Karl — Der Spritz­gieß­al­go­rithmus

Projekt 2018 | Jugend forscht | Karl — Der Spritzgießalgorithmus

Teil­nehmer
Anton Patzer
10243 Berlin
11. Klasse
Käthe-Kollwitz-Ober­schule


Alexander Martin
65812 Bad Soden am Taunus
11. Klasse
Albert-Einstein-Schule

Betreuer
privater Betreuer

Erarbeitungsort(e)
privater Erar­bei­tungsort

Preis(e)
Son­der­preis Qua­li­täts­si­che­rung durch zer­stö­rungs­freie Prüfung

Kurz­fas­sung
Bei der Her­stel­lung von Gebrauchs­ge­gen­ständen und Indus­trie­gü­tern ist es wichtig, ein schnelles und zuver­läs­siges Her­stel­lungs­ver­fahren ein­zu­setzen. Dabei kommt häufig das Spritz­guss­ver­fahren zum Zug. In diesem Zusam­men­hang treten geo­me­tri­sche Pro­blem­stel­lungen auf, mit denen wir uns in dieser Arbeit beschäf­tigen.
Nicht jedes geo­me­tri­sche Objekt lässt sich mit diesem Verfahren direkt her­stellen und aus der Gussform entfernen. Wir haben deshalb einen Algo­rithmus ent­wi­ckelt und in MATLAB imple­men­tiert, mit dem für ein gegebenes Objekt (in dem Standard-File­format STL) unter­sucht werden kann, ob dieses mit zwei Guss­formen spritz­gießbar und danach ent­formbar ist.
Als wichtigen Bestand­teil der Lösung haben wir eine Methode ent­wi­ckelt, welche wir textit{Shadows} genannt haben. Diese wird mit bekannten mathe­ma­ti­schen Verfahren, wie dem textit{Gradient Descent}, kom­bi­niert. Das resul­tie­rende Programm haben wir an ver­schie­denen Bei­spiel­da­teien getestet, und auf Lauf­zeit­ver­halten empirisch unter­sucht. Es hat sich gezeigt, dass unser Algo­rithmus und seine Imple­men­ta­tion die gestellten Anfor­de­rungen erfüllen.
Die Anregung für diese Projekt kam von der MAGMA GmbH im Rahmen eines MINT-EC Camps an der RWTH Aachen. Diese Jugend-forscht-Arbeit ging aus diesem Camp hervor.

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