Lightweight-Design

Konzeptentwicklung für den Automobilbau

In einem aktuellen Projekt hat der Ingenieursdienstleister Code Product Solutions für einen Kunden aus der Automobilindustrie ein zuvor aus Metall hergestelltes Bauteil neu für die Fertigung aus Kunststoff ausgelegt.

Neudesign eines automobilen Frontend Moduls in Kunststoff. © Code Product Solutions

Basis dafür ist ein simulationsgetriebener Designansatz, der die Softwaresysteme von Altair nutzt. Eingesetzt wurde vor allem Altair Optistruct, ein Struktur-Solver und Optimierungstool der Altair Hyperworks-Suite.

Das ursprüngliche Bauteil aus Metall wog 1,79 Kilogramm und bestand aus zwei Stahl- und fünf Aluminium-Bauteilen, die miteinander verbunden waren. Ziel des ReDesigns war es, bei gleichbleibendem Gewicht Kosten zu sparen und die Bauteilkomplexität zu verringern.

Topologieoptimierung mit Optistruct. © Code Product Solutions

Den Entwicklungsprozess gliederten die Spezialisten in mehrere Schritte. Zunächst wurde eine Topologieoptimierung durchgeführt, um die passende Geometrie zu ermitteln. Dabei wurde der verfügbare Bauraum ermittelt und verschiedene Lastfälle untersucht. Die daraus resultierenden Designableitungen erhielten eine Strukturoptimierung, aus der sich die Wanddicken des Bauteils sowie die Dicke und Position der benötigen Rippen definierte. Das so ausgelegte Bauteil wurde daraufhin einer FE-Simulation zur Verifizierung des Designs unterzogen. Im Anschluss führten die Code Product Solution Experten noch weitere Untersuchungen zur Kosten- und Prozessoptimierung durch.

Das Resultat spricht für sich: Das neuausgelegte Frontend Modul hat zwar das gleiche Gewicht wie das ursprüngliche Bauteil, ist jedoch, da es aus einem einzigen Kunststoffstück besteht, deutlich einfacher herzustellen und liegt dadurch bei den Produktionskosten pro Stück um Zweidrittel günstiger.

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Der komplette Entwicklungsprozess wird am 19. März um 11.00 Uhr von Altair und Code Product Solutions in dem Webinar „Konzeptdesign für Kunststoffbauteile" vorgestellt. Neben einer Vielzahl an Informationen rund um das Thema Konzeptdesign und seine Vorteile sollen die Teilnehmer Antworten auf ihre Fragen zu Fertigungsalternativen und Materialeinsatz erhalten. Außerdem erfahren sie, wann der Einsatz von Simulation sinnvoll und nötig ist, und wie auch ihr Unternehmen von der Entscheidungsfindung durch Konzeptdesign profitieren kann.

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