Kundenerfolg: Exovolar entwickelt düsengetriebenes Exoskelett zum Fliegen mit 3DEXPERIENCE Works

Gründer und leitender Maschinenbauingenieur Guanhao Wu etablierte Exovolar Industries Corp. im Jahr 2019 mit dem Ziel, die menschliche Mobilität zu erhöhen und zu demokratisieren, indem das Fliegen so einfach und sicher werden sollte wie das Gehen. Wu nutzte die Kombination aus Düsenantrieb, einem Exoskelett und der patentierten Schubvektordüse des Unternehmens, um den menschlichen Körper in der Luft zu halten und zu bewegen. Bei seiner Erfindung sind die Hände des Fliegenden frei, um beispielsweise Offshore-Windturbinen zu reparieren, die Seite eines Marineschiffs zu streichen oder Fotos zu machen, während er entspannt durch die Luft fliegt.

Entwurf (Zeichnung in schwarz-weiß) des düsengetriebenen Exoskeletts von Exovolar

Wu entschied sich zur Entwicklung erster Konzepte für die Produktentwicklungslösung SOLIDWORKS® for Entrepreneurs. “Sie ist benutzerfreundlich und bietet eine komplette Palette integrierter Entwicklungs- und Konstruktionslösungen”, sagt er. Durch die Simulation der Konstruktionsleistung und die Optimierung der Konstruktion mit SOLIDWORKS konnte Exovolar den ersten Schwebetest ohne überflüssige Prototyping-Runden absolvieren.

Entwurf (Zeichnung in bunt) des düsengetriebenen Exoskeletts von Exovolar

Optimierung patentierter Strahldüsen mit Strömungssimulation

Die Aufrechterhaltung eines stabilen, gleichmäßigen Schwebezustands ist für ein autonomes und praktisch anwendbares Exoskelett unerlässlich. “Das Fliegen mit dem Exoskelett ist ein wenig wie das Fahren mit einem Hoverboard, denn das Gerät wird von den Füßen gesteuert. Das sorgt für Stabilität und Gleichgewicht, während die computergesteuerte Schubvektorisierung in den Düsen den Schub und die Schubwinkel autonom steuert”, erklärt Wu. “Über die SOLIDWORKS Flow Simulation Software konnte ich mithilfe von thermischer und Strömungssimulation die Form der Schubvektordüse für die vier Düsenantriebe – zwei pro Bein – optimieren, ohne einen physischen Prototyp herstellen zu müssen.”

Strömungssimulation an den Düsen des Exoskeletts

Konstruktion leichterer, stabilerer Teile mithilfe der Topologieoptimierung

Wu verwendete Topologiestudien von SOLIDWORKS Simulation, um automatisch eine optimierte Komponentengeometrie auf Grundlage des spezifischen Konstruktionsbereichs, bestimmter Lasten und geometrischer Bedingungen zu erreichen, einschließlich jener, die durch den verwendeten Fertigungsprozess vorgegeben sind. “Die Funktionen von SOLIDWORKS Simulation zur Topologieoptimierung haben mir geholfen, leichtere, steifere und stärkere Teile zu konstruieren, ohne dabei auf einen langwierigen Trial-and-Error-Konstruktionsansatz angewiesen zu sein”, bemerkt Wu.

Mensch testet Exoskelett von Exovolar

Einfachere Verwaltung von Daten und Revisionen in der Cloud

Als die COVID-19-Pandemie ausbrach, ergänzte Wu die 3DEXPERIENCE® Works Lösungen unter anderem durch die automatisierten, transparenten Datenmanagement-Funktionen der 3DEXPERIENCE Plattform. Er erinnert sich: “Wir erkannten, wie viel einfacher die Datenverwaltung auf der cloudbasierten Plattform ist. Die Revisionskontrolle und die Verwaltung von Konstruktionsdaten sind so benutzerfreundlich, dass wir nicht zur alten Methode des lokalen Datenmanagements zurückkehren wollen.”

Prototyp des Exoskeletts von Exovolar

Wu fasst zusammen: “Mit dem Fortschreiten der Entwicklung des fliegenden Exoskeletts benötigen wir ein effektives Datenmanagement und Revisionskontrolle, die zusätzliche Nutzer und unser künftiges Wachstum unterstützen. Die Kombination aus der SOLIDWORKS Konstruktionssoftware und der 3DEXPERIENCE Plattform bietet uns alle Entwicklungs- und Konstruktionsfunktionen, die wir benötigen, sowie den zusätzlichen Vorteil von transparentem Datenmanagement und Datensicherheit in der Cloud.”

Wenn Sie mehr über die Konstruktions- und Engineering-Lösungen auf der 3DEXPERIENCE Plattform erfahren möchten, wenden Sie sich gern an Ihren lokalen Fachhändler. Die vollständige Fallstudie von Exovolar Industries finden Sie hier.

Weitere Blogbeiträge zum Thema:

Dassault Systèmes bietet mit SOLIDWORKS und den cloudbasierten 3DEXPERIENCE Works Lösungen komplette 3D-Softwarewerkzeuge zum Erstellen, Simulieren, Publizieren und Verwalten Ihrer Daten im Produktentwicklungsprozess und bietet zudem die notwendigen Tools zur Fertigung und Prüfung. Die Softwarelösungen 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.