• OptiAMix

    Additive Fertigung

    Die Technologie als Treiber neuer Produktdesigns

    Technologievorstellung
  • OptiAMix

    Neuartiger Produktentstehungsprozess

    Additive Fertigungsverfahren benötigen angepasste Produktentwicklungsprozesse zur optimalen Ausbeute der technologischen Potenziale

    Projektvorstellung Projektpartner
  • OptiAMix

    Einflussfaktoren

    Zur Erstellung optimierter Bauteile sind Grundlagen bzgl der technologischen Einflussfaktoren essentiell

  • OptiAMix

    Produktoptimierung

    Ziel des Projektes ist es ein durchgängiges Softwaretool zur Produktoptimierung unter Berücksichtigung verschiedenster Optimierungsziele

    Das Projekt

OptiAMix

– Aktuelles –

3D-gedrucktes Heckflügel System „WING3D“ ermöglicht aktive Aerodynamik

Die EDAG Group präsentiert gemeinsam mit der igus GmbH im Rahmen der IAA 2019, das im OptiAMix Forschungsprojekt entwickelte „WING3D“ Konzept. (Stand C11 Halle 9)

Das aktive Heckflügel System zeichnet sich durch einen mittels Laserstrahlschmelzen hergestellten bionischen Aluminium-Halter aus. Dieser lagert den prototypisch 3D-gedruckten Heckflügel und verstellt diesen mittels einer integrierten Hydraulik, welche durch konventionelle Methoden nicht herstellbar wäre. Durch dieses System wird ein Kolben mittels Öldruck von bis zu 90 bar bewegt. Dieser Kolben verstellt den Anstellwinkel des Flügels stufenlos im Bereich von 6° bis 42° und ermöglicht somit eine an die Fahrsituation angepasste Einstellung hinsichtlich Abtrieb und Widerstand, sowie eine aerodynamische Bremsfunktion. Ein ebenfalls 3D-gedruckter Gleitlagereinsatz reduziert dabei die Reibung und ermöglicht eine wartungsfreie Kinematik. Darüber hinaus wurde eine elektrische Leitung für einen Sensor zur Lage-/ Winkelbestimmung des Flügels und ein LED-Bremslicht in den Halter integriert.

Das „WING3D“ System ist hinsichtlich Leichtbau optimiert und erfüllt gleichzeitig die hohen strukturellen Anforderungen im Realeinsatz. Dabei waren außerdem verbesserte aerodynamische Eigenschaften und ein optisch ansprechendes Design im Fokus. Bei der Mehrzieloptimierung wurden die neusten Erkenntnisse und Methoden aus dem Forschungsprojekt „OptiAMix“ angewendet, welches mit Mitteln des BMBF gefördert ist.

Das System ist als Kleinserienanwendung für Sportfahrzeuge ausgelegt und könnte zukünftig ab Werk, oder als Nachrüstlösung angeboten werden.

Das WING3D System vereint Leichtbau, aktive Aerodynamik, Funktionsintegration und ein optisch ansprechendes Design mit Hilfe der additiven Fertigung.

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– Mehrzieloptimierte und durchgängig automatisierte Bauteilentwicklung für additive Fertigungsverfahren im Produktentstehungsprozess –

Additive Fertigung – Individualisierte Produkte, komplexe Massenprodukte, innovative Materialien

Bauteile und daraus entstehende Produkte werden zunehmend komplexer und individueller. Unternehmen müssen den Zeitraum, den ein neues Produkt von der Idee bis zur Auslieferung benötigt, auch zukünftig weiter verkürzen, um erfolgreich am Markt bestehen zu können. Etablierte Fertigungsverfahren kommen hier teilweise an ihre Grenzen. Die additive Fertigung verspricht erhebliche Zeiteinsparungen und Prozessinnovationen für die Wertschöpfung in produzierenden Unternehmen sowie die Realisierung vollkommen neuer Produkteigenschaften. Produkt-, Prozess- und Werkstoffdaten zu additiven Fertigungsprozessen sowie innovative Materialien und neuartige Produktionsausrüstungen müssen dazu frühzeitig in der Produktentstehung zur Verfügung gestellt werden.Mit den neuen Entwicklungsergebnissen wird entsprechend der Hightech-Strategie der Bundesregierung die internationale Position Deutschlands nachhaltig gestärkt.

 

 

Softwaregestützter Produktentstehungsprozess – Einzug der additiven Fertigung in die industrielle Anwendung

In der additiven Fertigung werden Bauteile schichtweise und werkzeuglos gefertigt. Aufgrund dieser Vorteile wecken die additiven Fertigungsverfahren zunehmend Interesse bei Industrie und Forschung. Gleichwohl ist die industrielle Anwendbarkeit bisher begrenzt. So ist die wirtschaftliche Anwendung auf spezielle Branchen wie z.B. die Luft- und Raumfahrttechnik eingeschränkt. Limitierende Faktoren, wie das Nichtvorhandensein anforderungsangepasster Software sowie Methoden zur erfolgreichen Integration der additiven Fertigung im Unternehmen, schränken eine Verbreitung in andere Branchen ein. Um dem entgegen zu wirken sind die Prozessfähigkeit, die Wirtschaftlichkeit sowie die Zuverlässigkeit der Verfahren durch eine ganzheitliche, digitale Unterstützung des Produktentstehungsprozesses (PEP) zu verbessern.

Daher besteht das Kernziel dieses Verbundprojekts in der Mehrzieloptimierung von additiv gefertigten Bauteilen, d.h. die an ein geeignetes, zu ermittelndes Bauteil gestellten Anforderungen und divergierenden Ziele, wie die Belastbarkeit, die Kosten und der Fertigungsaufwand werden im Vorfeld gewichtet und durch ein konstruktionsunterstützendes Softwarewerkzeug automatisch berücksichtigt.

Zur erfolgreichen Lösung des Projektziels werden die Teilschritte des PEP betrachtet. Es gilt Methoden und Werkzeuge zur strategisch-technischen Bauteilauswahl, zur automatisierten und mehrzieloptimierten Bauteilgestaltung sowie zur Bestimmung bauteilorientierter mechanischer Kennwerte zu entwickeln. Weiter werden mehrzieloptimierte Konstruktionsregeln methodisch und experimentell fundiert erarbeitet sowie die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Unternehmensbereiche und der Produktschutz gefördert. Eine Überprüfung der Projektergebnisse erfolgt unablässig anhand von Demonstratoren aus den Bereichen Automobiltechnik, Lebensmitteltechnik sowie dem Maschinen-, Anlagen- und Werkzeugbau.

Die im Projekt erarbeiteten Methoden und Werkzeuge stellen Lösungen zur Identifikation erfolgsversprechender Anwendungsfälle sowie zur Erarbeitung von Konstruktionsregeln oder von mechanischen Kennwerten im eigenen Unternehmen bereit. Diese Methoden und Werkzeuge ermöglichen somit eine Reduktion der Konstruktionszeit und Kosten, eine bessere Kooperation der Unternehmensbereiche untereinander sowie die Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.