Aufrufe
vor 3 Monaten

DER KONSTRUKTEUR 3/2019

DER KONSTRUKTEUR 3/2019

DIGITALE

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG DIE VERNETZUNG ZÄHLT! Durchgängige Digitalisierung sowohl in den Produkten als auch in der Produktentstehung ist ein Trendthema. Überall schießen Konzepte, Software und Tools zum Thema Industrie 4.0 aus dem Boden, die Vorteile durch digital vernetzte Systeme und Prozesse aufzeigen. Doch der Knackpunkt für eine vollständig digitalisierte Entwicklung und Produktion liegt in einer ganzheitlichen Sicht aller Beteiligten auf sämtliche Vorgänge und Planungen entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses. Konstrukteure müssen sich mit Nicht-CAD- Spezialisten austauschen können, verschiedene Disziplinen wie Mechanik, Elektrik/Elektronik und Software zusammenwachsen, Daten überall verfügbar sein. Produkt hergestellt wird. Die additive Fertigung rückt dabei in den Mittelpunkt, denn sie ermöglicht es, Produkte, Natur und menschliches Leben in Einklang zu bringen. AGILE UND EFFIZIENTE PRODUKTION Das beste Vorbild für die Erstellung möglichst effizienter Strukturen ist die Natur. Sie erschafft bei minimalem Materialeinsatz Strukturen, die leicht, stabil und hochfunktional zugleich sind. Diese bei der UM ALLE POTENZIALE DER ADDITIVEN FERTIGUNG ZU NUTZEN, IST EINE KONSTRUKTIONSSOFTWARE ALLEINE NICHT MEHR AUSREICHEND Konstruktion technischer Bauteile nachzuahmen, schien bis vor kurzem eine Utopie zu sein. Denn es gibt zwar schon lange Software, die beispielsweise gute Geometrien entwickeln und das Verhalten unter Last berechnen kann. Die Fertigung aber war lange durch viele Restriktionen aufgrund der Herstellungsverfahren beschränkt. Mit additiven Verfahren lassen sich jetzt auch komplexe und schwierige Geometrien realisieren, die sich an der Natur orientieren und optimal an die Anforderungen der Konstruktion angepasst werden können. SPECIAL In Zukunft werden Daten – sprich Informationen – den wirtschaftlichen Erfolg prägen und nicht mehr die Produkte. Unternehmen müssen sich neu erfinden, bisherig starke Produkte grundlegend ändern und alte Geschäftsmodelle vielleicht sogar zerstören. Virtuelle Welten erweitern und verbessern die reale Welt. In ihnen lassen sich Auswirkungen simulieren und bewerten, bevor das Autorin: Carola von Wendland, Communications Senior Manager Eurocentral, Dassault Systèmes Deutschland GmbH, München PLATTFORM ALS EINHEITLICHE BASIS Um alle Potenziale der additiven Fertigung zu nutzen, ist eine moderne Konstruktionssoftware alleine nicht mehr ausreichend. Notwendig ist eine Vernetzung verschiedener Tools. Eine durchgängige Datenbasis, die es ermöglicht, den gesamten Prozess digital und dreidimensional abzubilden ist für ein agiles Gesamtsystem wichtig. Über eine Plattform wie die 3DExperience Plattform von Dassault Systèmes können alle Akteure vernetzt und Konstruktionsdaten unternehmens- und abteilungsübergreifend verwaltet werden. So haben alle Zugang zu denselben Daten. Kombiniert mit additiver 36 DER KONSTRUKTEUR 3/2019

