Mass customization is een van de beloftes van Industrie 4.0 en vooral additive manufacturing. Klinkt mooi, maar producten moeten wel maakbaar zijn, zelfs als je 3D printen als technologie inzet. En ze moeten sterk genoeg voor hun toepassing zijn. Het Fraunhofer IGD in Darmstadt demonstreert op de Hannover Messe nieuwe software, die de grens tussen designen en simuleren opheft. De software doet zelf suggesties voor verbeteringen.

 

Fraunhofer IDG: naadloze overgang van design naar simulatie vice versa

Volgens Christian Altenhofen van de afdeling Interactieve Engineering Technologies loopt mass customization vandaag de dag tegen het probleem aan dat de CAD modellen te weinig informatie geven. Want in de meeste gevallen beschrijft het CAD-model alleen het buitenoppervlak. De voor een simulatie vereiste volumetrische informatie ontbreekt. Het genereren hiervan is foutgevoelig, vereist handwerk en is dus kostbaar. Het Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research IGD in Darmstadt heeft software ontwikkeld die verder gaat dan de traditionele CAD pakketten.

 

Algoritmen berekenen direct interne spanningen

De algoritmen die het IDG toepast, gebruiken het wiskundige concept van “sub divisie volumes”. Op basis hiervan gebruiken de onderzoekers de eindige elementenmethode voor het afleiden van simulatiemodellen. Meer specifiek betekent dit dat ze de inwendige spanningen van het model berekenen. Deze zijn gebaseerd op randvoorwaarden zoals de zwaartekracht,  krachten veroorzaakt door het gewicht en gebruik van het object. Afhankelijk van de verdeling van de spanningen in het product én de absolute waarden, beoordeelt de software of het product voldoende sterk is. “Subdivisie volumes genereren een consistent virtueel model van de interne structuur van het object,” zegt de Fraunhofer expert.

 

designsoftware

Het Fraunhofer IDG demonstreert op de Hannover Messe een prototype van designsoftware met een naadloze overgang van ontwerpen naar simuleren.

Nieuwe designsoftware: op elk moment simuleren

In de praktijk betekent dit dat de engineer in zijn ontwerpomgeving beschikt over zowel de geometrische maten als ook de volumetrische gegevens. Hiermee kunnen ze op elk moment in het designproces simulaties doen. Dit demonstreert het Fraunhofer IDG op de Hannover Messe in de productie van een plastic houder voor espresso kopjes. Bezoekers kunnen hun eigen houder tekenen via een interactieve interface. Als het design niet maakbaar is of niet bestand is tegen de krachten die op de houder komen, waarschuwt de software direct. Dan doet het systeem suggesties hoe het ontwerp te verbeteren. Hoewel Christian Altenhofen de nieuwe software vooral waardevol ziet in combinatie met 3D printen, kan de aanpak ook op andere productieprocessen toegepast worden.

De Hannover Messe vindt van 24 tot en met 28 april plaats. Fraunhofer IDG staat in hal 7 stand D11