Reduzieren Sie das Gewicht Ihrer Bauteile um mehr als 50% durch Topologieoptimierung in SOLIDWORKS Simulation

CAD-eingebettete Simulation fördert Innovation

In CAD eingebettete Simulationstools, wie z.B. SOLIDWORKS Simulation, ermöglichen es Konstrukteuren und Ingenieuren, Virtual Prototyping bereits früh im Konstruktionsprozess einzusetzen. Durch virtuelle Tests oder „Simulationen“ ihrer Konstruktionen können die Konstruktionsteams noch während der Iterationsphase die endgültige Konstruktion beeinflussen und verbessern, bevor die „Konstruktionsänderungskosten“ unerschwinglich werden. SOLIDWORKS Simulation erlaubt es Konstrukteuren, zuverlässig und zu geringeren Kosten wirkungsvolle Innovationen in ihre Konstruktion einzubringen, da sie nicht bis zum Ende des Produktentwicklungszyklus warten müssen, um virtuelle und physische Prototypen-Tests durchzuführen.

Giaffone Racing erzielte über 50 Prozent Gewichtsreduzierung mit Topologieoptimierung

Giaffone Racing ist ein Unternehmen im südamerikanischen Hochleistungsmotorsport und gilt als Synonym für die brasilianische Autorennsportszene. Wenn das Unternehmen nach einem Wettbewerbsvorteil sucht, setzt es SOLIDWORKS Simulation ein, um seine Bauteile leichter zu machen, ohne dass dabei Leistung, Sicherheit und Steifigkeit eingebüßt wird. Mithilfe von SOLIDWORKS und SOLIDWORKS Simulation konnten die Ingenieure bei Giaffone Simulationen für frühe Konstruktionskonzepte durchführen, was ihnen die Auswirkungen von Entscheidungen auf Konstruktionen zeigte. Durch einen integrierten Konstruktions- und Simulationsansatz konnte Giaffone Racing die Leistungsfähigkeit des Produkts verbessern und die Konstruktionszeit verkürzen.

Die Konstrukteure von Giaffone Racing nutzten die Topologieoptimierung in SOLIDWORKS Simulation, um „auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben“, so der technische Koordinator Denis Ramon Peixoto.

Denis Ramon Peixoto von Giaffone Racing erklärt, warum Simulation und seine Topologieoptimierung so gewinnbringend ist

„Anstatt eine Reihe von Konstruktionsiterationen zur Validierung der Leistungsfähigkeit und Umsetzbarkeit durchzuführen, haben wir SOLIDWORKS Topologie-Tools verwendet, um schnell die optimierte Form für die neue Aufhängung zu generieren. Die Topologieoptimierung von SOLIDWORKS verschaffte uns nicht nur einen technologischen Vorsprung beim Eintritt in einen neuen Markt, sondern ermöglichte es uns auch, den Entwicklungszyklus um zwei Monate zu verkürzen.“

–        Denis Ramon Peixoto, technischer Koordinator

Darstellung der Topologieoptimierung zur Materialanpassung

Durch den Einsatz von Topologiestudien war das Giaffone Racing-Team in der Lage, das Gewicht einiger Bauteile um über 50 Prozent zu reduzieren und konnte gleichzeitig die strukturelle Integrität verbessern. Sie wollen wissen, wie das Unternehmen das gemacht hat? Klicken Sie auf diesen Link.

Sehen Sie sich außerdem dieses Video an, um aus erster Hand zu erfahren, wie die Topologieoptimierung eingesetzt wurde, um einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen:

Was ist Topologieoptimierung?

Die Topologieoptimierung in SOLIDWORKS Simulation ist eine Spitzentechnologie, die von unserer Schwestermarke SIMULIA entwickelt wurde. Deren Optimierer (Tosca) ist seit 20 Jahren technologisch führend in diesem Bereich. Die Materialverteilung innerhalb eines Konstruktionsraumes wird auf der Grundlage einer Reihe von Lasten, Zwangsbedingungen und Zielen optimiert, um schließlich die Leistung des Systems zu maximieren. Die Software diskretisiert den Konstruktionsraum mit finiten Elementen. Die Elemente in hochbelasteten Bereichen werden beibehalten, während diejenigen Elemente entfernt werden, die für die Steifigkeit nicht relevant sind.

Vor der Topologieroptimierung: Vorher-Modell eines Bauteils, das optimiert werden soll

Topologieoptimierung Abb 2: Grafische Darstellung des Optimierungsprozesses mittels Materialabtragung

Ergebnis der Topologieoptimierung: Einsparung des Materials ohne Verlust der Funktion

 

Wie also integrieren Sie die Topologieoptimierung in Ihren Design-to-Manufacturing-Workflow? Im Wesentlichen gibt es zwei Ansätze:

  1. Verwendung der Topologieoptimierung als Richtschnur für den Materialabtrag durch subtraktive Methoden (CNC)
  2. Verwendung von Additive Manufacturing zum Drucken einer Form basierend auf den Ergebnissen der Topologieoptimierung

Die Ergebnisse der Topologieoptimierung sind tesseliertes Netze, die für die Fertigung nicht ideal sind. In einem traditionellen Arbeitsablauf hätte man mit SOLIDWORKS Surfacing eine glattere Geometrie für ein besseres Fertigungsergebnis erzeugen können. Diese Umwandlung auf eine glattere Geometrie kann jedoch mühsam und zeitaufwändig sein.

Neuer spannender Workflow

Die kürzlich veröffentlichte 3DEXPERIENCE Rolle 3D Sculptor, zusammen mit SOLIDWORKS Simulation, ermöglicht es den Anwendern, einen aufregenden neuen Arbeitsablauf zu nutzen. Durch die Verwendung von 3D Sculptor können Sie jetzt auf der Grundlage der Ergebnisse der Topologieoptimierung organische glatte Geometrie einfach erstellen. 3D Sculptor ist eine cloudbasierte Sub-D-Modellierungslösung, die auf der 3DEXPERIENCE Plattform läuft und nahtlos mit SOLIDWORKS zusammenarbeitet, sodass Anwender komplexe Geometrien mit einfachen „Push-Pull“-Befehlen erstellen können.

3D Sculptor auf der 3DEXPERIENCE Plattform

Um mehr darüber zu erfahren, wie Sie das Gewicht Ihrer Bauteile mittels Topologieoptimierung drastisch reduzieren können und/oder um mit der Sub-D-Modellierung zu beginnen, wenden Sie sich am besten umgehend an Ihren Fachhändler vor Ort >>

SOLIDWORKS Vertrieb kontaktieren

Dies ist die deutschsprachige Übersetzung des Experten-Beitrags von Mai Doan (Produktmanagerin für SOLIDWORKS Simulation) im SOLIDWORKS Blog.

SOLIDWORKS DE
Dassault Systèmes bietet mit SOLIDWORKS komplette 3D-Softwarewerkzeuge zum Erstellen, Simulieren, Publizieren und Verwalten Ihrer Daten im Produktentwicklungsprozess und bietet zudem die notwendigen Tools zur Fertigung und Prüfung. SOLIDWORKS Produkte sind leicht erlernbar und anwendbar und lassen sich zusammen einsetzen, damit Sie Ihre Produkte besser, schneller und kostengünstiger entwickeln können. Ein Fokus liegt nach wie vor auf der Benutzerfreundlichkeit, was immer mehr Ingenieuren, Konstrukteuren und anderen Technikern die Möglichkeit gibt, die Vorteile von 3D zur praktischen Umsetzung ihrer Konstruktionen zu nutzen.