31.07.2026 aktualisiert

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Entwicklungsingenieur & Inhaber | R&D Maschinenbau | Dosier- & Wägetechnik | 8+ Patente

Seengen, Schweiz
Weltweit
Bachelor in Maschinentechnik, FH Horw (Hochschule Luzern), 2005-2009
Seengen, Schweiz
Weltweit
Bachelor in Maschinentechnik, FH Horw (Hochschule Luzern), 2005-2009

Profilanlagen

Lebenslauf_Urs_Helfenstein.pdf

Über mich

»Perfektion ist nicht dann erreicht, wenn man nichts mehr hinzufügen, sondern wenn man nichts mehr weglassen kann.« Antoine de Saint-Exupéry

Skills

Fem-berechnungenCAD CAMPythonMaschinenbauForschung & EntwicklungTechnische EntwicklungDosierungWerkzeugentwicklung
Dosier- & Wägetechnik
Langjährige Expertise in der Entwicklung und Optimierung von Dosiergeräten und Wägetechnologie, inklusive Laborversuche und Zertifizierungen nach ATEX/CE-Standards. Mehrere Patente im Bereich Dosiersysteme, Regelung und Schwingungen, darunter ein Vibrationsdosierer mit Pendelvibrationsabsorber und ein Doppel-Rollen-Dosierer für trockenbeschichtete Batterien.

CAE-Simulation (FEM, DEM, MBD, Modelica)
Fundierte Kenntnisse in der rechnergestützten Simulation mechanischer und dynamischer Systeme mit Methoden wie FEM, DEM und MBD sowie Modelica. Einsatz dieser Werkzeuge zur Analyse und Optimierung von Konstruktionen und Prozessen in der industriellen Entwicklung.

Programmierung (Python, C++, Microcontroller-Entwicklung)
Praxiserfahrung in der Softwareentwicklung mit Python und C++ sowie in der Microcontroller-Programmierung. Anwendung dieser Kenntnisse in R&D-Projekten zur Automatisierung, Steuerung, Regelung, Messung und datenbasierten Entwicklung.

Sensorik & Regelungstechnik
Kenntnisse in der Entwicklung und Integration von Sensorsystemen sowie in der Auslegung von Regelungskonzepten für industrielle Anwendungen, insbesondere im Bereich Dosier- und Wägetechnologie.

CAD/CAM/CAE (Inventor/FreeCAD/NX Unigraphics) & Giesssimulation (ESI ProCast)
Erfahrung in der 3D-Konstruktion mit diversen CAD Systemen, FEM, DEM (Partikelsimulation), Modelica, MBD sowie in der Giesssimulation mit ESI ProCast.

CE/ATEX-konforme Lösungen & Hygienic Design
Kenntnisse in der Entwicklung und Zertifizierung von Produkten nach CE- und ATEX-Richtlinien sowie in der Umsetzung von Hygienic-Design-Anforderungen. Fachvortraege zu Dosierung und Hygienic Design auf dem VDI Expertenforum.

Batterie-Forschung & Dry-Coating-Prozesse
Erfahrung in der Batterie-Forschung mit Fokus auf Dosier- und Verteilungstechnologie für Dry-Coating-Prozesse. Praesentation von Forschungsergebnissen auf internationalen Konferenzen wie der International Battery Production Conference (IBPC) und dem Dry Coating Forum am Fraunhofer IWS.

Projektleitung & interdisziplinaere Entwicklung
Leitung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten sowie Erarbeitung neuer interdisziplinaerer Konzepte in den Bereichen Prozesse, Mechanik und Steuerungskonzepte. Erfahrung in Kundenberatung, Betreuung der CAD/CAM-Infrastruktur und agiler, datenbasierter Entwicklung.

