Software lässt Bauteile abspecken

Anbieter zum Thema

Franke GmbH

trivid GmbH

SCIO Automation GmbH

Dassault Systemes Deutschland GmbH

Von Anfang an die kompletteFertigungskette im Blick

Die simulationsbasierte Strukturoptimierung mit Simulia Tosca Structure hat drei Hauptvorteile im Vergleich zu konventionellen, manuellen Vorgehensweisen: Erstens lässt sie sich selbst bei hoher Komplexität in wesentlich kürzerer Zeit umsetzen. Zweitens berücksichtigt die Software im Optimierungsprozess von Anfang an die Fertigungsbedingungen. So definiert der Anwender zum Beispiel Bereiche des Bauteils, die nicht verändert werden sollen, und legt Kriterien wie „Stanzbarkeit“ oder „Gießbarkeit“ fest. Als Resultat errechnet die Software von Anfang an ausschließlich geometrische Varianten, die den Voraussetzungen des jeweiligen Herstellungsverfahrens gerecht werden.

Alle Freiheiten nutzbar

Als dritter Vorteil lässt sich Simulia Tosca Structure nahtlos in die bestehende CAE-Umgebung einbinden, ohne dass Veränderungen nötig sind, denn die Software unterstützt die industriellen Standard FEM Solver. Dabei arbeitet Simulia Tosca Structure mit einem nicht parametrischen Ansatz zur Geometriebeschreibung. Davon profitiert der Anwender zum einen, weil das Programm ohne aufwendige Parametrisierung der Geometrie direkt auf die bestehenden Modelle aus der Simulation zurückgreift. Zum anderen beschreiben nicht parametrische Methoden die Geometrie besonders flexibel und detailliert. Das hat zur Folge, dass das Programm bei der Suche nach alternativen Geometrien alle Formfreiheiten ausnutzen kann. Auch dies trägt dazu bei, dass die Software am Ende die entscheidenden Gramm oder Kilogramm bei dem jeweiligen Bauteil herausholt. Übertragen auf das gesamte Produkt kann das beachtliche Vorteile haben, wie Anwenderbeispiele zeigen.

Nur tragende Bereiche bleiben stehen

Höhere ökologische und ökonomische Anforderungen veranlassten beispielsweise Voith dazu, das Gewicht einer bereits lange am Markt erfolgreich vertriebenen Getriebeserie zu reduzieren. Zu diesem Zweck optimierte das Unternehmen unter anderem den Planetenträger, eines der Getriebeteile. Die bisherige Funktionssteifigkeit des Serienstandes sollte dabei erhalten bleiben, um die Lagerlebensdauer und gleichmäßige Belastung der Zahnflanken weiterhin sicherzustellen. Im Verlauf der Strukturoptimierung mit Simulia Tosca Structure identifizierte das Programm die Bereiche, die nicht zum Kraftfluss beitragen, und entfernte sukzessive das überflüssige Material. Den daraus resultierenden Gestaltvorschlag für den Planetenträger importierte Voith in das CAD-System. Mit geringen Modifikationen ließ sich die Geometrie in eine gießgerechte Konstruktion übertragen. Das Ergebnis: Voith reduzierte das Gewicht um über 30 % und konnte auch die Materialkosten deutlich verringern. Gleichzeitig erfüllt das neue Design alle funktionalen Steifigkeitsanforderungen und erwies sich auf dem Prüfstand als außerordentlich robust.

(ID:42938102)