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Konstruktion Wenn das Auto sich selbst konstruiert

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

Was als Forschungsprojekt zum Einsatz neuer Technologien beim Bau von Sportwagen begann, avancierte bei dem Projekt Hack Rod zum weltweit ersten Fahrgestell, das mithilfe künstlicher Intelligenz entwickelt wurde.

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Auf Testfahrt in der Wüste: Das Nervensystem aus Sensoren sammelte dabei Millionen von Daten für die Entwicklung des Chassis.
Auf Testfahrt in der Wüste: Das Nervensystem aus Sensoren sammelte dabei Millionen von Daten für die Entwicklung des Chassis.
(Bild: Autodesk)

Stellen Sie sich vor, Ihnen kommt, vielleicht irgendwo und so ganz nebenbei, eine geniale Idee für ein neues Produkt. Was passiert, wenn dieser Geistesblitz nicht direkt mit ihren aktuellen Aufgaben im Büro korreliert und Sie demnach auch keinen Maschinenpark, keinen 3D-Drucker zur Hand haben, um Ihre Vision Realität werden zu lassen?
Vermutlich wird in den meisten Fällen dann leider nichts aus der Idee.

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Oder vielleicht in geraumer Zukunft doch – wenn es nach dem ehemaligen Leiter der Hotwheels-Abteilung bei Mattel Felix Holst und dem Stuntfahrer und Filmemacher Mouse McCoy geht: Deren gemeinsame Vision ist es, dass künftig jeder Hobbytüftler seine Ideen wirklich werden lassen kann. Als die beiden Hotrod-Fanatiker sich bei der Arbeit an der „Hot Wheels for Real“-Aktion kennenlernten, waren beide auf der Jagd nach der nächsten großen Revolution in ihren Branchen. Ihr gemeinsames Interesse an der Zukunft von Produktgestaltung und Fertigung gab den Anstoß für die Gründung von Hack Rod: Holsts und McCoys Traum einer Fertigungsplattform für die Macher von morgen.

Nervensystem treibt Entwicklung

Hack Rod begann als Forschungsprojekt über den Einsatz neuer Technologien für die Entwicklung von Sportwagen. Das Team hat dafür zunächst gemeinsam mit Autodesk von einem handgefertigten Rennwagen mit bewährtem Design einen 3D-Scan des vorhandenen Chassis erstellt und in die Cloud geladen. Für die generative Gestaltung des Wagens haben die Entwickler das Auto mit einem Nervensystem ausgestattet: Verkabelt mit zahlreichen Sensoren wurde das Fahrzeug in der kalifornischen Mojave-Wüste auf verschiedene Testfahrten geschickt, die sowohl Material als auch Fahrer maximal belasten sollten.

Dabei wurden über 20 Millionen Datensätze gesammelt und ausgewertet – beispielsweise von den Kräften, die auf das Fahrzeug wirken, oder von den Hirnströmen des Fahrers. Diese Informationen wurden anschließend in die Konstruktions- und Entwicklungsplattform Project Dreamcatcher von Autodesk eingespeist und auf ein 3D-Modell des vorhandenen Autos übertragen.

Entwickler prüft Designalternativen

Hinter Dreamcatcher steckt ein Researchprojekt für den Bereich generatives Design. Dreamcatcher ermöglicht es Konstrukteuren und Designern, spezifische Designziele, einschließlich funktionaler Anforderungen, Materialart, Herstellungsmethode, Leistungskriterien und Kosteneinschränkungen, einzugeben. Mit Hilfe von Designanforderungen beladen, sucht das System dann einen Designraum, um eine Vielzahl von generierten Designs zur Erfüllung der Designanforderungen zu bewerten. Die daraus resultierenden Designalternativen werden dann dem Anwender zusammen mit den Leistungsdaten jeder Lösung im Rahmen des gesamten Designlösungsraums präsentiert.

Chassis konstruiert sich selbst

Die Designer sind in der Lage, die generierten Lösungen in Echtzeit zu bewerten und an jedem Punkt der Problemdefinition zurückzukehren, um Ziele und Einschränkungen anzupassen. So werden dann neue Ergebnisse erzielt, die der verfeinerten Definition des Erfolgs entsprechen. Sobald der vorgeschlagene Design-Raum zur Zufriedenheit erforscht und validiert wurde, ist der Entwickler in der Lage, das Design auf das entsprechende Fertigungswerkzeug auszugeben oder die daraus resultierende Geometrie für den Einsatz in anderen Software-Tools zu exportieren.

Auf Grundlage der in wiederholten Testläufen erhaltenen Daten und der Auswertung der Gestaltungsiterationen aus der Software wird auf diese Weise ständig ein neuer, besserer Prototyp mit maximaler Leistung und Effizienz sowie geringerem Materialverbrauch bei maximaler Stabilität entwickelt. Im Zusammenspiel mit der Software hat sich das Chassis von Hack Rod also bei den Testfahrten gewissermaßen selbst konstruiert.

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