Konstruktionsleitfaden für nachhaltiges Produkt-Design

Forschungs-Ziel:

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung von Konstruktionswissen für die nachhaltige Gestaltung konkreter Produktmerkmale in einem breiten Anwendungsfeld verschiedener Produktkategorien und Branchen zur effektiven Befähigung der Konstrukteur:innen im Arbeitsalltag.

Forschungs-Hypothese:

Die Festlegung der Produktmerkmale in den sehr frühen Phasen der Produktentwicklung haben einen sehr großen Einfluss auf die Ressourceneffizienz und die Nachhaltigkeit des nachgelagerten Produktlebenszyklus (z.B. Produktionsmittel, Montagetechnologien, Reparierbarkeit, Recycling). Aufgrund der komplexen Zusammenhänge global agierender Unternehmen und Unternehmensnetzwerke inklusive deren Zulieferer-Strukturen können keine global gültigen Konstruktionsregeln zur Steigerung der Produktnachhaltigkeit postuliert werden. Es müssen vielmehr kontextsensistive Untersuchungen durchgeführt werden. Dabei lassen sich aber branchen- und produkttypische, wiederkehrende Muster anhand von praktischen Beispielen identifizieren. Diese Muster helfen Konstrukteur:innen artverwandter Anwendungen bei der Entscheidungsfinduncheffektiver Nachhaltigkeitsmaßnahmen in der Produktentwicklung.

Forschungs-Frage:

Welche branchen- und produktspezifischen Konstruktionsmaßnahmen haben einen nachweislich signifikanten Einfluss auf die Steigerung der Nachhaltigkeit von Produkten.

Forschungs-Methode:

Mit Hilfe explorativer Studien untersuchen wir konkrete Produktvarianten unter Zuhilfenahme einer 3D-CAD-Integrierten Ökobilanzierungssoftware auf den gegenwärtigen ökologischen Fußabdruck. Im Sinne einer Interventionsstudie werden anschließend systematisch konventionelle (z.B. Werkstoffwechsel) und innovative (z.B. Variation der Wirkflächen) Parametervariationen innerhalb des 3D-CAD-Systems umgesetzt. Mit Hilfe der rechnerunterstützten Ökobilanzierung wird anschließend die Auswirkung der Parametervariationen iterativ überprüft. Abschließend werden die produktspezifischen Maßnahmen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zur Steigerung der Produktnachhaltigkeit geclustert.