Simulation

Konzeptdesign für Kunststoffbauteile aus der Automobilindustrie

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Die dem Neudesign zugrundeliegende Baugruppe aus Metall wog 1,79 Kg und bestand aus zwei Stahl und fünf Aluminium Bauteilen, die miteinander verbunden waren. Ziel des Neudesigns war es, bei gleichbleibendem Gewicht Kosten, in der Fertigung und durch eine Verringerung der Bauteilkomplexität, zu sparen.
Die dem Neudesign zugrundeliegende Baugruppe aus Metall wog 1,79 Kg und bestand aus zwei Stahl und fünf Aluminium Bauteilen, die miteinander verbunden waren. Ziel des Neudesigns war es, bei gleichbleibendem Gewicht Kosten, in der Fertigung und durch eine Verringerung der Bauteilkomplexität, zu sparen. (Bild: Altair)

Das Ingenieuresdienstleistungsunternehmen Code Product Solutions entwickelt Bauteile aus Kunststoff, Verbundwerkstoffen und Metall. In seinen Entwicklungsprozessen setzt das Unternehmen Softwarelösungen unter anderem der Altair Hyper Works Suite ein.

Für einen Kunden aus der Automobilindustrie hat Code Product Solutions ein zuvor aus Metall hergestelltes Bauteil neu für die Fertigung aus Kunststoff ausgelegt und verwendete dafür einen simulationsgetriebenen Designansatz. Zum Einsatz kam im Rahmen des simulationsgetriebenen Designs Altair OptiStruct, ein Struktur-Solver und Optimierungstool der Altair HyperWorksTM Suite.

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Ziel: Bei gleichbleibendem Gewicht Kosten sparen

Die dem Neudesign zugrundeliegende Baugruppe aus Metall wog 1,79 Kg und bestand aus zwei Stahl und fünf Aluminium Bauteilen, die miteinander verbunden waren. Ziel des Neudesigns war es, bei gleichbleibendem Gewicht Kosten, in der Fertigung und durch eine Verringerung der Bauteilkomplexität, zu sparen.

Der Entwicklungsprozess begann mit einer Topologieoptimierung, bei der die passende Geometrie ermittelt wurde. Dabei wurden der verfügbare Bauraum angegeben und verschiedene Lastfälle untersucht. Die daraus resultierenden Designableitungen wurden einer Strukturoptimierung unterzogen, mit der die Wandstärke des Bauteils sowie die Dicke und Position der benötigen Rippen bestimmt wurden.

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Das so ausgelegte Bauteil wurde daraufhin einer FE-Simulation zur Verifizierung des Designs unterzogen. Im Anschluss führten die Code Product Solution Experten noch weitere Untersuchungen zur Kosten- und Prozessoptimierung durch.

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Produktionskosten pro Stück um 2/3 günstiger

Das so neuausgelegte Frontendmodul hat zwar das gleiche Gewicht wie das ursprüngliche Bauteil, ist jedoch, da es aus einem einzigen Kunststoffstück besteht, deutlich einfacher herzustellen und liegt dadurch bei den Produktionskosten pro Stück um 2/3 günstiger.

Der komplette Entwicklungsprozess wird am 19. März um 11.00 Uhr von Altair und Code Product Solutions in dem Webinar "Konzeptdesign für Kunststoffbauteile" vorgestellt. Neben einer Vielzahl an Informationen rund um das Thema Konzeptdesign und seine Vorteile erhalten die Teilnehmer Antworten auf ihre Fragen zu Fertigungsalternativen und Materialeinsatz. Außerdem erfahren sie, wann der Einsatz von Simulation sinnvoll und nötig ist, und wie auch ihr Unternehmen von der Entscheidungsfindung durch Konzeptdesign profitieren kann. (jup)

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