Strukturoptimierung

Strukturoptimierung

Strukturoptimierung eines Fahrradvorbaus aus einem kompakten Quader

Durch die Strukturoptimierung entstehen beanspruchungsgerechte und materialeffiziente Bauteile. Eine optimale Struktur erfüllt alle an sie gestellten Anforderungen bei minimalen Materialeinsatz

Strukturoptimierung sowohl bei der Weiterentwicklung von bestehenden Produkten als auch bei Neuentwicklungen zum Einsatz kommen. Durch das Zusammenspiel der Möglichkeiten der Konstruktion und FE-Simulation entstehen innovative Produkte bei gleichzeitig verringerter Produktentstehungszeit, da die Vorteile der beiden Verfahren vereint werden.

Explosionsansicht der Bauteile einer Messradfelge
Explosionsansicht einer Messradfelge und entsprechende Zielsetzungen

Die Zielsetzungen der Strukturoptimierung können dabei stark variieren. Nachfolgend geben wir Ihnen einen Auszug an unterschiedlichen Zielen:

  • Materialeinsparung
  • Materialwechsel
  • Steigerung der Tragfähigkeit
  • Verbesserung des dynamischen Verhaltens
  • Standardisierung des Produktportfolios
  • Verringerung der Materialvielfalt
  • Steigerung der Wirtschaftlichkeit

In Zeiten von steigenden Rohstoffpreisen und vermehrten Anstrengungen zur Verringerung des CO2 Ausstoßes im Zuge einer nachhaltigeren Lebensweise  steigen die Anforderungen an Strukturbauteile und werden stets komplexer. Gleichzeitig verzeiht eine leichtbauoptimierte Struktur weniger Abweichungen von den für die Optimierung angenommenen Rand- und Zwangsbedingungen, also Einsatzszenarien, Betriebs- und Sonderlasten etc. Es ist daher unerlässlich das Bauteil bereits vor Beginn des Optimierungsprozesses zu verstehen und darauf aufbauend eine möglichst vollständige Definition der Anforderungen, Rand- und Zwangsbedingungen zu treffen und diese vollständig und korrekt in das numerische Modell zu überführen

Animierte Belastungssituation der Messradfelge durch farbliche Bereiche
Belastungssimulation des optimierten Bauteills

Entscheidend für den Erfolg der Strukturoptimierung - Der richtige Partner!

Der beste Strukturoptimierer ist immer noch ein erfahrener Ingenieur!
Für eine materialeffiziente, optimierte Bauteilgestaltung ist der ingenieurmäßige Sachverstand unerlässlich!

Durch unser weitreichendes, interdisziplinäres Wissen und unsere systematische Vorgehensweise entwickeln und optimieren wir für Sie Strukturbauteile, die den komplexen Anforderungen des Marktes gerecht werden. Dabei strebt unser Vorgehen eine nachhaltige Verwendung endlicher Ressourcen und die Reduktion von Emissionen bei gleichzeitiger Gewährleistung von Einsatzsicherheit und Wirtschaftlichkeit an. Erreichen konventionelle Herstellungsverfahren aufgrund der Komplexität der optimierten Struktur ihre verfahrensspezifischen Grenzen, können wir -sofern wirtschaftlich zielführend- durch unsere fundierten Kenntnisse im Bereich additiver Fertigungsverfahren deren hohen Grad an gestalterischer Freiheit zielgerichtet einsetzen.

Die optimierte Messradkomponente im eingebauten und geschnittenen Zustand
Optimiertes Bauteil im eingebauten Zustand

Durch unsere langjährige universitäre Erfahrung und den Einblick in vielfältige industrielle Anwendungen sind wir ein kompetenter Partner für Ihre Optimierungsaufgabe!

FAQ

Ein idealisierter Projektablauf im Bereich der Strukturoptimierung sieht bei uns wie folgt aus:

    • Gemeinsame Definition der Zielsetzung sowie Klärung aller Anforderungen (Lastenheft)
    • Ermittlung von Optimierungspotentialen im Rahmen einer Referenzsimulation des bestehenden Bauteils/Baugruppe
    • wenn vorhanden: Start des Optimierungsprozesses
    • Zwischenpräsentation mit Besprechung der optimierten Struktur
    • Feinoptimierung unter Beachtung fertigungstechnischer Rahmenbedingungen
    • Ergebnisdokumentation

Während des gesamten Prozesses wird auf eine regelmäßige Kommunikation und auf einen engen Informationsaustausch in Form von E-Mails, Telefonaten und Online-Konferenzen geachtet. Die Abschlusspräsentation der Ergebnisse kann per Online-Konferenz oder als Vorort-Präsentation stattfinden.

Für die Strukturoptimierung werden unterschiedliche Softwarelösungen verwendet. Zur Erstellung der 3D-CAD Modelle verwenden wir SolidWorks (Dassault Systèmes). Für die FEM Simulation wird Abaqus (Dassault Systèmes) sowie das integrierte Optimierungswerkzeug Tosca eingesetzt. Die vereinfachte Schnittstelle zwischen SolidWorks und Abaqus ermöglicht den vereinfachten Datenaustausch ohne Informationsverlust.

  • Identifikation von Verbesserungsmöglichkeiten in Ihrem Produktportfolio
  • Werkstoff- und damit Kosteneinsparungen
  • Wettbewerbsfähigkeit durch leistungsfähigere, aber dennoch nachhaltige Produkte
  • Verantwortungsvoller Umgang mit unseren endlichen Ressourcen
  • Kontinuierliche Verbesserung, Innovation und Wirtschaftlichkeit

Leistungen

Brauchen Sie Hilfe?

Unsere Mission ist es, Fachleuten zu helfen, ihre industriellen Ziele zu erreichen.
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