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Hannover-Messe 2017/Individualisierte Massenfertigung

Designvorschläge auf Realisierbarkeit prüfen

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Die innere Struktur eines Objekts simulieren

Die Algorithmen der Software nutzen das mathematische Konzept der Subdivisionsvolumen. Darauf aufbauend ermitteln die Forscher mithilfe der Finite-Elemente-Methode physikalisch basierte Simulationsmodelle. Konkret bedeutet das: Sie berechnen aus Krafteinflüssen, wie zum Beispiel Schwerkraft und Gewicht des Gegenstands, dessen innere Spannung. Je nach Größe und Verteilung der Spannung lässt sich beurteilen, ob ein Gegenstand statisch hält oder nicht. „Mit Subdivisionsvolumen entsteht ein konsistentes virtuelles Modell der inneren Struktur des Gegenstands“, beschreibt der Fraunhofer-Experte die Technik. Damit geht das Verfahren über die reinen CAD-Informationen hinaus: Diese beschreiben lediglich Oberflächen von dreidimensionalen Objekten, lassen aber keine Rückschlüsse auf deren Inneres zu. „Die volumetrischen Informationen werden bei unserem Ansatz mit den Oberflächeninformationen direkt mitgeführt, die für das Erstellen des Designs wichtig sind. Das heißt, bereits in der Designphase stehen Kunden und Herstellern die notwendigen Informationen für die Simulation zur Verfügung“, erklärt Altenhofen.

Prototyp in Betrieb: Halter für Espressotassen

Nun haben die Forscher einen Prototypen ihrer Simulationslösung entwickelt, der die Idee für mögliche Anwendungen beziehungsweise zukünftig mögliche Entwicklungen veranschaulichen soll: Mit ihm lassen sich individuelle Halter aus Kunststoff für Espressotassen fertigen. Über eine interaktive Benutzungsoberfläche kann der Anwender seinen eigenen Halter entwerfen. Falls die Idee statisch nicht umsetzbar ist beziehungsweise den späteren physikalischen Belastungen nicht standhalten würde, erhält er über ein interaktives Menü Anweisungen, welche Parameter er verändern kann. „Die Additive Fertigung ist ein sehr anschauliches Beispiel, wie sich unsere Technologie anwenden lässt. Im Prinzip ist unser Ansatz jedoch für viele verschiedene Fertigungsverfahren und unterschiedliche Werkstoffe nutzbar“, sagt Altenhofen.

Besucher der Hannover-Messe 2017 können die Fraunhofer-Simulationslösung für individuelle Designs vom 24. bis 28. April 2017 in Halle 7, Stand D11 testen.

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