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Anwendertreff Leichtbau 2019

Wie Leichtbau funktionieren kann

| Redakteur: Dorothee Quitter

Auf dem 4. Anwendertreff Leichtbau am 7. November können Konstrukteure, Produktentwickler und –designer erfahren, wie sie Komponenten, Baugruppen, Maschinen und Systeme in Leichtbauweise konstruieren.

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Das von der Medienmarke Konstruktionspraxis veranstaltete Forum soll auch dieses Jahr neben interessanten Vorträgen den direkten Kontakt zu Experten bieten.
Das von der Medienmarke Konstruktionspraxis veranstaltete Forum soll auch dieses Jahr neben interessanten Vorträgen den direkten Kontakt zu Experten bieten.
(Bild: K.Juschkat/konstruktionspraxis)

Zu den Schwerpunkten des 4. Anwendertreffs Leichtbau gehören die Topologieoptimierung, die Additive Fertigung, Composites, Kunststoff- und Feingussteile sowie Fügetechnologien für Materialhybride. Dabei sollen folgende Fragen beantwortet werden:

  • Wie konstruiere ich leicht und dennoch stabil?
  • Lassen sich bionische Strukturen fertigen?
  • Wie können Funktionen integriert werden?
  • Wie lassen sich artungleiche Materialien verbinden?

Die Welt der Konstruktion wird zusehends komplexer, viele neue Ansprüche werden an die Entwickler herangetragen. So auch der Wunsch nach geringerem Gewicht bei, wenn möglich, ähnlicher Festigkeit der Bauteile und Baugruppen. Die Berechnung erfordert, dass die im CAD generierten Strukturen auch simuliert werden können. Dies nicht nur an einzelnen Bauteilen, sondern auch an ganzen Baugruppen, um deren Zusammenspiel zu simulieren, zu studieren und schließlich zu optimieren. Mit Altair Simsolid wird dem Konstrukteur ein Simulationswerkzeug an die Hand gegeben, das genau diesen Ansprüchen gerecht wird – Ralf Prinz von Inneo Solutions wird die Software vorstellen.

Topologieoptimierung und 3D-Druck

Johannes Glamsch von der Universität Bayreuth stellt die kostenfreie Topologie-Optimierungssoftware Z88 Arion sowie dessen Pedant Z88 Aurora – eine ebenfalls kostenfreie Software zur Finiten-Elemente-Analyse – vor. Anhand ausgewählter Beispiele wird der Auslegungsprozess von, mittels 3D-Druck herstellbaren, Leichtbau-Bauteilen anschaulich dargestellt und der Nutzen der Auslegetools für den Konstrukteur im Produktentwicklungsprozess aufgezeigt.

Dr. Gereon Deppe von Amendate spricht über die Generierung komplexer bionischer Strukturen für die Additive Fertigung. Mit MSC Apex Generative Design, einer Software basierend auf der Amendate-Technologie zur automatischen Generierung komplexer Leichtbaudesigns für die Additive Fertigung, sollen optimale Bauteile in einem Bruchteil der Zeit und zu deutlich geringeren Kosten generiert werden. Es entstehen dabei organisch anmutende Strukturen, die eine materialschonende, effiziente und kostengünstige Produk-tion ermöglichen sollen.

Leichte Strukturen durch Composites

Die Anforderungen bei hochbelasteten Bauteilen oder Gesamtsystemen im Bereich Maschinenbau präferieren den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen speziell aus Kohlefaser. Der Vortrag von Wulfram J. Schmucker (Avantgarde Technologie) soll dem metallaffinen Ingenieur die unterschiedlichen Konstruktionsansätze aufzeigen, um zu einer werkstoffgerechten Konstruktion zu gelangen. Diverse Beispiele zeigen den Stand der Technik.

Dr. Maria Iuga-Römer (Comsol Multiphysics) wird die Möglichkeiten effizienter Simulationsansätze für Composite-Bauteile vorstellen. Als Beispiel dient die Simulation einer Windturbinenschaufel aus laminiertem Verbundwerkstoff, welcher aus Kohlenstoff-Epoxid, Glas-Vinylester-Material und PVC-Schaumstoffen besteht, wobei Schaumstoff als Kernmaterial verwendet wird.

Fertigungsleichtbau mittels Gießen

Bei mechanisch hoch belasteten Kunststoffartikeln kommen häufig faserverstärkte Werkstoffe zum Einsatz, deren mechanische Eigenschaften anisotrop, d.h. abhängig von der Richtung der Faserorientierung sind. Um möglichst genaue Rechenergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die Faserorientierung aus dem Spritzgussprozess zu kennen und in die Strukturanalyse einfließen zu lassen. Dies gelingt durch Kopplung der Spritzgusssimulation mit der Strukturanalyse. Tobias Haedecke von Bahsys stellt diese Schnittstelle vor.

Für Leichtbauanwendungen bietet die Kombination verschiedener Materialtypen zusätzliche Optimierungspoten-ziale. Im Vortrag von Benedikt Fengler (Simutence) wird an einem hybriden Referenzbauteil eine optimale Kombination aus diskontinuierlich und kontinuierlich faserverstärkten Kunststoffen (FVK) angestrebt.

Alfred Brückner von Feinguss Blank wird innovative Ansätze im Rahmen der Entwicklung mithilfe eines Digital Twins vorstellen um Design-, Gewichts-, und Materialoptimierungen zu erreichen.

Fügetechnologien für Materialhybride

Jochen Rapp von Innotech wird in seinem Vortrag die Vorteile und Beschränkungen von Klebverbindungen zwischen zwei artungleichen Materialien für den Leichtbau vorstellen und die Vorgehensweise nach DIN 2304 erläutern.

Sebastian Schlegel (Technische Beratung Verbindungstechnik) diskutiert die grundsätzliche Herangehensweise an die Auslegung von Direktverschraubungen und erläutert, welche Schraube für welchen Einsatz geeignet ist.

Fachseminare als Ergänzung

Zur Vertiefung von ausgewählten Leichtbauthemen bieten wir am Vortag und am Folgetag je ein Fachseminar an:

6.11.2019 Seminar 3D-Druck

Das Seminar „3D-Druck in der direkten digitalen Fertigung“ vermittelt die Technik, Eignung und Voraussetzung des 3D-Drucks und gibt den Teilnehmern einen Überblick über die Entwicklungen, Möglichkeiten und Grenzen.

8.11.2019 Seminar Konstruktionsbionik

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.

Hier gehts zum Programm des 4. Anwendertreffs Leichtbau

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