Universität Bayreuth: Ingenieure präsentieren Weltneuheit im computergestützten Leichtbau

Topologieoptimierung beim Querlenker eines PKW-Fahrwerks: Die Bayreuther Software Z88Arion schlägt – nach dem Import des Ausgangsmodells in die Software und anschließender Materialvorbereitung – eine Designstruktur vor, die 30% an Material einspart sowie die CO2-Emission um 50% reduziert

Topologieoptimierung beim Querlenker eines PKW-Fahrwerks: Die Bayreuther Software Z88Arion schlägt – nach dem Import des Ausgangsmodells in die Software und anschließender Materialvorbereitung – eine Designstruktur vor, die 30% an Material einspart sowie die CO2-Emission um 50% reduziert

Software ‚Z88Arion‘ ist konkurrenzlos, benutzerfreundlich und steht vorerst nur oberfränkischen Unternehmen kostenlos zur Verfügung

Eine hohe Produktivität bei der Entwicklung und Fertigung von Produkten ist oftmals wettbewerbsentscheidend insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen im Maschinenbau, von denen es gerade in Oberfranken zahlreiche gibt. Material einzusparen und Entwicklungszeiten zu verringern sind somit äußerst wichtige Ziele in der Produktion. Ingenieure des Lehrstuhls für Konstruktionslehre und CAD (= Computer Aided Design) der Universität Bayreuth entwickelten und programmierten daher die Software Z88Arion, mit deren Hilfe technische Bauteile aus konventionellen Werkstoffen, wie z.B. der Querlenker eines PKW-Fahrwerks, hinsichtlich einer bestimmten Zielsetzung optimiert werden.

Diese sog. Topologieoptimierung ist ein Simulationswerkzeug, das die beste Grundgestalt (Topologie) für Bauteile in Hinsicht auf ein vordefiniertes Ziel – bspw. ein maximal steifes Bauteil mit geringem Gewicht – unter mechanischer Beanspruchung simuliert. Mit anderen Worten: Um das Einsparpotential dieser Methode auszuschöpfen, müssen Bauteile so gestaltet werden, dass das Gewicht reduziert wird und gleichzeitig allen auftretenden Belastungen standhält.
Typischerweise wird die Topologieoptimierung in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Automobil- und Fahrzeugbau, aber auch in anderen Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt.

Software vorerst nur für oberfränkische Unternehmen

Der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth stellt die Software zunächst oberfränkischen Unternehmen zur Verfügung, damit diese sich einen Wissensvorsprung im Umgang mit der Software verschaffen können. Anschließend soll Z88Arion, analog der großen Schwester Z88Aurora, für jedermann frei zugänglich und kostenlos zum Download im Netz sein. Die Weltneuheit dabei ist, dass das Bayreuther Computerprogramm im Freeware-Sektor vor allem mit seiner benutzerfreundlichen und intuitiven Bedienoberfläche absolut konkurrenzlos ist. Natürlich gibt es auch kommerzielle Programme, deren hohe Lizenzkosten sich aber kleine und mittelständische Unternehmen kaum leisten können. Aus diesem Grund findet vor allem in diesen Betrieben die Topologieoptimierung trotz ihres hohen Einsparpotentials an Material und den daraus folgenden Emissionen noch keine Anwendung.

„Das soll sich jetzt ändern! Vor allem wollen wir oberfränkischen Betrieben unsere Software zur Verfügung stellen und Support leisten“, erklärt Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg. Wie wichtig das Vorhaben ist, zeigt auch, dass die Oberfrankenstiftung die Forschungsarbeiten der Bayreuther Wissenschaftler finanziell unterstützt hat. In der ersten industriellen Testphase werden nun Workshops abgehalten, um Firmen das fachspezifische Know-how zu vermitteln sowie auf Problemstellungen und Wünsche der Industrie einzugehen. Darauf aufbauend soll ein Forschungscluster mit oberfränkischen Unternehmen entstehen, um sowohl die Region wirtschaftlich als auch die Forschung an der Software weiter voranzubringen.

Bayreuther Software Z88Arion

Die von den Bayreuther Ingenieuren entwickelte Software Z88Arion zur Topologieoptimierung – benannt nach einem schnellen Pferd aus der griechischen Mythologie – soll einerseits die Schnelligkeit der Produktentwicklung bei der Anwendung dieses Computerprogramms widerspiegeln und andererseits innovative, optimale Designvorschläge generieren, welche eine erhebliche Material- und damit Kostenersparnis für Unternehmen bewirken.

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