{"id":9214,"date":"2019-01-31T12:16:24","date_gmt":"2019-01-31T11:16:24","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/?p=9214"},"modified":"2019-01-31T12:25:28","modified_gmt":"2019-01-31T11:25:28","slug":"optimale-verwendung-von-fertigungsrestriktionen-in-der-topologieoptimierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/2019\/01\/optimale-verwendung-von-fertigungsrestriktionen-in-der-topologieoptimierung.html","title":{"rendered":"Optimale Verwendung von Fertigungsrestriktionen in der Topologieoptimierung"},"content":{"rendered":"

Seit der ersten industriellen Revolution haben sich die Konstruktions- und Fertigungsmethoden schnell weiterentwickelt, wodurch die Abl\u00e4ufe schneller, billiger und pr\u00e4ziser wurden. Heute hat die 4. industrielle Revolution oder Industrie 4.0<\/strong>, wie wir sie nennen, einen weiteren gro\u00dfen Sprung nach vorne bewirkt. Die Begriffe additive und subtraktive Fertigung sowie generative Konstruktion und Topologieoptimierung haben im Maschinenbau, besonders bei der Produktkonstruktion f\u00fcr Aufsehen gesorgt. In die letzten SOLIDWORKS Versionen wurden kontinuierlich neue Werkzeuge hinzugef\u00fcgt, die mit den aktuellen Fertigungsmethoden Hand in Hand gehen.<\/p>\n

Die Topologiestudie<\/strong><\/h2>\n

Die Topologiestudie wurde in SOLIDWORKS 2018 als neuartiger Simulationstyp hinzugef\u00fcgt. Ein intelligenter Algorithmus ermittelt hierbei die optimale Topologie, sowohl f\u00fcr konventionelle als auch f\u00fcr additive Fertigung<\/strong>. Somit erh\u00e4lt jeder Konstrukteur bereits am Anfang der Produktentwicklung optimale Designvorschl\u00e4ge. Die aufwendige Suche nach der besten Variante wird deutlich vereinfacht und es entstehen Produkte mit verbesserter Leistungsf\u00e4higkeit und Qualit\u00e4t. In diesem Blogbeitrag wird er\u00f6rtert, wie Sie eine Topologiestudie richtig einrichten<\/strong>, um optimale Ergebnisse sowohl f\u00fcr die additive <\/strong>als auch f\u00fcr traditionelle Fertigungsmethoden<\/strong> zu erhalten.<\/p>\n

Additive Fertigung<\/strong><\/h2>\n

Bei der additiven Fertigung werden die 3D-Komponenten schichtweise aufgebaut, wobei die Verbindung der einzelnen Schichten durch einen \u00dcbergang vom geschmolzenen in einen festen Zustand erfolgt. Somit wird der Produktkonstruktion eine neuartige, organische Formgebung erm\u00f6glicht, die nicht auf die Regeln der traditionellen Fertigung beschr\u00e4nkt ist. Einhergehend mit dieser Freiheit und unz\u00e4hligen Konstruktionsvariationen stellt sich jedoch die Frage: Was ist die optimale Form? Die Topologiestudie hilft entscheidend bei der Beantwortung dieser Frage, indem sie den bestm\u00f6glichen Konstruktionsvorschlag basierend auf Eingabeparametern und dem maximal zur Verf\u00fcgung stehenden Bauraum macht.<\/p>\n

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Das Bauraummodell enth\u00e4lt das maximal m\u00f6gliche Material rund um wesentliche Features der Komponente, das nicht entfernt oder ver\u00e4ndert werden kann. Somit hat der Algorithmus die gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche Freiheit, nicht ben\u00f6tigtes Material an unkritischen Stellen zu entfernen\u00a0 und nur an den f\u00fcr die strukturelle Integrit\u00e4t notwendigen Positionen beizubehalten. Kritische Features, die nicht entfernt oder ver\u00e4ndert werden k\u00f6nnen, wie L\u00f6cher und St\u00fctzstrukturen, k\u00f6nnen in der finalen Konstruktion mit Hilfe der Steuerung f\u00fcr den beibehaltenen (eingefrorenen) Bereich<\/strong> belassen werden. Eine Option f\u00fcr die Tiefe des beibehaltenen Bereichs kann ebenfalls integriert werden, um den ausgew\u00e4hlten Fl\u00e4chen eine Wanddicke zu verleihen.<\/p>\n

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Eine weitere Funktion, die bei 3D-Druckteilen zu ber\u00fccksichtigen ist, ist die maximale oder minimale Dicke<\/strong>, da das Teil aus Schichten mit gleichen Dicken besteht. Um die richtige Dimension zu gew\u00e4hrleisten, k\u00f6nnen Sie innerhalb der Fertigungsrestriktionen der Topologiestudie eine Schichtdickensteuerung verwenden. Mit dieser Steuerung kann ein Maximal- oder Minimalwert sowie ein Bereich f\u00fcr die Schichtdicke der resultierenden Topologie eingestellt werden.<\/p>\n

