Bionischer Leichtbau

„Bionik“ bezeichnet die Anwendung von Phänomenen und Prinzipien, die in der Biologie und Natur beobachtet werden, auf technische Konstruktionen. Hierbei handelt es sich um über Jahrtausende gewachsene Strukturen, die sich bei Beanspruchung verstärken und bei Nichtbelastung zurückbilden – dies gilt sowohl für die äußere Formgebung als auch für die innere Struktur.

Zwar sind diese genialen Lösungen, die uns die Natur präsentiert, nicht ohne Weiteres für die Technik anwendbar, doch es ist in zunehmendem Maße möglich. Als mittlerweile etablierte Wissenschaftsdisziplin bringt die Bionik heute immer wieder Produkt- und Technologieinnovationen hervor, die die Art, wie wir konstruieren, in kleinen Schritten revolutionieren.

Unsere Leistungen

 

Strukturmechanische Optimierung mittels Wachstumsgesetzen aus der Natur

 

Unsere Systeme

  • SolidThinking Inspire
  • SolidWorks (Topologie)
  • Autodesk Netfabb (Gitterstrukturen)

Topologieoptimierung

Im klassischen Entwicklungsablauf beginnen die Simulationen (FEM) erst nach der Erstellung eines CAD-Entwurfs. Dadurch liegen die ersten Erkenntnisse der Simulation häufig erst nach der Konzeptphase vor, so dass die Bauteilentwicklung nur noch zu einem kleinen Teil beeinflusst werden kann. An diesem Punkt setzt die Topologieoptimierung (CAO-Methode) an. CAO steht hierbei für Computer Aided Optimization. Sie liefert bereits in der Konzeptphase Erkenntnisse über die belastungsgerechte und gewichtsoptimale Bauteilgeometrie in dem zur Verfügung stehenden Bauraum. Die Optimierung kann sowohl für einzelne Lastfälle als auch für mehrere unabhängige Lasten erfolgen. Als Zielkriterium können Verformungen und Steifigkeiten sowie die Lage der Eigenfrequenzen definiert werden. Die volle Leistungsfähigkeit können topologieoptimierte Bauteile mit Hilfe der additiven Fertigung ausspielen, da hiermit die komplexen Geometrien aus der Simulation auch fertigbar sind. 

Welche Systemen verwenden wir?

SolidWorks Simulation Topology

SolidWorks bietet eine direkt in das konventionelle CAD-Programm integrierte Lösung zur Topologieoptimierung an. Somit ist ein durchgängiger Entwicklungs- und Simulationsprozess gewährleistet. 

SolidThinking Inspire

Inspire ist ein eigenständiges Simulationsprogramm welches ein Materiallayout innerhalb eines definierten Bauraums generiert, indem die Belastungen und Gelenkpunkte als Eingabe verwendet werden. Inspire nutzt nur das erforderliche Material, welches für die Leistungsanforerungen erforderlich ist.

Autodesk Netfabb

Autodesk Netfabb ist bekannt als Softwarelösung zum platzieren und reparieren von .stl-Dateien bei der Vorbereitung zum 3D-Druck. Jedoch bietet es auch eine Gitter- und Flächenoptimierung, um leichte Bauteile zu erstellen, die die Leistungsanforderungen Ihres spezifischen Anwendungsgebiets erfüllen.