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG „SOFTWARE IM WANDEL“ www.DerKonstrukteur.de Martina Klein, Stv. Chefredakteurin Fertigung können an unterschiedlichen Standorten die gleichen Hochleistungsbauteile in einheitlicher Qualität hergestellt werden. Ohne die enge Verknüpfung von CAD- und Simulationswerkzeugen mit dem Produktionsprozess wäre dies nicht möglich. Mithilfe von Simulationen können Konstrukteur neue, kreative Entwürfe anfertigen: Wenn die 3D-Simulationsanwendung direkt auf die Daten aus dem CAD-Programm zugreift, kann per Knopfdruck errechnet werden, ob verschiedenste physikalische Kriterien wie Festigkeit, Wärmeleitung, Rheologie erfüllt werden. Die Simulation begleitet den gesamten Entwicklungs- und Produktionsprozess und ermöglicht eine schnelle Analyse. Gegebenenfalls wird die Konstruktion so lange in der Simulation verändert, bis die Eigenschaften stimmen. BEWUSSTSEIN FÜR ADDITIVE FERTIGUNG SCHÄRFEN Topologieoptimierung integriert: Solidworks Simulation liefert dem Konstrukteur Designvorschläge Voraussetzung sind Tools, die den Konstruktionsprozess mit dem additiven Fertigungsprozess perfekt verzahnen. Dadurch wird es auch Konstrukteuren möglich, die additive Fertigung als einen selbstverständlichen Teil ihrer Arbeit zu betrachten. Wer lange Zeit an die Einschränkungen der traditionellen Fertigungsverfahren gewöhnt war, muss sich auf neue Technologien erst einmal einlassen. Dazu bedarf es Tools, die einfach zu bedienen sind und zuverlässig gute Resultate liefern. Erst wenn dieses Vertrauen geschaffen ist, wird die additive Fertigung im Konstruktions-Prozess automatisch mitgedacht werden. Lösungen, wie 3DXpert, eine Zusatzsoftware für Solidworks, machen das jetzt möglich. Diese ist in Zusammenarbeit mit 3D Systems, einem Hersteller von 3D-Druckern, entstanden. Mit der Software können Konstrukteure in der gewohnten Solidworks-Umgebung ihre Entwürfe für additive Fertigung vorbereiten und optimieren. Sie deckt den kompletten Prozess von Design bis hin zur Fertigung ab. Das bedeutet: Alle Vorüberlegungen und Vorbereitungen für den 3D-Druck werden in die gewohnte Konstruktions-Umgebung integriert. Native Solidworks-CAD-Daten können mit einem Klick in 3DXpert importiert werden. Danach kann das 3D-Modell möglichst effizient platziert und an kritischen Stellen optimiert werden. In der Software können auch die Stützstrukturen für den 3D-Druck konstruiert werden. Anschließend wird die gesamte Konstruktion inklusive Nachbearbeitung simuliert und die passende Druckstrategie ausgewählt. Hier kann der Anwender aus vordefinierten Parametern auswählen oder alle Einstellungen selbst festlegen. Dabei werden Konstruktionsabsicht und Bauteilgeometrie so berücksichtigt, dass effiziente Scan-Bahnen eingestellt werden. Nach Ausrichten der Druckerplatte entsteht das Bauteil und kann dann bei Bedarf nachgearbeitet werden. Mit 3DXpert werden Geometrieänderungen zu jeder Phase des Prozesses möglich. Da die Nutzung der Technologie mittlerweile weit über Prototyping hinausgeht, ändern sich auch die Bedürfnisse der Unternehmen, die die additive Fertigung einsetzen, rasant. 3D-Druckteile sind längst nicht mehr nur für den Einsatz und die Erprobung in Forschung und Entwicklung oder Innovationsteams gedacht, sondern finden heute tatsächlich Anwendung – immer mehr auch im kommerziellen Bereich. Wir befinden uns mitten in einem Wandel. Die Renaissance der Industrie wird von digitalen Technologien wie der additiven Fertigung vorangetrieben, die Unternehmen ganz neue Möglichkeiten eröffnen und neue Lösungen für neue Kunden zutage bringen. Die additive Fertigung ist auch ein Kernthema von Dassault Systèmes. Der Software-Spezialist unterstützt seine Kunden dabei, nachhaltige Produkte zu entwickeln und nachhaltig zu produzieren und zu handeln. Nicht umsonst hat Corporate Knights den Konzern daher 2018 als nachhaltigstes Unternehmen der Welt gelistet. Bilder: evgeniybelyaev/Fotolia.de und Dassault Systèmes www.3ds.com/de Software hat in einer digitalisierten Welt naturgemäß eine zentrale Rolle inne. Sie kann in einer sich grundlegend wandelnden Fertigungsindustrie ein enormes Optimierungspotenzial erschließen und im Idealfall völlig neue, wirklich nachhaltige Lösungen ermöglichen. Additive Fertigung ist dafür ein wunderbares Beispiel. Ich bin gespannt, wie es weitergeht … DER KONSTRUKTEUR 3/2019 37

AUSGABE