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Generatives Design

General Motors entwickelt 3d-gedruckte und funktionsoptimierte Sitzhalterung

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

General Motors hat mithilfe des Generativen Designs eine 3D-gedruckte Sitzhalterung für Elektroautos entwickelt, die 40 % leichter und 20 % stabiler als die bisherige Komponente ist. Ursprünglich bestand die Halterung aus acht verschweißten Teilen – übrig geblieben ist eine einteilige Komponente.

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Für die Entwicklung einer Sitzhalterung legten die Konstrukteure bei GM zunächst die Einschränkungen fest. Die Software Autodesk Fusion 360 nutzt dann einen Algorithmus zur Analyse und Bewertung aller möglichen Design-Vorschläge.
Für die Entwicklung einer Sitzhalterung legten die Konstrukteure bei GM zunächst die Einschränkungen fest. Die Software Autodesk Fusion 360 nutzt dann einen Algorithmus zur Analyse und Bewertung aller möglichen Design-Vorschläge.
(Bild: Image courtesy of General Motors)

Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt stetig. General Motors (GM), einer der Vorreiter beim Einsatz von 3D-Drucktechnologien in der Automobilproduktion, plant bis 2023 mindestens 20 ebensolcher Fahrzeugtypen auf den Markt zu bringen. Die Produktion ist im Vergleich zu traditionellen Autos jedoch sehr viel teurer und komplexer. Gerade bei diesen Fahrzeugen spielt das Gewicht eine große Rolle, um Reichweite und Komfort garantieren zu können. Gleichzeitig dürfen die Entwicklung und Produktion der einzelnen Komponenten nicht allzu zeitintensiv und komplex sein.

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Generatives Design nutzt maschinelle Intelligenz und Cloud Computing

Aus diesem Grund entschied sich GM für einen disruptiven Ansatz und eine Generative Design-Lösung. Generatives Design ist ein Designansatz, der maschinelle Intelligenz und Cloud Computing nutzt, um schnell eine breite Palette von Designlösungen zu generieren, die den spezifischen Anforderungen entsprechen. Designteams können einen größeren Designraum erforschen und sich dabei von Anfang an an den vorgegebenen Fertigungs- und Leistungsanforderungen orientieren.

Wettbewerbsvorteil durch Generatives Design und 3D-Druck

„Ein Fahrzeug besteht aus über 30.000 Komponenten. Unser Ziel ist es, diese Anzahl zu verringern und somit Gewicht zu sparen und Komplexität zu reduzieren“, sagt Kevin Quinn, Director of Additive Design and Manufacturing bei GM. „Mithilfe des Generativen Designs können wir basierend auf Cloud-Technologien und Künstlicher Intelligenz verschiedene Design-Lösungen für Komponenten erforschen und so innovative Ansätze finden, die uns fit für die Zukunft machen – denn nach den Elektrofahrzeugen stehen mit den autonomen Fahrzeugen bereits die nächsten Herausforderungen vor der Tür, die es zu bewältigen gilt. Elektrifizierung und autonome Fahrzeuge werden die Weichen für unsere Branche stellen. Wir möchten mithilfe der additiven Fertigung und des Generativen Designs einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil in diesem Bereich erlangen.“

Experimentell und softwaregestützt zum optimalen Design

Die Sitzhalterung ist die erste Komponente, die GM auf diese Weise entwickelte. Normalerweise besteht eine Sitzhalterung aus acht miteinander verschweißten Teilen. Mithilfe der Software Autodesk Fusion 360 konnten die GM-Ingenieure mehr als 150 alternative Designs generieren und sich für ein Design entscheiden, das nur aus einem einzigen Edelstahlteil besteht. Dafür legten sie Ziele und Einschränkungen für die Bauteilkonstruktion fest, darunter Parameter wie Materialien, Herstellungsverfahren und Budget. Diese Informationen wurden anschließend in die Software eingegeben.

Diese nutzt dann einen Algorithmus zur Analyse und Bewertung aller möglichen Design-Vorschläge und empfiehlt basierend darauf eine optimale Lösung. Ingenieure haben somit die Möglichkeit, zu experimentieren – mit traditionellen Methoden aus Kostensicht kaum umsetzbar. Generatives Design und additive Fertigung können unendliche Designlösungen mit minimalen Investitionen umsetzen. Eine einzige Software kann unzählige Teile und unbegrenzte Formen erzeugen – einschließlich organischer Formen und interner Gitter–, die sich ein Mensch alleine nicht vorstellen kann. Das Endprodukt ist 40 % leichter und 20 % stärker als die bisherige Sitzhalterung.

Über Autodesk Fusion 360

Autodesk Fusion ist ein 3D-Tool für CAD, CAM und CAE. Es fasst den vollständigen Produktentwicklungsprozess in einer einzigen Cloud-basierten Plattform zusammen. Weitere Informationen zu Autodesk Fusion 360.

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