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Design-Konfiguratoren für effizientes Produktdesign: Der Spagat zwischen Automatisierung und Expertise

Design-Automation ist eine Methode, um traditionelle, manuelle und zeitaufwändige Entwicklungsprozesse zu optimieren. In einer Welt, in der Innovation und kürzere Entwicklungszyklen immer wichtiger werden, eröffnet die Automation ganz neue Möglichkeiten.

Stellen Sie sich vor, Sie könnten in kürzester Zeit komplexe 3D-Designs erstellen, zahllose Varianten generieren und die Individualisierung ganz einfach beschleunigen.

Am DAP forschen Carsten Putz und sein Data-Driven Design-Team an maßgeschneiderten Design-Konfiguratoren. Diese Tools automatisieren den Designprozess von 3D-Modellen, indem sie physikalische Grenzen und Fertigungsrestriktionen berücksichtigen. So können Ingenieure effizienter und schneller zu optimierten Lösungen gelangen.

Dabei geht es nicht darum, Experten zu ersetzen, sondern darum, dass sie sich auf die kreativen und strategischen Aspekte ihrer Arbeit konzentrieren können. Sie müssen weiterhin Grenzen definieren, Optimierungsziele festlegen und die generierten Entwürfe bewerten.

Im Rahmen des HaPiPro²-Projekts wurde die Basis für einen Design-Konfigurator zur Wicklung elektrischer Maschinen entwickelt und weiter optimiert, um einen sogenannten Hairpin-Stator zu entwerfen – ein zentrales Bauteil in Elektromotoren.

Darüber hinaus wurde die grundlegende Methodik für Design-Konfiguratoren auf weitere innovative Anwendungen übertragen, wie z.B: Sammelschienen für elektrische Maschinen: Schnelle Generierung optimierter Designs basierend auf Stator- und Wicklungskonfigurationen.

• Sammelschienen für elektrische Maschinen: Schnelle Generierung optimierter Designs basierend auf Stator- und Wicklungskonfigurationen.
• Wasserstoff-Gasbrenner: Verfeinerung der Brennergeometrie zur Steigerung der Effizienz bei der Wasserstoffverbrennung.
• Heatpipes: Erstellung mehrerer Design-Iterationen zur Optimierung der thermischen Leistung und geometrischen Passform.
• Hydraulik: Optimierung von Fluidkanälen in hydraulischen Blöcken.
• Medizintechnik: Patientenspezifische Implantate, Orthesen und Prothesen auf Basis von Röntgen- oder CT-Daten.
• Lüfterräder: Ventilatorräder für Staubsauger zur Reparatur und Wiederverwendung.

Diese Anwendungsbeispiele zeigen, wie flexibel die Methode auf verschiedene Branchen übertragen werden kann – von nachhaltiger Energie bis hin zu Automobilkomponenten.

Trotz des enormen Potenzials bleiben Herausforderungen. Die Integration mehrerer Randbedingungen in einem einzigen Konfigurator ist komplex, insbesondere wenn es um das Management von Datenflüssen geht. Solche Tools zu entwickeln ist ressourcenintensiv und oft nur für besonders flexible Bauteile geeignet. Hinzu kommt, dass  Ingenieure über die notwendigen Kenntnisse im Bereich der Entwurfsskripte verfügen müssen, was sich direkt auf Möglichkeiten diese Werkzeuge voll auszuschöpfen auswirkt.

Möchten Sie sehen, wie Design-Automation Ihre Arbeitsweise revolutionieren kann? Besuchen Sie uns auf der Formnext 2024, wo wir einige unserer Design-Konfiguratoren und deren Anwendungen vorstellen werden!