gegenstand des Forschungsprojekts ist Teil eines Lebenserhal-tungssystems des Instituts für Raumfahrtsysteme an der Universität Stuttgart, das künftig Menschen im All mit Sauerstoff und Nahrung versorgen soll. Ziel ist es, Photobioreaktoren zu entwickeln und durch Simulation und Strömungsvisualisierung für die verwendeten Mikroalgen optimale Lebens-bedingungen zu schaffen.

raptype

Vom Bit zum Bauteil. Was nach Science Fiction klingt, erfährt Momentan den grössten Aufschwung seiner Geschichte. Dank einer einzigartigen Kinematik, erreicht der 3D-Drucker raptype eine fünfmal höhere Geschwindigkeit als seine Konkurrenten aus Industrie- und Privatanwendung.

Innovationraptype ist eine neue Forschungsplattform im 3D-Druckbereich. Sind heutige Low-Price-Drucker noch langsam, unzuverlässig und im Druckvolumen be-schränkt, bringt dieses Projekt die Entwicklung weiter. Die einzigartige Kinematik und die stark vergrösserte Druckfläche übertreffen alte Limiten und setzen neue Grenzen im Fused-Deposition-Modeling-Verfahren (FDM).

Vision3D-Drucken wird als die dritte industrielle Revolution bezeichnet: In 20 Jahren wird jeder Haushalt seinen eigenen 3D-Drucker haben. Die Daten für alltägliche Gegenstände werden aus dem Internet heruntergeladen und nach kurzer Druckzeit steht das gewünschte Objekt zur Verfügung.Bis zu diesem Tag muss noch viel Arbeit in die Techno-logie gesteckt werden. Der eigens entwickelte Drucker raptype leistet als Forschungsplattform entscheidende Beiträge dazu.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichYves Beer Alexander NielandFrank Grossenbacher Adrian VogelStudentIn ElektroIng. ETH ZürichMaxim Aebischer Linus RüttimannStudentIn Industriedesign ZHdKNaomi StiegerIndustriedesign ZHdKAlex Jenter

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Kristina Shea Fritz StöckliBenjamin Kruse Luca Müri

www.raptype.ethz.com

SponsorenSchneebergerkanyahaslerfabberworld.comMÄDLERswisssensorMEIERHABAOmni RayConradswissplex

Sepios

Das Team Sepios entwickelte einen Unterwasserroboter mit einem neuartigen Fortbewegungskonzept. Der von Kalmaren und Sepien inspirierte Roboter verfügt über vier Seitenflossen, die wellenförmige Bewegungen vollführen, um Schub zu erzeugen. Langfristig soll so eine Alternative zu herkömmlichen Schiffs-schrauben aufgezeigt werden.

InnovationKalmare und Sepien sind äusserst effiziente Raubtiere, deren Antriebsmechanismus unter Wasser enorme Vorteile bietet. Diese Vorteile macht das Team Sepios in einem Unterwasserroboter nutzbar: Die symmetrische Geometrie der Flossen sowie deren hohe Flexibilität ermöglichen eine grosse Auswahl von Bewegungsmus-tern zur Krafterzeugung. Die extreme Manövrierbarkeit legt verschiedenste Anwendungen nahe, beispielsweise die Inspektion von Schiffswracks sowie technische Appli-kationen im Offshore-Bereich. Sollte sich der Antrieb als ausreichend geräuscharm erweisen, ermöglicht der Roboter das Filmen von Lebewesen unter Wasser. Dabei könnte er auch Algen und Seegras durchqueren, ohne sich darin zu verfangen. Zunächst wird der Unterwasser-roboter als Testplattform verwendet, um weitere Erkennt-nisse über das neuartige Antriebssystem zu gewinnen.

VisionDas innovative Konzept des Roboters stellt eine viel ver-sprechende Alternative zu Schiffsschrauben für nauti-sche Antriebssysteme dar. Das Ziel des Projekts ist, eine omnidirektionale Fortbewegung zu ermöglichen. Mit seinem revolutionären Antrieb setzt Sepios einen neuen Trend in der Unterwasserrobotik.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichPascal Buholzer Martin MöllerFabio Dubois Alessandro SchäppiJulian Flury Antoine SeewerStudentIn ElektroIng. ETH ZürichVincent Freiermuth Markus WegmannStudentIn MaschIng. TU DelftMarjolijn Heslinga

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Roland Siegwart Stefan BertschiDr. Roland Haas Andreas SchaffnerGregory Hitz

SponsorenKubo Tech AGSwaytronicZentrale Werkstatt D-PHYSNational Instruments3D-ConnexionQualicutABBPUAGAlumex AGDistrilecHaslerKundertJakob AntriebstechnikThümer TeileMaagtechnicigusASVZUTZTauchbasis InauenJKISuter Kunststoffe AG www.sepios.org

SUNCAR-Bagger

Das neueste der SUNCAR-Projekte beschäftigt sich mit dem Bagger der Zukunft. Die Grundlage für das diesjährige Projekt bildet ein 15 t schwerer Takeuchi TB 1140, der von Diesel- auf Elektroantrieb umgerüstet wird.

