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Buchtipp Leichtere und kontengünstigere Konstruktionen durch Topologieoptimierung

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Wenn lasttragende Konstruktionen entwickelt und aus weniger Material mehr Tragfunktion geschaffen werden muss, leistet das Buch 80/20-Topologie-Optimierung wertvolle Unterstützung.

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(Bild: A. Brunner)

Der Zielkonflikt ist alt: Der Ingenieur entwickelt zuverlässige mechanische Konstruktionen und muss mehr bzw. hochperformantes Material einsetzen, um die Festigkeits-, Stabilitäts- und Steifigkeitsziele zu erreichen. Der Kaufmann hingegen betrachtet eine Konstruktion durch die Kostenbrille und verfolgt entgegengesetzte Ziele. Um im harten Kostenwettbewerb zu bestehen, muss die Konstruktion leichter und kontengünstiger werden. Vor allem die Materialkosten müssen minimiert werden, da diese z. B. im Automobil- und Maschinenbau etwa 70% der Herstellungskosten betragen und damit der größte Hebel zur Kostenreduzierung sind.

Mit Topologieoptimierung kann der technisch-wirtschaftliche Konflikt gelöst werden. Die Optimierungsmethode baut auf einer einfachen Idee auf: Im Spannungsfeld zwischen der Lasteinleitung (= Actio) und der Lastaufnahme (= Reactio) gibt es „fleißiges“ und „faules“ Material. Um die technischen Anforderungen zu erfüllen, muss man mehr von dem „fleißigen“ Material einsetzen, da dieses hochbeanspruchte Material einen enormen Beitrag zur Lastübertragung leistet. Um die wirtschaftlichen Ziele zu erreichen, muss man das „faule“ Material eliminieren, da dieses minderbeanspruchte Material (fast) nichts für die Lastübertragung tut und teuer bezahlt werden muss. So entsteht durch Wachsen (mehr Material) und Schrumpfen (weniger Material) eine kraftgerechte Konstruktionsgestalt und man nähert sich dem technisch-wirtschaftlichen Optimum.

In dem Buch "80/20-Topologie-Optimierung" beschreibt Alexander Brunner zahlreiche Lösungsansätze, Methoden, Übungen, Beispiele und über 80 Praxistipps, um mechanisch begründete konstruktive Entscheidungen zu treffen. Der Vorteil: Nach dem 80/20-Prinzip wird die Konstruktion vom Materialballast befreit und Materialkosten im 3- bis 7-stelligen Eurobereich eingespart. Das Buch kann unter ISBN: 978-3-9818764-4-4 im Fachhandel erworben werden.

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