Moderne Produktentwicklung steht vor einer ständigen Herausforderung: Bauteile effizienter, leichter und dabei ebenso leistungsfähig zu gestalten. Leichtbau setzt hier nicht als bloße Reduktion von Material, sondern als strategische Optimierung von Form und Struktur an. Die Schlüsseltechnologie dafür sind Topologieoptimierungen.
Mit ihnen lässt sich die ideale Materialverteilung innerhalb eines vorgegebenen Bauraums ermitteln unter Berücksichtigung der tatsächlichen Belastungen. Das Ergebnis sind Strukturen, die genau dort Material einsetzen, wo es die Tragfähigkeit erfordert, und überflüssige Masse eliminieren. Doch die abstrakten Ergebnisse einer Optimierung bedürfen einer intelligenten Umsetzung in fertigungsgerechte Konstruktionen. Genau hier verbinden wir technologische Expertise mit praktischer Anwendbarkeit: Unsere Expertise führt Sie von der ersten Simulation bis zur finalen Konstruktion mit unserem automatisierten Werkzeug TAKT.
DLR TAKT Teilautomatische Konstruktionstool
Für die Wiedergabe dieses Videos auf Quickchannel.com ist Ihre Zustimmung zur Speicherung von Daten ('Cookies') erforderlich. Unter Datenschutz-Einstellungen können Sie Ihre Wahl einsehen und verändern.
Anwendungsgebiete
Ursprünglich entwickelt für die komplexen Anforderungen des Schienenfahrzeugbaus, ist TAKT für all die Branchen konzipiert, die topologieoptimierte Strukturen in Form von Fachwerken interpretieren und weiterverarbeiten. Neben dem Fahrzeugbau gehört dazu auch der Maschinenbau mit der Entwicklung großer und kleiner Leichtbaukomponenten.
Unsere Expertise: Von der Topologieoptimierung bis hin zur Konstruktionsgrundlage
Wir bieten eine umfassende Expertise bei der Durchführung von Topologieoptimierungen:
- Modellerstellung und Lastfallanalyse: Wir erstellen Simulationsmodelle, die Ihre Bauteile und Strukturen realitätsnah abbilden, analysieren Ihre spezifischen Betriebsbedingungen und definieren passende Lastfälle
- Optimierung und Szenariostudien: Wir setzen modernste Topologieoptimierungsverfahren ein, um das maximale Leichtbaupotential Ihrer Strukturen zu erschließen, und führen bei Bedarf parallele Studien unterschiedlicher Szenarien durch
- Konstruktionserstellung: Unser automatisiertes Tool TAKT unterstützt uns bei der Umwandlung des Optimierungsergebnisses in eine fertigbare Konstruktion
Output: Fertige Basis für Konstruktion und Validierung
TAKT liefert einen sofort einsatzbereiten Strukturvorschlag, der auf drei verschiedene Arten verwendet werden kann:
1. Ein Drahtgitterskelett wird generiert. Dieses bildet die Lastpfade der Optimierung ab. Es kann in CAD oder FEM-Programme importiert werden und für die weitere Verarbeitung genutzt werden.
2. Intelligente Vorschläge für Querschnitte werden basierend auf der Analyse der Spannungsverteilung im Optimierungsergebnis erstellt. Diese können ebenfalls in CAD oder FEM-Programme importiert werden, um die kreative und individuelle Ausarbeitung der Strukturen zu beginnen.
3. Automatische Validierung des Strukturvorschlags. Drahtgitter und Querschnitte können automatisch mit dem ursprünglichen Topologieoptimierungssetup (Lastfälle, Lagerungen, ...) in einem neuen FEM-Modell kombiniert werden, sodass die Strukturvorschläge automatisiert festigkeitstechnisch validiert werden können.
Vorteile von Leichtbau mit Topologieoptimierung und TAKT
Die Integration von TAKT in den Entwicklungsprozess bietet messbare Vorteile. Durch den vollautomatischen Ablauf wird die Entwicklungszeit deutlich reduziert, da der manuelle Aufwand für das Extrahieren und Zuordnen von geometrischen Eigenschaften entfällt. Ingenieurinnen und Ingenieure werden von monotonen Arbeiten befreit und können sich vollumfänglich kreativen Konstruktionsaufgaben widmen.
So können schnell verschiedene Konzepte umgesetzt und gegeneinander validiert werden, sei es bezüglich Materialwahl, Bauweise, Konstruktionsprinzip oder Schnittstellen. Durch die größere Exploration kann das größte Leichtbaupotential ausgeschöpft werden. TAKT unterstützt dadurch einen durchgehenden Leichtbauansatz, beginnend in den frühesten Stadien der Entwicklung, ob als eigenständiges Tool oder als integraler Bestandteil unseres kompletten Serviceangebotes.