InnovationIm Projekt SUNCAR-Bagger haben wir einen 15 t schwe-ren Takeuchi TB 1140 von Diesel- auf Elektroantrieb umgerüstet. Allein der Umstieg vom Dieselmotor auf einen Synchron-Elektromotor hat den Wirkungsgrad des Baggers um das 2,7-Fache gesteigert. Des Weiteren wurde im Diesel-Modell die Kühlung der verschiedenen Komponenten zusammen mit der Hydrau-likpumpe angetrieben. Wir haben den Antrieb der Küh-lung separat realisiert. Die Kühlung muss nun nicht mehr ununterbrochen laufen, sondern kann nach Bedarf gesteuert werden. Dies spart Energie.Als Energiespeicher verwenden wir Lithium-Ionen-Zellen mit der gleichen Technologie, wie sie im BMW i3 einge-setzt wird. Die Batterie des Baggers hat eine Kapazität von 173 kWh. Dies erlaubt, den Bagger einen Arbeitstag lang zu betreiben, wenn er in Pausen nachgeladen wird.

VisionNicht nur Personenfahrzeuge müssen in Zukunft von fossilen Brennstoffen unabhängig sein, sondern auch Nutzfahrzeuge. Mit dem Projekt SUNCAR-Bagger ma-chen wir einen ersten Schritt für eine nachhaltige Bau-branche. Der Elektroantrieb ermöglicht aber nicht nur den Betrieb mit Solarstrom, er reduziert auch die Lärm emissionen. Wir möchten mit unserem Prototyp zeigen, dass ein elektrischer Bagger eine Baustelle besser macht – genauso effizient, aber sauberer und leiser.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichMarco Karch Nils ReichTobias Meili Péter SimonPatrik Nüssli Marco StalderNorman Pedrini Nico StuderJana Prautzsch Christian ThomaLorenzo PusterlaStudentIn Systemtechnik NTBJason Deane Raffael LöhrerSilvan Frehner Tobias ZieglerJürg HorisbergerStudentIn Wirtschaftsingenieur | Innovation HSLUBenjamin Eichin Daniel Grob

Betreuer und ProfessorenProf. Dr. Konrad WegenerProf. Dr. Mirko MeboldtProf. FH Dr. Max StöckProf. FH Dr. David DyntarDr. Josef MayrLeandro Morales CuabuThursan NagalingamMartin RudinStefan SchneiderDaniel Vincenz

SponsorenAffentranger Bau AGHuppenkothen BaumaschinenTakeuchiEKZHuber+SuhnerBRUSASIGARUAGamagswisscomSolarMaxAlectronSwissautoElectrosuisseBossardinspireEVTECOptiprintSepp Oberholzer AGFreudenberg SchwabCodeSysTTTechBenderPeak SystemAutospritzwerk E.A. Foser AG

www.sun-car.ch

SUNCAR

SUNCAR-Sport

Durch die systematische Elektri-fizierung eines Fahrzeugs lässt sich die Effizienz steigern und die Umwelt schonen. Mit der Integra-tion einer aktiven elektrischen Len-kung in den SUNCAR-Sport gehen wir diesen Weg konsequent weiter.

InnovationZur Lenkunterstützung ersetzen wir die original verbau-te hydraulische Servolenkung durch ein aktives elektri-sches Lenksystem. Durch dieses Prinzip wird die Reich-weite des SUNCAR-Sport um 20 km erhöht. Ausserdem ermöglicht die elektrische Lenkunterstützung die Im-plementation von aktiven Eingriffen in die Lenkung, bei-spielsweise zur automatischen Fahrzeugstabilisierung in Gefahrensituationen.

VisionDas Ziel der SUNCAR-Fokus-Projekte ist es, Fahrzeuge mit der immensen Energie der Sonne emissionsfrei zu betreiben. Da im Alltag aber auch noch andere Anforderungen wichtig sind, arbeiten wir daran, den SUNCAR-Sport weiter zu verbessern, damit er nicht nur umweltschonend ist, sondern auch Fahrspass und eine hohe Reichweite in sich vereint.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichDaniel Kuster Robin ScherrerMaximilian Paurat Frederik Schmitz Raphael PavoniStudentIn Systemrechnik NTBTobias Grob Reto ZeberliCornel Pfister

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Mirko Meboldt Leandro Morales Prof. Dr. Konrad Wegener Martin RudinProf. FH Dr. Josef Althaus Stefan SchneiderProf. FH Dr. David Dyntar Daniel VincenzDr. Josef Mayr

SponsorenThyssenKrupp PrestaEKZSIGAHuber+SuhnerBRUSARUAGEV|UPSolarMaxAlectronSwissautoBiontecHochschule LuzernElectrosuisseSATWExclusive by RossiBossard SolarbefestigungstechnikSchaeffler GroupinspireEVTECAffentranger Bau AGYokohamaCoDeSysSwisscomTTTechBenderDunsolarPeak SystemFoser AGESS

www.sun-car.ch

SUNCAR

TourBo

TourBo ist ein innovativer Skitourenschuh für Tourengeher. Der Schuh soll Eigen-schaften für einen ergonomischen Auf-stieg mit optimaler Abfahrtsperformance kombinieren. Bisher war für das Ski-tourengehen eine spezielle Bindung not wendig. Das Skischuhsystem TourBo er mög licht dank einem vollkommen neu-artigen Konzept das Tourengehen mit her-kömmlichen Alpinbindungen. Denn der Schuh verfügt über einen integrierten Tourenmodus.

