HERAUSFORDERUNG
Es ist allgemein bekannt, dass basierend auf Topologieoptimierung Leichtbau-komponenten entstehen können. Bisher war eine konsequente Anwendung der Strukturoptimierung aufgrund der Komplexität der Topologieoptimierungsergebnisse und des kostspieligen und zeitaufwändigen Prozesses zur Realisierung dieser Ergebnisse im CAD nur eingeschränkt möglich.
Das Potenzial des Leichtbaudesigns, welches mittels Topologieoptimierung erzielt werden kann, geht oft während des CAD-Konstruktionsprozesses verloren.
LÖSUNG
Um das volle Potenzial der Topologieoptimierungsergebnisse ausschöpfen zu können, müssen CAD-Komponenten generiert werden, die vollständig auf diesen basieren. Bionic Mesh Design stellt CAD-Designs bereit, welche die jeweiligen Fertigungsrestriktionen erfüllen und gleichzeitig die Form des Topologieoptimierungsergebnisses beibehalten. Dies ist durch die Anwendung von Subdivision Modelling Techniken in 3D Modellierungsprogrammen wie ZBrush, Blender, Maya usw. möglich, in denen die Topologieoptimierungsergebnisse in bearbeitbare CAD-Datei umgewandelt werden.
TOPOLOGIE ERGEBNIS
RETOPOLOGIE
CAD-INTEGRATION
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FORMOPTIMIERUNG
Topologieoptimierungsergebnisse liefern zunächst nur eine grobe Vorstellung der relevanten Lastpfade gemäß der verwendeten Lastfälle. Oft weisen auch die ersten CAD-Modelle aus dem Retopologiesierungsprozess Stellen mit zu hohen Spannungen auf. Durch Formoptimierung können diese Spannungen einfach reduziert werden, während die Masse der Bauteile gleichzeitig erhalten bleibt. Anschließend garantiert unser Workflow eine unmittelbare Übertragung der optimierten Form in das finale CAD-Modell.
MASSE
SPANNUNG
FORMOPTIMIERUNG
SCHNELLE DESIGN ANPASSUNG
Obwohl die Topologieoptimierungsergebnisse ideale Strukturen bieten, können manuelle Konstruktionsanpassungen aufgrund von Bauraumanpassungen oder einer Verschiebung von Befestigungspunkten erforderlich sein.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen Vorgehensweise im CAD, werden die Komponenten nicht neu gestaltet, sondern können innerhalb kürzester Zeit an neue Randbedingungen angepasst werden.
SCHMIEDE-QUERLENKER
TOPOLOGIEOPTIMIERUNG
RETOPOLOGIE
VORTEILE
Erfahrungsgemäß kann die Konstruktionszeit im Vergleich zu einer Nachkonstruktion im herkömmlichen CAD um 50 bis 90 Prozent reduziert werden. Aufgrund des schnellen Subdivision Modelling Prozesses können Konstruktionsänderungen basierend auf Bauraumanpassungen in Echtzeit vorgenommen werden. Untersuchungen verschiedener Fertigungsmethoden können mit den finalen CAD-Modellen durchgeführt werden.
ZEIT
Gewichtseinsparungen gehen nicht länger mit höheren Herstellungskosten einher. Die Beibehaltung der Herstellungsmethode bei gleichzeitig geringem Materialverbrauch führt zu einer drastischen Reduzierung der Bauteilkosten.
KOSTEN
PERFORMANCE
Üblicherweise führt Optimierung zu leichten, steifen und sicheren Bauteilen. Darüber hinaus ermöglicht Bionic Mesh Design die vollständige Übertragung von Formen, die mit Methoden wie der Formoptimierung erstellt wurden, auf herstellbare CAD-Modelle, um beispielsweise eine gewünschte NVH- oder Ride and Handlingeigenschaft von Fahrwerkskomponenten zu erzielen.
NACHHALTIGKEIT
Reduzierung des CO2-Fußabdrucks durch den Schutz von Ressourcen und deren respektvollen Einsatz.
LEISTUNGEN
STRUKTUR-OPTIMIERUNG
Basierend auf unserer langjährigen Erfahrung in der Simulation und Optimierung von Bauteilen, sind wir in der Lage, Strukturoptimierungen für alle Arten von Bauteilen durchzuführen . Die Optimierung kann an einzelnen Komponenten oder an vollständigen Baugruppen durchgeführt werden.
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Definition von Designräumen gemäß der zur Verfügung stehenden Bauräume
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Topologieoptimierungen mit linearisierten Lastfällen, um die initialen Lastpfade zu ermitteln
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Form- und Freiformoptimierungen mit Standardlastfällen zur Erzielung der optimalen strukturellen Performance und Masse.
RETOPOLOGIE
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Anwendung von Polygonmodellierungswerkzeugen zur Übertragung von Topologieoptimierungsergebnissen auf herstellbare CAD-Modelle
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Unter Berücksichtigung aller herstellungsrelevanten Restriktionen wie Entformungswinkel, Wandstärken, Überhänge, ...
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Generierung von Subdivision-Körpern zur Verwendnung als Volumenkörper in CAD-Anwendungen.
CAD-INTEGRATION
Die Retopologieoptimierungsergebnisse werden im CAD durch herkömmliche Schnittstellen wie IGES, STEP, usw., importiert. Darüber hinaus verfügen die meisten gängigen CAD-Programme über eine eigene Subdivision-Umgebung
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CATIA (Imagine & shape)
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Siemens NX (Realize shape)
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Solid Works (ShapeX, Power Surfacing)
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Creo Freeform
die eine direkte Integration von Subdivision-Körpern ermöglichen.
Subdivision-Körper werden somit als Standard-Volumenkörper behandelt und können durch Integration von Löchern, Booleschen Operationen usw. finalisiert werden.
STRUKTUR
ANALYSE
VALIDIERUNG
Es werden Finite-Elemente-Simulationen zur Erzeugung von Zielwerten an den Basisbauteilen und den optimierten Geometrien zur Validierung dieser durchgeführt. Hierzu werden die gängigen Methoden für Festigkeits-, Steifigkeits-, NHV- und Crash- Simulationen verwendet..
TRAINING
Wir zeigen Ihnen, wie Sie in kürzester Zeit das maximale Leichbaupotential Ihrer Komponenten ausschöpfen können. Wir bieten Schulungen zur Anpassung von Bionic Mesh Design in Ihrem Unternehmen an.
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Software Schulung (Strukturoptimierung, Polygonmodellierung für das Engineering)
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Fertigungsrestriktionen
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CAD Integration von Subdivision bodies