Hans-Jürgen Klein
Hans-Jürgen Klein

Business Development additive Technologien
Vertrieb & Marketing
+49 (0) 77 21 – 95 30 – 24
h.klein@vmr-kg.de

Kennenlernen


Aufgabe: Überführung eines konventionell gefertigten BMX-Fahrradrahmens in eine statisch und wirtschaftlich optimierte Form.


Umsetzung: Entwicklung eines auf additive Fertigung optimierten, generativ designten Modells in der 3D-CAD/CAM-Abteilung von VMR.


Produkt-Vorteil: Gewichtsreduktion von 5 Kilogramm auf unter 3 Kilogramm bei erhöhter Stabilität des Rahmens und gleichen wirtschaftlichen Fertigungsbedingungen.


Zur Best Practice Übersicht

Fortschritt beginnt in der Konstruktion: BMX-Rahmen mit generativem Design

Die Topologie-Optimierung gehört bei der Neukonstruktion von Bauteilen fast schon zum guten Ton: Die optimale Auslegung einer Konstruktion auf die gewünschte Funktion und Stabilität wird weitgehend vom Computer erledigt. Generatives Design bei VMR geht darüber noch hinaus: Der oben gezeigte Rahmen eines BMX-Rads wurde im Zusammenspiel aus Algorithmus und menschlichem Know-how so weit optimiert, dass er wirtschaftlich überzeugend additiv gefertigt werden kann. Trotz der enormen Gewichtsreduktion auf deutlich unter 3,0 Kilogramm ist er dennoch stabiler, als es ein konventionell gefertigter Rohrrahmen wäre.

BMX Rahmen

Generatives Design: „Vier-Augen-Prinzip“ in der Konstruktion

Als gestalterischer Ansatz ist generatives Design eine kleine Revolution. So kehrt sich das bisherige Prinzip der Konstruktion um: Der Konstrukteur gibt dem Computer bzw. dem Software-Algorithmus vor, welche Merkmale ein Produkt erfüllen muss – in diesem Fall zum Beispiel Parameter wie die Radaufnahme, die Aufnahme der Gabel und andere Eckpunkte. Der Computer entwickelt aus diesen Vorgaben dann einen Konstruktionsvorschlag, der im Austausch zwischen Konstrukteur und Rechner immer weiter verfeinert wird. Basierend auf einer Vielzahl von möglichen Ausprägungen findet man auf diesem Weg irgendwann die ideale Form, die alle wichtigen Parameter in sich vereint.

Mögliche Parameter sind unter anderem:

  • Statische Optimierung
  • Fertigungsoptimierung
  • Materialeinsparung
  • Optimale Raumausnutzung
  • Wartungsarmut
  • Optimale Zugänglichkeit

Im konkreten Beispiel waren Parameter wie Festigkeit und Gewichtsreduktion bei optimaler Materialausnutzung ausschlaggebend. Das Design-Ergebnis wurde in einen physischen Prototyp übertragen, den wir bei VMR gefertigt haben. Das reale Produkt sorgte für Begeisterung bei der Zielgruppe des Kunden!

Material

Eingesetzte Technologie