Die nächste Stufe erreichen

Technik

Simulation – Mit neuen Bestandteilen wie der Polynurbs-Funktion sollen Anwender des generativen Designs mit Solidthinking Inspire 2016 schneller zum 3D-Druck-Bauteil kommen und Kostenvorteile für viele Produktionsprozesse erzielen.

19. Mai 2016

Im Bereich der Konstruktionssoftware kämpfen viele Hersteller mit ihren Programmen um Marktanteile und die Aufmerksamkeit potenzieller Kunden. Es gilt, in schneller Abfolge neue Versionen mit immer neuen fortschrittlichen Funktionen und Features zu entwickeln. So gibt denn Solidthinking, ein Unternehmen der Altair-Gruppe, jetzt die Verfügbarkeit der aktuellen 2016er-Version seines mächtigen Konstruktionssystems Inspire bekannt. Die Software befähigt Designer und Entwickler, struktureffiziente Konzepte schnell und einfach zu untersuchen und zu entwickeln. Inspire 2016 basiert auf der Optistruct-Technologie von Altair, einem FE-Solver und Optimierungswerkzeug, mit dem man Designkonzepte generieren und analysieren kann. Die Software ist einfach zu lernen und bietet Schnittstellen zu allen gängigen CAD Tools. Sie hilft dabei, das richtige Design beim ersten Mal zu finden und so Kosten und Entwicklungszeit genauso zu reduzieren wie den Materialverbrauch und das Gewicht.

Drei Schwerpunkte hat Solidthinking bei der neusten Version als besonderen Kundennutzen in der Vordergrund gestellt. Zum Ersten soll soll man damit schneller designen können, indem das Tool schon am Anfang des Entwicklungskreislaufs auf Leistungsanforderungen in der Struktur des zu entwerfenden Bauteils eingehen kann. Dadurch lässt sich viel Zeit einsparen verglichen mit dem üblichen Prozess: Design, Validierung, Verbesserung und wieder Validierung.

Zum anderen kann der Nutzer mit Inspire eine intelligente Entwicklung mit »Was-wäre-wenn-Szenarien« aufstellen, um Raumbedarf, Verbindungen, Lastverteilungen oder die Formengebung zu verändern und anzupassen. Das Ergebnis solcher Analysen bringt häufig wertvolle Erkenntnisse mit sich.

Weil heutzutage sehr viel Gewichtung auf dem Gewicht von Bauteilen liegt, ist der dritte Schwerpunkt von Inspire 2016 das Design leichterer Strukturen. Auf diese Weise kann der Entwickler Material genau dort platzieren, wo es benötigt wird. Ein reduziertes Produktgewicht führt zu Kosteneinsparungen, Performance-Verbesserungen und weniger Frachtkosten.

Mit Geometrien umhüllen

Das absolute Highlight der neuen, sehr umfangreichen Version von Solidthinking Inspire 2016 ist die laut Hersteller sehr innovative Polynurbs-Funktionalität. Mit ihr können Anwender schnell und einfach optimierte, fertigbare Designs erstellen, indem sie die Ergebnisse der Topologieoptimierung mit Nurbs-Geometrien umhüllen. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einfachen Arbeitsablauf fertigungsbereite Designs zu erstellen.

»Unser neues Polynurbs-Toolset ändert wirklich alles, es ermöglicht dem Nutzer, eine Geometrie aus einem Optimierungsergebnis deutlich schneller und einfacher zu erstellen, als mit traditionellen CAD-Systemen«, erklärt Andy Bartels, Program Manager bei Solidthinking. »Das Ergebnis ist ein sehr leistungsstarkes Werkzeug, das nicht nur den Anwendungsbereich von Inspire deutlich erweitert, sondern darüber hinaus auch den Weg zu einer kosteneffektiveren Fertigung ebnet.«

Doug Hedges, President von Sintavia, LLC., sagt dazu: »Inspire tut das, was nur wenige Werkzeuge können, es nimmt einen sehr komplexen Prozess und macht ihn einfach verständlich. Mein gesamtes Team konnte die Software in kürzester Zeit und mit nur wenigen Stunden Training einsetzen, was zu dramatischen Zeiteinsparungen im Designprozess geführt hat.«

Eine weitere wichtige Neuerung ist die Funktion »Results Comparisons«. Mit diesem Ergebnisvergleich können Entwickler sich für die beste Designrichtung entscheiden, indem sie die verschiedenen Lastszenarien in einer speziellen Tabelle vergleichen. Solidthinking hat zudem neue Lasttypen implementiert, mit denen es möglich ist, Wärmebelastungen, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Gewichtslasten und erzwungene Verschiebungen zu berücksichtigen, um die Lastbedingungen präzise zu simulieren.

