Sie möchten die besten Ergebnisse? Dann kombinieren Sie generatives Design mit additiver Fertigung

Verfasst von: Cat McClintock
  • 2/12/2020
  • Lesestoff : 3 Min.
From left to right, a generative design converges on a model based on constraints set by design engineer.

Gute Konstruktionsingenieure halten sich über neue Ideen für leistungsstarke, kostengünstige Produkte auf dem Laufenden. Besonders dann, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben möchten. Niemand möchte dafür bekannt sein, Trends wie austauschbare Teile oder Blasformen für reine Modeerscheinungen gehalten zu haben.

Die additive Fertigung hat seit kurzem einen Platz in der Produktentwicklung, da sie die Herstellung einmaliger Produkte oder kleiner Chargen ermöglicht. Vielleicht verwenden Sie sogar bereits selbst 3D-Drucker zur Herstellung von Prototypen, Spannelementen oder sogar Ersatzteilen.

Die zukunftsweisende Technologie für generatives Design ist hingegen bei vielen Konstrukteuren noch nicht angekommen. Es zeichnet sich jedoch ab, dass sie alles revolutionieren wird, was wir über das Aussehen und Verhalten von Produkten zu wissen glaubten.

Die Kombination der beiden Technologien macht das Ganze erst richtig interessant.

 

Was ist generatives Design?

Generatives Design ist eine Technologie, die entsprechend den von Ihnen festgelegten technischen und operativen Randbedingungen automatisch optimierte Entwürfe erstellt. Mit der geballten Rechenleistung Ihres Desktop-Computers oder der Cloud liefert sie Dutzende – oder sogar Hunderte – Optionen, die Ihre Kriterien erfüllen.

Angenommen, Sie möchten die Masse eines Teils minimieren, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. In der Vergangenheit hätten Sie hierzu die Dicke einer Wand etwas reduziert oder eine Öffnung vergrößert. Stellen Sie sich nun vor, Sie hätten ein Tool, das innerhalb von wenigen Sekunden Tausende von Alternativen ausloten kann, die alle Ihre Anforderungen erfüllen.

Beim generativen Design können Varianten von Materialien und Herstellungsmethoden evaluiert werden, sodass rasch die passenden Optionen für Ihre Anforderungen gefunden sind.

Mehr Möglichkeiten mit generativem Design und additiver Fertigung

Das generative Design kann zwar auch mit traditionellen Methoden eingesetzt werden, doch in Kombination mit additiver Fertigung bietet die Technologie die größte Freiheit. Die Gründe dafür liegen auf der Hand.

 

Generative Design-Optionen für ein Modell mit verschiedenen Fertigungsmethoden.

Ein Beispiel für ein mit generativem Design entwickeltes Teil. Das System hat die beiden Entwürfe links für 3-Achsen-Fräsen und Aluminiumguss optimiert. Das Teil ganz rechts wurde für die additive Fertigung entwickelt und benötigt daher weniger Randbedingungen.

Bei der additiven Fertigung müssen Sie sich keine Gedanken um Schrägenwinkel, Maschineneinstellungen usw. machen. Infolgedessen kann die Generative Design Engine mit Formen experimentieren, die organischer sind als jene, die mit traditionellen Fertigungsmethoden möglich sind.

Darüber hinaus können jetzt nicht mehr nur einfache Polymere verarbeitet werden. Sie können zwischen Metallen, Keramik, Glas und Verbundwerkstoffen wählen. Kurz: Bei der additiven Fertigung sind viele der Hindernisse des traditionellen Fertigungsprozesses hinfällig.

Damit lassen sich leichtere Flugzeugteile, individuelle Prothesen oder auch bessere Laufschuhe realisieren.

Von links nach rechts: Ein generatives Design nähert sich basierend auf vom Konstruktionsingenieur vorgegebenen Randbedingungen einem Modell an.

Generatives Design, das sich nach und nach dem leichtesten Entwurf annähert, der die Anforderungen erfüllt.

CAD bleibt wichtig

Der Schlüssel zur erfolgreichen Kombination dieser Technologien liegt in Ihrem CAD-System.

Im Idealfall läuft die Generative Design Engine direkt in Ihrem CAD-System, das wiederum nahtlos mit Ihren Geräten für additive Fertigung kommuniziert. So erhalten Sie ein optimiertes System, das KI-gestützt mehrere Entwürfe produziert und anschließend Ihre Modelle validiert, für die Fertigung optimiert usw. Darüber hinaus ist es mit Ihren vorhandenen Produkten, Prozessen und Mitarbeitern verknüpft.

Das Resultat kann man nur als atemberaubend beschreiben. In Rekordzeit entstehen nun direkt in Ihrem CAD-System optimale, für die Fertigung geeignete Entwürfe, die Sie nie für möglich gehalten hätten. Gemeinsam bieten generatives Design und additive Fertigung Möglichkeiten, die kein Konstruktionsingenieur ignorieren sollte.

Ihre Designs neu entdecken

Sind Sie gespannt auf die Zukunft der Produktentwicklung? PTC plant für das Jahr 2020 die Veröffentlichung seiner Lösungen für generatives Design. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Fragen dazu haben.

Wenn Sie mehr über diese und andere Fortschritte in der CAD-Konstruktion erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen die Lektüre von CAD-Leitfaden für Ingenieure – Renaissance der Produktkonstruktion, ein kostenloser Ratgeber für Leser dieses Blogs.

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Der Autor

Cat McClintock

Cat McClintock edits the Creo and Mathcad blogs for PTC.  She has been a writer and editor for 15+ years,  working for CAD, PDM, ERP, and CRM software companies. Prior to that, she edited science journals for an academic publisher and aligned optical assemblies for a medical device manufacturer. She holds degrees in Technical Journalism, Classics, and Electro-Optics. She loves talking to PTC customers and learning about the interesting work they're doing and the innovative ways they use the software.

Beste Ergebnisse mit generativem Design und additiver Fertigung
Beim generativen Design werden Entwürfe auf Basis vorgegebener technischer Randbedingungen optimiert. Additive Fertigung steigert die Qualität dieser Entwürfe.