Freihandskizzen dank KI in Echtzeit optimieren

Smart Engineering Day Freihandskizzen dank KI in Echtzeit optimieren

14.04.2020Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Mit KI schnell von der Freihandskizze zum topologieoptimierten Bauteil: Das ermöglicht eine neue Lösung, die am IKTD in Stuttgart entwickelt wurde. Vorgestellt wird der Ansatz auf der Web-Konferenz Smart Engineering Day 2020.

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Der Konstrukteur fotografiert eine zweidimensionale Freihandskizze und erhält in Echtzeit einen Optimierungsvorschlag für die leichtbaugerechte Umsetzung von Bauteilen.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Je früher die Aspekte des Leichtbaus im Entwicklungsprozess von Bauteilen beachtet werden, desto einfacher und effizienter erfolgt die Gewichtsoptimierung in der Konstruktionsphase. Am Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design der Universität Stuttgart (IKTD) wurde ein Ansatz entwickelt, der Konstrukteuren die einfache und frühzeitige Berücksichtigung von leichtbaugerechten Strukturen ermöglicht.

Enno Garrelts vom IKTD stellt das neue Verfahren auf dem virtuellen Smart Engineering Day am 7. Mai 2020 vor.

Anmeldung zum virtuellen Smart Engineering Day

Der Smart Engineering Day bietet Entscheidungshilfen und Kriterien für die Auswahl der jeweils am besten geeigneten Methoden und Tools für Konzeption, Entwurf und Ausarbeitung von zukunfts- und wettbewerbsfähigen smarten Produkten und Maschinen.
(Bild: VCG)

Konstrukteur fotografiert Freihandskizze und erhält Optimierungsvorschlag

Das Verfahren nutzt Künstliche Intelligenz, um Bauteile auf Basis einer abfotografierten Freihandskizze hinsichtlich ihres Gewichts zu optimieren. Der Konstrukteur fotografiert lediglich seine zweidimensionale Freihandskizze und erhält in Echtzeit einen Optimierungsvorschlag. Auf Basis dieses Vorschlags kann iterativ ein leichtbaugerechter Grobentwurf mit optimierter Volumenverteilung entworfen werden.

Die künstliche Intelligenz projiziert optimale Kraftpfade in Bauräume. Basis ist eine fotografierte Freihandskizze.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Die Möglichkeit des frühzeitigen Einsatzes auf Konzeptebene unterscheidet diesen Ansatz von anderen computergestützten Methoden. Durch den Verzicht auf eine exakte Modellierung von Kräften und Randbedingungen kann sich der Konstrukteur auf gestalterische Aspekte und deren Umsetzung fokussieren.

Zur Sicherheit aller: Der Smart Engineering Day wird nicht als Präsenzveranstaltung stattfinden. (gemeinfrei)

KI projiziert optimale Kraftpfade in Bauräume

Die Realisierung des Ansatzes erfolgt durch eine künstliche Intelligenz auf Basis von neuronalen Netzen. Die künstliche Intelligenz ist durch ein unsupervised Training in der Lage, optimale Kraftpfade in Bauräume zu projizieren. Der Einsatz in der frühen Entwicklungsphase unterstützt bei der Gestaltung serienreifer Bauteile. Über eine Web-basierte Anwendung kann der Benutzer Fotos importieren und Optimierungsvorschläge in Echtzeit einsehen. Die Geschwindigkeit des Ansatzes ermöglicht es, iterativ zu einem gewichtsoptimierten Ergebnis zu gelangen, ohne für jede Iteration des Bauteils auf eine Berechnung zu warten.