Generatives Design: Ideen erkunden, Entwürfe schnell perfektionieren

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Ein neues Tool für generatives Design ermöglicht Ingenieuren, nie für möglich gehaltene Ideen zu erkunden und Entwürfe schnell zu perfektionieren.

• Die Produktentwicklung steht unter dem Druck, schrumpfende Budgets und schnellere Markteinführung zu vereinbaren.

• Konventionelle Entwicklungsworkflows mit iterativen Designprozessen werden dem nicht mehr gerecht.

• Mit einer Software für generatives Design lässt sich der Entwurfsprozess straffen, Ideen lassen sich schneller umsetzen.

MSC Software, Anbieter von CAE-Simulationssoftware und Dienstleistungen, Teil der Hexagon Manufacturing Intelligence Division, veröffentlicht MSC Apex Generative Design 2020. Mit dieser Software für generatives Design können Ingenieure neue Ansätze erkunden und jedes Bauteil in ihrer Konstruktion in einem einzigen Schritt optimieren. Dadurch ist die Entwicklung innovativer Produkte 80 Prozent schneller als auf dem herkömmlichen Weg.

MSC Apex Generative Design könnte eine Antwort auf den Druck in der Produktentwicklung sein, schrumpfende Budgets und schnelle Markteinführungszeit zu vereinbaren: Es erzeugt geglättete Entwürfe für Leichtbauteile, basierend auf den technischen Entwicklungszielen. So entfällt der iterative Prozess, ungeeignete Designkandidaten zu eliminieren. Ingenieure können stattdessen ihre Erfahrung nutzen, um den Designraum auszuloten und durch Finetuning der bereits geprüften, fertigungsgerechten Designvorschläge noch bessere, neuartige Lösungen zu finden.

Die Einsatzmöglichkeiten erstrecken sich sehr unterschiedliche Branchen – unabhängig von der Anwendung. Ingenieure können schneller etwas Neues erschaffen – und das perfekte Design in der gleichen Zeit liefern, in der sie früher mit konventionellen Workflows einen ersten Prototypen erzeugt, getestet und verworfen hätten.

Mit MSC Apex Generative Design kann:

• ein Chirurg ein intelligenteres Implantat mit einer Gitterstruktur entwickeln, das bereits auf seine Herstellbarkeit per 3D-Druck geprüft ist, und das gleiche Gewicht hat wie der Knochen, den es ersetzt – für mehr Biokompatibilität, bessere Verbindung mit dem Muskel und Patientenkomfort.

• ein Luftfahrtingenieur ein Produkt Schritt für Schritt auf Leichtbau umdesignen - mit der Gewissheit, dass Betriebsverhalten und Sicherheit gleichbleiben, während sich die Effizienz verbessert.

• ein Entwickler in der Fahrzeugindustrie einen Motorradrahmen bauen, der 56% leichter ist als in früheren Iterationen – für höhere Reichweite und geringeren Benzinverbrauch.

• ein Hersteller die Möglichkeiten der additiven Fertigung voll ausschöpfen und Designs optimieren, um auch ganz neue Produkte auf Anhieb richtig herzustellen.

Dazu Thomas Reiher, Direktor Generative Design bei MSC Software: „Ein optimales Produkt zu entwerfen, das die verfügbaren Technologien voll ausnutzt, ist heutzutage ein umständlicher Prozess, der vonEntwicklern Kompromisse abverlangt. Konstrukteure sind von MSC Apex Generative Design begeistert, denn es denkt wie sie und verbessert Produkte durch kluge Engineering-Entscheidungen – nur viel schneller.“

„Anwender berichten, dass sich die Zeit für ihre Entwürfe um 80 Prozent verkürzte, da sie die Anzahl der verschiedenen Tools und manuellen Zwischenschritte reduzieren, den Optimierungsprozess automatisieren und ihre Workflows verschlanken konnten. Nun beginnen sie, Produkte herzustellen, die erstmals von ihrem Design, Verhalten und Kosten her ganz auf die technischen und kommerziellen Anforderungen zugeschnitten sind.”

Generatives Design am Laptop

MSC Apex Generative Design kann auf einem normalen Laptop laufen und erste Designkandidaten innerhalb einer Stunde erzeugen. Ein finales Design ist nur eine Frage von Stunden. Durch die noch leichtere Zugänglichkeit ensteht eine intuitive Benutzeroberfläche, und Konstrukteure und Ingenieure können Designziele auch ohne spezielle CAE-Kenntnisse definieren. Anhand eines existierenden Designs können sie Entwürfe direkt auf dem CAD oder aus CAE-Modellen erstellen.

Die Lösung für generatives Design kann schon vorab Designprobleme ausschließen, die zu einem späteren Zeitpunkt im Entwicklungsprozess aufwändige Änderungen erfordern würden – besonders wichtig für neue Herstellverfahren wie die additive Fertigung. 3D-Druck-Teams können die Lösung als Design for Additive Manufacturing (DfAM) Tool einsetzen. Es führt Topologie-Optimierung und intelligentes Glätten in einem einzigen Schritt durch, so dass Bauteile mit geringem Risiko von Verzügen und mit “bionischen” druckbaren Geometrien entstehen. Die resultierenden Bauteile sind automatisch auf das geforderte Verhalten optimiert, wobei der Materialverbrauch mit Festigkeitsanforderungen und Spannungsverteilung im Einklang ist.

Anwender können MSC Apex Generative Design mit den Simulationstools Simufact Additive für Metalle und Digimat AM für Kunststoffe kombinieren, um Druckfehler zu reduzieren und das Material in jedem Schritt optimal auszunutzen.

Das neue Tool wurde erstmals im November 2019 veröffentlicht. Die neue Version bietet weitere Steuerungsmöglichkeiten, mit denen Entwickler leichter einstellen können, wie komplex der erzeugte Entwurf wird und wie stark sich die Fixierungspunkte reduzieren lassen. Dazu kommen viele Produktivitätsvorteile der zugrunde liegenden MSC Apex Plattform, zum Beispiel der direkte Export der entstandenen Modelle (Netze) in CAD-Formate, so dass die Ergebnisse der generativen Designoptimierung in den üblichen CAD/CAM-Fertigungsprozessen verwendet werden können.

Mehr Informationen finden Sie unter: www.mscsoftware.com/product/msc-apex-generative-design

Erfahren Sie hier mehr darüber, wie aus einem CAD- schneller ein CAE-Modell wird.

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