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DER KONSTRUKTEUR 3/2021

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DER KONSTRUKTEUR 3/2021

DIGITALE

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG 01 01 Das mithilfe von Autodesk Fusion 360 erstellte Konzept des Elevate nutzt Beine und Räder um überall hin zu gelangen 02 Als neuartiges Taxi könnte der Hyundai Elevate z. B. das Leben für Rollstuhlfahrer erleichtern 03 Ein mögliches Einsatzgebiet für den fahrerlosen Hyundai Tiger X-1 ist die Erkennung von Waldbränden oder Naturkatstrophen in Gebieten, die für den Menschen schwer zugänglich sind einfügen. Denn im Einsatz wird das UMV, so legen es aktuelle Experimente zugrunde, 50 % laufen und 50 % rollen. Die Beine sind mit Elektromotoren mit hohem Drehmoment in allen Gelenken ausgestattet und weisen starke und starre Komponenten auf. Allerdings erfordern die Maßgaben für das Fahrzeughandling und die Nutzlast leichte Füße. EIN ZWEITES KONZEPT Am 9. Februar dieses Jahres wurde mit dem Konzept Tiger X-1 eine unbemannte Variante des Elevate Cars vorgestellt. Hier liegt zurzeit der Fokus der Entwicklung. Als erster Use Case soll Tiger X-1 für den Fracht- oder Nothilfetransport in unzugänglichem Gelände eingesetzt werden. Zudem eignet er sich für die 360°- Betrachtung in von Naturkatastrophen bedrohten Gebieten. Da der Tiger X-1 fahrerlos funktioniert, müssen im Unterschied zum Elevate mit geplantem Personentransport, keine hohen Sicherheitsstandards bedacht werden und so soll das Projekt schneller Realität werden. Im Mittelpunkt der Entwicklungsarbeit von John Suh und seinen Kollegen stehen aktuell die Optimierung der Komponenten und die Materialfrage. Das Team nutzt dabei generatives Design in Fusion 360 und plant den Einsatz von additiver Fertigung. Mit generativem Design findet das Team effiziente Problemlösungen und kann materialsparend arbeiten. „Es ist ein laufender Prozess, um Materialeffizienz, Robustheit und Widerstandsfähigkeit gegen Stöße bei einem Gleichgewicht zwischen Struktureffizienz und statischer Qualität zu optimieren“, berichtet Suh. Generatives Design hilft auch bei der Bestimmung der passenden Herstellungsart der benötigten Teile. Dabei optimiert Fusion 360 Teile mit Blick auf die vorhandenen Fertigungsmethoden. Um mithilfe von 3D-Druck in dieser Anwendung die angestrebten Vorteile zu DIE DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG SPORNT UNS AN SPECIAL Erfindungen entstehen dann, wenn Menschen Fragen stellen. Bevor wir über Prinzipien sprechen, müssen wir neugierig sein. Und genau das machen uns die Software-Tools im Zuge der digitalen Transformation möglich: Wir können ohne großen Kostenaufwand unserer Neugierde nachgeben. Die digitale Produktentwicklung spornt uns an, mit unserer Neugierde neue Dinge zu schaffen. JOHN SUH, Vice President & Founding Director New Horizons Studio, Hyundai Motor Group 34 DER KONSTRUKTEUR 2021/03 www.derkonstrukteur.de

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG 02 03 DANK GENERATIVE DESIGN KONNTEN STÄRKERE, LEICHTERE UND VIEL- SEITIGERE KOMPONENTEN ENTWICKELT WERDEN, ALS SIE HEUTE IM FAHRZEUG- DESIGN ZUM EINSATZ KOMMEN DIE SOFTWARE Die cloudbasierte Software Fusion für die 3D-Modellierung optimiert den Produktentwicklungsprozesses, indem sie Konstruktion, Entwicklung, Elektronik, Fertigung, Simulation und Dokumentation auf einer zentralen Plattform vernetzt. Die Cloud stellt Rechenleistung zur Reduktion repetitiver Aufgaben bereit. Das Ergebnis: Die Konstrukteure und Designer haben Zeit für Innovation zur Verfügung. Beim generativen Design lassen sich Vor- und Nachteile hinsichtlich Material, Verhalten, Leistung und Herstellung optimieren. erschließen, muss das Team neue Materialien entwickeln. Idealerweise gelingt es, eine neue, leichte Plastikform zu kreieren. Dazu werden die Anforderungsparameter an das Material in Fusion durchgespielt, um die optimalen Eigenschaften für das UMV zu finden – anschließend beginnt die Materialentwicklung. Tiger X-1 basiert auf einer modularen Plattformarchitektur. Zurzeit verfügt das Konzeptfahrzeug über ein Fortbewegungssystem mit in Leichtbautechnologie entwickelten Beinen und Rädern, eine 360°-Richtungssteuerung und eine Reihe von Sensoren für die Fernbeobachtung. Sind die Beine des UMVs eingefahren, bewegt es sich effizient durch Rolltraktion. Die mit generativem Design erprobte leichte und zugleich sehr stabile Struktur macht es möglich, dass die gelenkigen Beine und Räder bei extremen Außenbedingungen ausgefahren werden, damit sich das UMV weiter fortbewegen kann. Gleichzeitig hält es das Transportgut in einer Höhe, die ein typisches Bodenfahrzeug nicht erreicht. Die Beine und bestimmte Fahrwerkselemente wurden mithilfe der additiven Fertigung aus Kohlefaserverbundstoffen hergestellt. Zukünftig werden sich – gerade mit Blick auf Elevate – weitere Einsatzmöglichkeiten im Bereich barrierefreier Fortbewegung ergeben. Zudem sollen Rettungseinsätze in unwegsamen Geländen durch die Kombination von Laufen, Klettern und Fahren möglich werden. Ein vorteil ist in diesem Zusammenhang auch, dass sich die Sitze mit flexiblen Leichtbau-Komponenten schnell in Liegen umwandeln lassen. DIE ROADMAP FÜR DEN PROTOTYPEN Für 2022 ist ein Prototyp des laufenden UMVs angedacht. Für 2021 und 2022 liegt deswegen der Fokus auf der Entwicklung der Kernelemente der Technologie. 2023 wird eine erweitere Version im enhanced protected Stil erwartet, die zukünftigen Kunden vorgestellt werden kann. Während für 2024 die Vorprodukion avisiert ist, ist es das Ziel, 2025 mit dem UMV in Produktion zu gehen. „Konstruieren wir es und schauen, was passiert“, ist Suhs Devise. Ein zuverlässiger Partner, der maßgeblich zum Gelingen des Projekts beiträgt ist die Softwarelösung Autodesk Fusion 360. Sie ermöglicht den Konstrukteuren und designern, die Möglichkeiten und Potenziale der digitalen Produktentwicklung optimal auszuschöpfen. Bilder: Hyundai www.autodesk.de www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/03 35