Minimaler Materialeinsatz dank numerischer Strukturoptimierung
Wird die Finite Element (FE) Simulation frühzeitig in ein Projekt integriert, können Entwicklungsabläufe verkürzt werden. Darüber hinaus lässt sich damit der Materialeinsatz bei Serienprodukten optimieren.
Bei der Herstellung von Serienprodukten bringt der effiziente Materialeinsatz ökologische wie ökonomische Vorteile. Durch optimiertes Design der Strukturen werden Eigenschaften wie Steifigkeit und Gewicht verbessert. Gleichzeitig wird dabei der Materialeinsatz reduziert. Die Verwendung von Material, welches die Umwelt unnötig belastet, kann vermieden und der Energieverbrauch bei der Herstellung und beim Transport verringert werden.
Durch eine so genannte Topologieoptimierung werden von Anfang an optimierte Konzepte auf Basis von FE-Modellen entwickelt. Die Validierung erfolgt zeitnah an und zum Teil sogar vor der eigentlichen Ausarbeitung der Konstruktion. Spätere Änderungsschleifen zwischen Versuch, Konstruktion und Berechnung werden reduziert oder entfallen ganz.
Vorgehen bei der Strukturoptimierung:
- Als Input für die Topologieoptimierung sind der mögliche Bauraum und die wichtigsten Lastfälle vorgegeben
- Anschliessend werden die Optimierungsziele und Randbedingungen definiert
- Der Optimierer berechnet aus diesen Vorgaben eine optimale Struktur
- Auf Basis der Simulationsresultate wird schliesslich die definitive Konstruktion erstellt
Auftraggeber: Hersteller von Kaffeemaschinen
