Labor Bauteilgestaltung und Simulation » Hochschule Hamm-Lippstadt

Bauteilgestaltung

SolidWorks

SolidWorks ist eine 3D-CAD-Software, die zur Konstruktion und Produktentwicklung in vielen technischen Bereichen eingesetzt wird. Mit ihr lassen sich präzise Modelle von Bauteilen und Baugruppen erstellen, visualisieren und analysieren. Konstrukteure können durch parametrische Modellierung schnell Änderungen vornehmen und Varianten erstellen. Auch die Erstellung technischer Zeichnungen und Stücklisten erfolgt automatisiert und normgerecht. SolidWorks unterstützt damit einen effizienten Entwicklungsprozess.

Prüfung des Energieaufnahmevermögens von Materialien mittels Fallprüfung

Der Fallprüfstand wurde im Rahmen von studentischen Arbeiten konstruiert, programmiert und in Betrieb genommen. Er ermöglicht die normgerechte Prüfung von beispielsweise Protektoren entsprechend ihrer Anwendung.

Artec Eva

Der Handscanner Artec Eva ist ein leichtes, tragbares 3D-Scan-System, das sich besonders für das schnelle und präzise Erfassen mittelgroßer Objekte eignet. Er arbeitet kontaktlos und erfasst detaillierte Geometrien sowie Farbinformationen in hoher Auflösung. Er ist ideal für Anwendungen in Industrie, Design oder Medizin. Durch die Kombination von Geschwindigkeit, Genauigkeit und Mobilität ermöglicht der Artec Eva eine effiziente Digitalisierung realer Objekte. Die Scans lassen sich zur Weiterverarbeitung nahtlos in Softwares wie SolidWorks oder Freeform integrieren. Damit ist er ein vielseitiges Werkzeug in der modernen Produktentwicklung und Qualitätssicherung.

Technische Daten:

Punktgenauigkeit 0,1 m
Auflösung 0,2 mm
3D-Rekonstruktionrate 16 FPS
Datenerfassungsgeschwindigkeit 18 Mio. Punkte/sek
Arbeitsabstand 0,4-1 m
3D-Belichhtungszeit 0,0002 sek

3D-Scan

Herstellung individualisierter Produkte mittels 3D-Scan.

Optisches 3D-Koordinatenmessgerät VL-700

Der stationäre 3D-Scanner VL-700 ist ein hochpräzises Messsystem zur berührungslosen Erfassung komplexer Bauteile und liefert in kurzer Zeit detaillierte 3D-Daten. Der Scanner eignet sich besonders für Qualitätskontrolle, Vermessung und Reverse Engineering. Durch seine automatische Drehachse kann das Objekt aus verschiedenen Winkeln erfasst werden, was eine vollständige und genaue Digitalisierung ermöglicht. