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Definition Was ist eigentlich Generatives Design?

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

Beim Generativen Design arbeiten Computer und Konstrukteur Hand in Hand und entwickeln Designideen, die unser menschliches Vorstellungsvermögen übersteigen und vor dem Aufkommen der additiven Fertigung undenkbar waren - wie das funktioniert.

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Beim Generativen Design ahmt der Computer den Ansatz der Natur nach. Das Bild zeigt eine generativ gestaltete Felge des Elektro-Bullys von VW. Im Einsatz war Software von Autodesk.
Beim Generativen Design ahmt der Computer den Ansatz der Natur nach. Das Bild zeigt eine generativ gestaltete Felge des Elektro-Bullys von VW. Im Einsatz war Software von Autodesk.
(Bild: VW)

Generatives Design ist ein Prozess, bei dem unterschiedliche Entwurfs- oder Konstruktionsvarianten, die sich am Designansatz der Natur orientieren, erkundet werden. Dabei formulieren Konstrukteure und Entwickler zunächst das gestalterische Ziel und geben dieses zusammen mit einer Reihe verschiedener Parameter wie Leistung, räumliche Gegebenheiten, Werkstoff, Größe, Gewicht, Belastbarkeit, Fertigungsverfahren oder Kostenziele in die Software ein.

Computer wird zur treibenden Kraft

Diese rechnet dann basierend auf Algorithmen des maschinellen Lernens durch Kombination der Eingabeparameter alle mögliche Lösungen durch und generiert so in kürzester Zeit eine Reihe von Entwurfsalternativen. Schließlich testet die Software jede einzelne dieser Iterationen und ermittelt, was funktioniert und was nicht.

Beim Generativen Design bleibt der Computer also nicht mehr im Hintergrund, sondern ist die aktive Kraft, welche Tausende von Vorschlägen und Alternativen hervorbringt. Früher bestand die herkömmliche Arbeitsweise des Konstrukteurs darin, selbst aktiv und kreativ über ein neues Produkt nachzudenken und den Computer als Hilfsmittel zu nutzen.

Vorteile des generativen Designs

  • Mehr Varianten ausprobieren: Der Computer generiert in kurzer Zeit sehr viele Designvorschläge.
  • Unmögliche Ideen möglich machen: Mit generativem Design entstehen hochkomplexe Formen und interne Gitterstrukturen, die erst durch den Einsatz der additiven Fertigung realisierbar sind.
  • Optimale Materialien und Fertigungsverfahren ermitteln: Der Anwender legt Ziele und Parameter fest, und die Software generiert anhand der festgelegten Bedingungen viele funktionierende Konstruktionsmöglichkeiten.
  • Gewichtsreduzierung: Der Designansatz minimiert Masse und Materialeinsatz.
  • Leistungsverbesserung: Weil Schwachstellen erkannt werden, kann das Generative Design Lebensdauer von Bauteilen deutlich verbessern.
  • Bauteilkonsolidierung: Häufig werden mehrere Teile zu einem einzigen konsolidiert, um die Vorteile der additiven Fertigung voll auszuschöpfen.

Seminartipp

Das Seminar Konstruktionsbionik vermittelt einen Überblick zu den Möglichkeiten der Bionik bei der Entwicklung neuer Produkte. Die Teilnehmer gehen selbst auf bionische Lösungssuche und lernen die Prinzipien der bionischen Gestaltoptimierung kennen.

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