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Traditionelle Fertigungsmethoden<\/strong><\/h2>\n

Die Topologiestudie stellt nicht nur eine gro\u00dfe Bereicherung im Konstruktionsprozess f\u00fcr die additive Fertigung dar, sondern sie kann auch effektiv f\u00fcr traditionelle Fertigungsmethoden wie CNC, Spritzguss, spanende Bearbeitung, Stanzen, Wasserstrahlschneiden<\/strong> usw. eingesetzt werden. So treten beispielsweise bei im CNC-Verfahren hergestellten Teilen Bereiche auf, die aufgrund der Regeln des Bearbeitungsprozesses nicht komplett frei und organisch gestaltbar sind, wie im 3D-Druck. Eine gute M\u00f6glichkeit, die urspr\u00fcngliche Form eines Teils beizubehalten, ist die Verwendung der Steuerung f\u00fcr den \u201ebeibehaltenen Bereich<\/strong>\u201c auf Begrenzungsfl\u00e4chen.<\/p>\n

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Bei Teilen, die f\u00fcr Stanzen oder Spritzguss konstruiert werden, ist die Anwendung einer Entformungsrichtung<\/strong> entscheidend, um die Herstellbarkeit der optimierten Komponente zu gew\u00e4hrleisten. Diese geometrische Steuerung tr\u00e4gt dazu bei, die Bildung von Hinterschnitten und Hohlr\u00e4umen zu verhindern. Vor allem aber wird auch sichergestellt, dass die Komponente aus der Form entnommen werden kann.<\/p>\n

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Zusammenfassend ist die Topologiestudie ein hervorragendes Werkzeug f\u00fcr den modernen Konstrukteur, um bereits von Anfang an bestm\u00f6gliche Designvorschl\u00e4ge<\/strong> zu erhalten und somit Produkte mit maximaler Leistungsf\u00e4higkeit und minimalem Gewicht<\/strong> zu entwerfen \u2013 unabh\u00e4ngig vom Herstellungsverfahren. Da sich die Fertigungsmethoden weiterhin schnell \u00e4ndern, wird sich auch die Art und Weise ver\u00e4ndern, wie wir konstruieren und diese Konstruktionen auf ihre Funktionsf\u00e4higkeit pr\u00fcfen. Heutzutage findet eine Vielzahl von Konstruktionspr\u00fcfungen parallel zum Konstruktionsprozess statt. Das Ziel f\u00fcr die Zukunft ist es, innovative Konstruktionen bereits von Anfang an mit Hilfe moderner Werkzeuge wie der Topologieoptimierung zu generieren und aktuelle Pr\u00fcfungsmethoden als Nachweis der Festigkeit und Lebensdauer zu nutzen. Das neue Paradigma \u2013 die intelligente Konstruktion in SOLIDWORKS \u2013 f\u00fchrt somit zur Einsparung von Entwicklungszeit und Entwicklungskosten sowie zu innovativeren Produkten mit maximaler Leistungsf\u00e4higkeit und Qualit\u00e4t.<\/p>\n

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Sie m\u00f6chten gerne mehr zur “Topologieoptimierung” erfahren?<\/p>\n

Hier geht es zu unserem gerade erschienenen RATGEBER – darin lesen Sie “<\/strong><\/a>Alles, was Sie \u00fcber die Topologieoptimierung wissen m\u00fcssen”<\/a><\/strong><\/p>\n

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Autor:<\/strong> Sasi Sithambaram, Technical Simulation Team bei Dassault Systemes SolidWorks Corp., zum Originalartikel gelangen Sie HIER.<\/strong><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Seit der ersten industriellen Revolution haben sich die Konstruktions- und Fertigungsmethoden schnell weiterentwickelt, wodurch die Abl\u00e4ufe schneller, billiger und pr\u00e4ziser wurden. Heute hat die 4. industrielle Revolution oder Industrie 4.0, wie wir sie nennen, einen weiteren gro\u00dfen Sprung nach vorne<\/p>\n... Continued<\/a>","protected":false},"author":373,"featured_media":9211,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[755,45,794,2,93],"tags":[722,946,534,1499,580,1497,904,1498,503,7,330,813,799],"class_list":["post-9214","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industrie-4-0-engineering-4-0","category-simulation","category-solidworks-2018","category-solidworks-simulation","category-tipps-und-tricks","tag-additive-fertigung","tag-additive-manufacturing","tag-analyse","tag-designvorschlaege","tag-fertigung","tag-fertigungsrestriktionen","tag-kosntruktion","tag-materialeinsparung","tag-ratgeber","tag-solidworks","tag-solidworks-simulation","tag-topologieoptimierung","tag-topologiestudie"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9214","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/users\/373"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9214"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9214\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9273,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9214\/revisions\/9273"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/media\/9211"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9214"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9214"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9214"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}