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Vom Maximum zum Optimum – Die Möglichkeiten der Simulation



Wer kennt das nicht: da gibt es neue Maschinen, Geräte oder Dinge des täglichen Bedarfs, die funktionieren, aber vom eigentlich Erreichbaren weit entfernt sind: optimale Funktionalität bei minimalem Materialeinsatz. Unsere tägliche Erfahrung zeigt, dass in der Produktentwicklung noch ein enormes Potential zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit liegt, sei es durch Verbesserung der Produkteigenschaften oder durch Zeit- und Kostenersparnis in frühen Entwicklungsphasen.

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Faktoren der Auftragsvergabe
Zunehmend branchenübergreifende Fertigungstechnologien, weltweiter Konkurrenzdruck und verschiedene nationale Gesetzesauflagen bringen völlig neue Faktoren hervor, die zukünftig für eine Auftragsvergabe entscheidend sein werden: Die Frage ist nicht mehr, ob ein Unternehmen in der Lage ist, ein bestimmtes Produkt herzustellen, sondern zu welchen Kosten und mit welcher technischen und zeitlichen Zuverlässigkeit.

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trial&error goes new technology
Wo Zeitdruck zum wichtigsten Element der Produktentwicklung wird, ist nicht mehr nur die Optimierung des Produkts, sondern auch die Optimierung der Abläufe entscheidend. „Simultaneous Engineering“, d.h. die parallele Bearbeitung verschiedener Phasen der Produktentwicklung, ersetzt in wachsendem Maße bisherige Organisationsformen, i.a. gekennzeichnet durch eine serielle Abwicklung von Konstruktion, Bau eines Prototyps und dessen Test unter Betriebsbelastung. Erweist sich die Konstruktion im Test als unzweckmäßig, beginnt die Prozedur von vorn, verbunden mit einem hohen Zeitverlust und mit einem Mehraufwand an – nicht eingeplanten – Kosten. Durch ein frühes Eingreifen in diesen Prozess, beispielsweise durch eine konstruktionsbegleitende, rechnerische Bewertung des zukünftigen Produkts, erhält der Konstrukteur eine schnelle und unmittelbare Rückkopplung über das Betriebsverhalten seiner Konstruktion. Die ihm damit gegebene Sicherheit schließt die Gefahr notwendiger Nachbesserungen geradezu völlig aus.

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Warum Simulation?
Unsere Leistungspalette fügt ein neues Element zu den traditionellen Abläufen hinzu: die FEM- Simulation.

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Was bringt Ihnen der Einsatz von FEM?

1. Simulation des Verhaltens eines virtuellen Prototyps unter Betriebsbelastung

  • Bevor der erste reale Prototyp existiert, kann das Verhalten am virtuellen Prototyp studiert werden, Schwachstellen werden früh erkannt und eine optimale Variante aus verschiedenen Entwürfen kann herausgefiltert werden.
  • CAD- Daten können über Schnittstellen direkt in FEM-Programme überführt werden, die Modellierungszeit verkürzt sich und es sind schnelle Rückkopplungen möglich.
  • Verschiedene Belastungsfälle – auch aus unterschiedlichen physikalischen Phänomenen abgeleitet – können an einem einzigen Modell untersucht werden, bspw. die Wärmeeinbringung aufgrund elektromagnetischer Vorgänge, das daraus abgeleitete Temperaturfeld im Bauteil und die sich einstellenden Verformungen und Spannungen aufgrund der Temperaturgradienten.
  • Die Einflüsse des Einsatzes neuer Materialien auf das Verhalten der Gesamtstruktur können am virtuellen Modell untersucht werden.
  • Tests am realen Prototyp können auf ein notwendiges Maß reduziert werden, das spart Zeit und ist im Wettbewerb entscheidend.

2. Optimierung des Produkts in Funktionalität und Gewicht

  • Gestalt- und Topologieoptimierung erlauben die Realisierung eines Produkts, das bei minimalem Materialeinsatz hohe Funktionalität aufweist und eine optimale Auslastung der Struktur gewährleistet.
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Die Vorteile sind naheliegend: das Produkt wird optimiert, Gesamtkosten und alle Abläufe sind nahezu exakt planbar, aufwendige Praxistests werden auf das notwendige Maß reduziert. Das bedeutet weniger Risiko, kalkulierbare Kosten und garantierte Termintreue.


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