InnovationDer TourBo verfügt gegenüber herkömmlichen Skischu-hen über eine in die Sohle integrierte Mechanik, welche das Skitourengehen mit einer Alpinbindung ermöglicht. Die Mechanik ist so ausgelegt, dass sie eine besonders komfortable Gehbewegung ermöglicht und trotzdem die volle Abfahrtsperformance gewährleistet.

VisionUnsere Vision ist die Kombination von optimaler Ab-fahrtsperformance mit einem ergonomischen Aufstieg beim Skitourengehen. Diese beiden gegensätzlichen Anforderungen sollen in einem kompakten und robusten System ohne Kompromiss umgesetzt werden. Dies führt zu höherer Sicherheit durch das gute Auslöseverhalten der Bindung im Falle eines Sturzes, aber auch zu redu-zierten Kosten für den Sportler. TourBo steigert ausser-dem den Gehkomfort gegenüber konventionellen Ski-tourensystemen und gewährleistet einen natürlichen Gang.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichThomas Benedek Fabian RüeggRudolf Maculan Jonas SchwarzPere MolinsStudentIn Industriedesign ZHdKNils Loos

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Kristina Shea Clemens MünzerCorinna Königseder Roman Hofstetter

SponsorenHeierlingAllegaBächli BergsportBaumann SpringsColltexHeierlingIntuitionStöckliVon Allmen

www.tourbo.ch

UnderPressure

Wasserstrahlschneiden wird ein hohes Potenzial für die Zukunft der Materialbearbeitung vorausgesagt. Hier knüpft das Projekt Under-Pressure an. Durch eine innovative Lösung für ein bestehendes Problem wird diese Technologie noch attrakti-ver für Unternehmen.

InnovationUnderPressure erhöht die Produktivität und erweitert den Einsatzbereich des Wasserstrahlschneidens. Das modulare Konzept ermöglicht den Einsatz in bestehen-den Maschinen nach geringen Investitionen.

VisionUnderPressure verändert den Markt beim Blechschnei-den. Teile werden mit höherer Qualität, gleichzeitig aber schneller und günstiger geschnitten. Die Produktions-kosten – vor allem für Kleinserien – sinken deutlich.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichRaphael Glaesener Marco StillhardIwan Hächler Lukas WehrenSimon KerscherStudentIn ElektroIng. ETH ZürichMario Burger Christoph WeilenmannRandolph BuschStudentIn Industriedesign ZHdKGiovanni Cettuzzi Nicolas PythonMichael Kennedy

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Mirko Meboldt Marius StücheliDr. Roland Haas Nicolas VuilliomenetStefan Boës Nicole Kind

IndustriepartnerBystronic

Urban Flow

«Honeycomb» ist eine modulare Windturbine für die grüne Stadt der Zukunft. Ihr innovatives Design erlaubt, mehrere Elemente in der Form einer Honigwabe auf dem Dach anzuordnen und setzt ein für alle sichtbares Statement.

InnovationWind in Städten wird vielerorts durch Form und Anord-nung der Gebäude beschleunigt. Diese Energiequelle soll nun genutzt werden. Die Windturbine «Honeycomb» ist optisch an die Stadt angepasst und stellt ein modu-lares System dar. Sie erzielt eine höhere Leistung als konventionelle Turbinen, indem sie den Wind mithilfe einer Ummantelung beschleunigt.

VisionDezentrale Energieproduktion ist ein zunehmender Trend auf dem Weg zum intelligenten Stromnetz der Zukunft. Durch die Nähe des Produzenten zum Ver-braucher werden die Übertragungsverluste minimiert. Weiterhin möchten Personen, die sich für die Umwelt einsetzen, dies auch zeigen. Menschen werden für die Energieproduktion sensibilisiert, indem diese Einzug in die Alltagswelt nimmt.

Team

StudentIn MaschIng. ETH ZürichLukas Kündig Vanessa SchröderDaniel Omidvarkarjan Paul Westermann

Betreuer und Professoren

Prof. Dr. Reza AbhariDr. Anna Gawlikowska

PartnerCarbomill AGVerkehrsbetriebe Zürich VBZSuter Kunststoffe AGSolarInvert GmbHHABA AGRöhm (Schweiz) AGMeteotestEMU Electronic AGHans Sturzenegger AGKronospan Schweiz AG

www.urbanflow.ethz.ch

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