Inspire 2016 ist weltweit über mehr als 120 Channel-Partner und Altairs patentiertem HyperWorks-Lizenzmodell verfügbar. »Inspire verkörpert unsere Vision, Simulation vielen unterschiedlichen Nutzergruppen zur Verfügung zu stellen, um so Innovationen zu fördern«, sagt James R. Scapa, Altair-Gründer, Chairman und CEO. »Wir freuen uns, diese Technologie über unsere weltweiten Channel-Partner, mit ihrem umfangreichen Fachwissen in diesem Bereich und ihrer Expertise, anzubieten.«

Am anschaulichsten wird die Leistungsfähigkeit von Konstruktionssystemen aber vor allem am »lebenden Objekt«. Eine Möglichkeit dazu bot sich am Stand von Altair auf der Hannover Messe. Der dort präsentierte Demonstrator verbindet Topologieoptimierung mit Inspire 2015, Feingusssimulation, Ermüdungsanalyse, 3D-Druck und Feinguss und kommt so ohne den Einsatz von CAD-Tools zum fertigen Bauteil.

In einer Präsentation konnte Mirko Bromberger, Leiter Marketing von Altair Deutschland, deutlich machen, weshalb das Unternehmen solche Anstrengungen unternimmt, um seine Kunden zu unterstützen: »Zuallererst ist es der Wunsch, ihnen mit leistungsfähigen Simulationsinstrumenten bei ihrer täglichen Arbeit zu helfen.« Dazu sind diese mit den Werkzeugen von Altair und Solidthinking in der Lage, ein Produkt in der Entstehung funktional zu beschreiben.

Ein besonderer Fokus liegt dabei im Einsatz von Smart Materials und Leichtbaukonzepten. »Allerdings sind die Materialien nur so smart, wie sie eingesetzt und angewendet werden«, gibt Bromberger zu bedenken. »Mit den richtigen Tools ist die additive Fertigung aber in der Lage, je nach Anwendung 25 bis 75 Prozent Gewicht einzusparen.« Darum soll Inspire auch ein aktives Gestaltungswerkzeug sein, anstatt nur ein virtueller Test. »Ziele sind, die Prozesse in der Entwicklung zu beschleunigen und das Design zu erleichtern.« Darum sei Inspire die notwenige intelligente Software, die alle Fäden zusammenbringt und dem Anwender die Optimierung seiner Topologie ermöglicht.

Das klappt laut Mirko Bromberger aber nur, wenn sich die Menschen darauf einstellen, dass sich Entwicklung und Konstruktion grundlegend verändern. Der Schritt ist hart: »Es geht in Zukunft aus der Simulation direkt in die Fertigung. Die Grenzen verschieben sich und ein neuartiger Formenbau wird entstehen.« In dem konkreten Demonstrator-Beispiel mit Radträgern im Automobilbau wird sich auch die Geschwindigkeit in der additiven Fertigung extrem erhöhen. »Durch eine intelligente Kombination von simulationsgetriebenem Designprozess, 3D-Druck und etablierten Verfahren wie dem Feinguss, wird es möglich sein, serientaugliche Stückzahlen von leistungsstarken Bauteilen zu produzieren«, gibt Bromberger einen ganz konkreten Ausblick auf die Produktion der Zukunft.

Auf einen Blick

Highlights Inspire 2016

• Konzepte mit effizienten Strukturen erstellen.

• Generieren und Analysieren von Designs.

• Unterstützung bei der Optimierung und Analyse von Teilen und Baugruppen.

• Problemzonen in der Geometrie schnell und einfach beheben.

• Strukturberechnungen mit Kontakten und Schwingungsanalysen.

• Bedienfreundliches Interface mit sehr kurzen Lernzyklen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2016