Erfahrung

Berufserfahrungmehr als 10 Jahre
Freelancer seit2025

Sprachen

DeutschMutterspracheEnglischverhandlungssicher

Projekthistorie

Entwicklung Dosierpresse

Lion7 Helfenstein

Industrie und Maschinenbau

< 10 Mitarbeiter

Entwicklung einer automatischen Dosierpresse für dickflüssige Pasten – von der Konzeptidee bis zur produktiven Maschine. Das Gerät dosiert gravimetrisch über eine positionsgesteuerte Motorspindel in Kombination mit einer Waage und schneidet die Paste über eine integrierte Schneideeinrichtung ab. Bedienung über ein webbasiertes GUI per WLAN. Die Anlage ist im produktiven Einsatz.
  • Konzept, Entwicklung und Inbetriebnahme der gesamten Maschine (Mechanik, Elektronik, Firmware)
  • Mechanikkonstruktion und CAD-Design mit FreeCAD
  • Elektronikentwicklung und Leiterplattendesign mit KiCad
  • Firmwareentwicklung in C/C++ auf ESP32, inkl. Schrittmotorsteuerung und Anbindung der Wägezelle
  • Webbasiertes GUI in JavaScript mit WLAN-Anbindung
  • Fertigung und Aufbau im eigenen FabLab und mit externen Lieferanten
Kenntnisse: FreeCAD, KiCad, ESP32, C/C++, JavaScript, Schrittmotorsteuerung, gravimetrische Dosierung, Embedded Systems, Maschinenbau, Prototyping

Rolle: Entwicklungsingenieur (Gesamtverantwortung)

Entwicklung Vibrationsanalyse

Lion7 Helfenstein

Industrie und Maschinenbau

< 10 Mitarbeiter

Entwicklung eines mehrkanaligen Messsystems zur Echtzeit-Analyse periodischer Schwingbewegungen – von der Konzeptidee über Sensorauswahl und Prototypenaufbau bis zur einsatzfähigen Hard- und Software. MEMS-Beschleunigungssensoren liefern zeitgestempelte Rohdaten an einen Mikrocontroller, der sie seriell an die Auswertesoftware überträgt. Diese berechnet laufend Bewegungsbahn, -richtung, Amplitude und Frequenzspektrum und stellt sie live dar.
  • Konzept, Sensorauswahl, Prototypenaufbau sowie Firmware- und Softwareentwicklung in Alleinverantwortung
  • Firmware in C/C++: registerbasierter SPI-Treiber ohne Fremdbibliothek, interruptgesteuerte Erfassung mit Mikrosekunden-Zeitstempel und Binärprotokoll
  • Datenerfassung in Python mit automatischer Port-Erkennung und Ringpuffer für verlustfreie Erfassung
  • Mehrthread-Architektur (Erfassung, Verarbeitung, GUI) mit ereignisgesteuerter Verarbeitung und Profiling
  • Signalverarbeitung mit NumPy/SciPy: Sinus-Regression, gravitationsbasierte 3D-Ausrichtung, robuste Bestimmung der Bewegungsrichtung, FFT-Analyse
  • Achsen- und Gravitationsvektor-Kalibrierung mit persistenter Konfiguration
  • GUI mit PySide6/Qt und PyQtGraph: 2D-Bewegungsplot, OpenGL-3D-Darstellung, FFT-Spektrum und Spektrogramm, CSV-Export
Kenntnisse: C/C++, Arduino, SPI, MEMS-Sensoren, Embedded Systems, Python, NumPy, SciPy, PySide6/Qt, OpenGL, Multithreading, Signalverarbeitung, FFT, Echtzeit-Datenerfassung
Rolle: Entwicklungsingenieur (Gesamtverantwortung)

Konzept für Herstellung nachhaltiger Verpackung, Versand, Datenanbindung

Lion7 Helfenstein

Industrie und Maschinenbau

< 10 Mitarbeiter

Konzeption und Umsetzung einer durchgängigen Lösung für nachhaltigen und kostengünstigen Versand – von der Verpackungsentwicklung über die automatisierte Auftragsabwicklung bis zur Laserfertigung der Verpackung. Die Lösung ist produktiv im Einsatz und wurde mit dem 3. Platz beim Digital Commerce Award 2026 in der Kategorie Sustainability ausgezeichnet.
  • Konzeption einer nachhaltigen Versandverpackung mit reduziertem Material- und Kostenaufwand
  • Entwicklung einer 1-Klick-Auftragsabwicklung in Python: Anbindung des WooCommerce-Shops, automatisches Einlesen der WebStamps-Frankaturen der Swiss Post aus PDF und Übergabe an die Laserfertigung
  • Optimierung des CO₂-Lasers: Wechsel der NC-Steuerung, G-Code-Generierung über LightBurn, WLAN-Anbindung und Kühlung
Kenntnisse: Python, WooCommerce, REST-API, PDF-Verarbeitung, LightBurn, G-Code, CO₂-Laser, NC-Steuerung, Prozessautomatisierung, Nachhaltigkeit

Rolle: Entwicklungsingenieur (Gesamtverantwortung)


Portfolio


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