Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017

Die individualisierte Massenfertigung bis zum Einzelstück ist ein Zukunftsversprechen der Industrie 4.0. Es lässt sich nur umsetzen, wenn es geeignete Prüfverfahren für die Machbarkeit der individuellen Designs gibt. Fraunhofer-Forscher zeigen auf der Hannover Messe 2017 vom 24. bis 28. April 2017 eine Simulationslösung, die automatisch feststellt, ob sich das vom Kunden gewünschte Design überhaupt realisieren lässt (Halle 7, Stand D11).

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt hat eine Simulationssoftware entwickelt, die die Machbarkeit von individuellen Designwünschen rasch prüft. Das bietet Kunden und Herstellern neue Möglichkeiten für die individualisierte Massenfertigung. Christian Altenhofen aus der Abteilung »Interaktive Engineering Technologien« am Fraunhofer IGD beschreibt den Mehrwert wie folgt:


Ein Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD prüft mit der neuen Simulationssoftware, ob sich der am Rechner erstellte Designvorschlag auch in der Realität umsetzen lässt.

© Foto Fraunhofer IGD

»Wir schaffen einen fließenden Übergang zwischen Design und Simulation. Schnell zu prüfen, ob sich ein individueller Entwurf umsetzen lässt, ist heute in der Industrie ein oft ungelöstes Problem. Die meisten CAD-Daten beschreiben lediglich die äußere Oberfläche und enthalten nicht die für Simulationen notwendigen volumetrischen Informationen. Diese nachträglich zu generieren ist sehr fehleranfällig, erfordert meist manuelle Nacharbeit und kostet die Industrie viel Geld.«

Die Software der Fraunhofer-Forscher aus Hessen versetzt Kunden und Hersteller in die Lage, die zur Materialprüfung notwendige Simulation automatisch selbst zu erzeugen. Dadurch wird schnell geklärt, ob sich Designvorschläge, die am Rechner erstellt wurden, auch in der Realität umsetzen lassen. Ist dies nicht der Fall, schlägt die Technologie vor, wie das Produkt stabiler bzw. besser gestaltet werden kann. »Der Kunde hat dadurch weiterhin sehr viel Spielraum zum individuellen Design«, sagt Altenhofen.

Die innere Struktur eines Objekts simulieren

Die Algorithmen der Software nutzen das mathematische Konzept der »Subdivisionsvolumen«. Darauf aufbauend ermitteln die Forscher mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode physikalisch basierte Simulationsmodelle. Konkret bedeutet das: Sie berechnen aus Krafteinflüssen, wie z. B. Schwerkraft und Gewicht des Gegenstands, dessen innere Spannung. Je nach Größe und Verteilung der Spannung lässt sich beurteilen, ob ein Gegenstand statisch hält oder nicht.

»Mit Subdivisionsvolumen entsteht ein konsistentes virtuelles Model der inneren Struktur des Gegenstands«, beschreibt der Fraunhofer-Experte die Technik. Damit geht das Verfahren über die reinen CAD-Informationen hinaus: Diese beschreiben lediglich Oberflächen von dreidimensionalen Objekten, lassen aber keine Rückschlüsse auf deren Inneres zu.

»Die volumetrischen Informationen werden bei unserem Ansatz mit den Oberflächeninformationen direkt mitgeführt, die für das Erstellen des Designs wichtig sind. Das heißt, bereits in der Designphase stehen Kunden und Herstellern die notwendigen Informationen für die Simulation zur Verfügung«, erklärt Altenhofen.

Für die Hannover Messe 2017 haben die Forscher einen Prototyp ihrer Simulationslösung entwickelt, der die Idee für mögliche Anwendungen bzw. mögliche zukünftige Entwicklungen transportiert: Sie fertigen individuelle Halter für Espressotassen aus Kunststoff. Über eine interaktive Benutzungsoberfläche kann der Standbesucher seinen eigenen Halter entwerfen. Falls die Idee statisch nicht umsetzbar ist bzw. den späteren physikalischen Belastungen nichtstand hält, erhält er über ein interaktives Menü Anweisungen, welche Parameter er verändern kann, um das zu verhindern.

»Die additive Fertigung ist ein sehr anschauliches Beispiel, wie sich unsere Technologie anwenden lässt. Im Prinzip ist unser Ansatz jedoch für viele verschiedene Fertigungsverfahren und unterschiedliche Werkstoffe anwendbar«, sagt Altenhofen.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2017/maerz/fliessender-u...

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Schaltschrank-Innovation mit System - Rittal mit neuem Großschranksystem VX25
23.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe
23.04.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics