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DER KONSTRUKTEUR 4/2018

DER KONSTRUKTEUR 4/2018

SPECIAL DIGITALE

SPECIAL DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG SPECIAL

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG GENERATIVES DESIGN macht`s möglich 200 Millionen Dollar! Soviel Treibstoffkosten sparen Fluggesellschaften im Idealfall dank des futuristisch anmutenden gräulichen Bauteils, das Andreas Bastian auf seinem Zeigefinger balanciert. Was der Wissenschaftler da so lässig präsentiert, ist das Ergebnis eines einjährigen Entwicklungsprozesses. Autor: Mikey Wakefield, Autodesk LIVE@ Der aus Magnesium gefertigte Sitzrahmen für den Einsatz in Verkehrsflugzeugen ist mit nur noch 766 g insgesamt 906 g oder 56 % leichter als sein derzeit im Flugzeugbau standardmäßig eingesetztes Pendant. In der Luftfahrt, in der jedes Gramm zählt, kommt das einer Revolution gleich, denn bei gut 200 bis 600 Sitzen pro Maschine summiert sich diese Gewichtsersparnis schnell. Bei einem Airbus A321, einem der meist verkauften Verkehrsflugzeuge am Markt, kommen so stattliche 214 kg pro Flugzeug zusammen. Beim großen Bruder Airbus A380 ganze 557 kg. Das senkt nicht nur den Treibstoffverbrauch der Maschinen merklich, es schont auch die Umwelt. Ein A321 verbraucht so fast 10 t weniger Kerosin pro Jahr, ein A380 spart 63 t. Die kleine Maschine stößt dank des geringeren Gewichts fast 29 t weniger Kohlenstoffdioxid aus. Beim zweistöckigen A380 fallen sogar 190 t weg. Auf die gesamte Flotte einer Airline gerechnet ergeben sich so, über eine durchschnittliche Einsatzzeit pro Flugzeug von 20 Jahren, enorme Summen. ALGORITHMUS UNTERSTÜTZT DIE KONSTRUKTION Ebenso beeindruckend wie der eigentliche Effekt des Sitzrahmens ist sein Entstehungsprozess. Andreas Bastian arbeitet im Pier 9 Technology Center von Autodesk in San Francisco. Wie in den anderen auf der ganzen Welt verteilten Technologiezentren von Autodesk – Mitte Februar wurde mit der Autodesk Advanced Manufacturing Facility (AMF) in Birmingham die erste Einrichtung dieser Art in Europa eröffnet – arbeiten Forscher und Entwickler der Firma dort an innovativen Projekten und Herausforderungen aus der Praxis. Das Ziel: gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie neue Technologien und moderne Fertigungsmethoden im produktiven Einsatz zu etablieren. Genau dieser Ansatz führte beim Entwurf des federleichten Sitzrahmens zum Erfolg. Schon in der Konstruktionsphase wurde die Gitter- und Oberflächenstruktur des Rahmens von den Konstrukteuren in Autodesk Netfabb – einem speziell für additive Fertigungsmethoden entwickelten Designprogramm – per Software-Algorithmus vollautomatisch optimiert. In diesem Prozess, der auch als generatives Design bezeichnet wird, erarbeitete das Programm eigenständig einen Entwurf. Dieser basierte auf genauen Bedingungen, die Bastian und sein Team zuvor definiert hatten. Der Sitzrahmen sollte zwar dieselbe Stabilität wie die derzeit am Markt verfügbaren Modelle aufweisen, dabei aber nur einen Bruchteil ihres Gewichts auf die Waage bringen. Das vom Algorithmus berechnete Resultat ist eine verwindungssteife Struktur, die menschliche Konstrukteure und Ingenieure aufgrund ihrer hohen Komplexität so nicht entwerfen, geschweige denn jemals zeichnen hätten können. 3D-DRUCK ODER GUSSVERFAHREN? Das computergenerierte Design brachte allerdings eine ganz neue Herausforderung mit sich. Seine komplexe DER KONSTRUKTEUR 4/2018 79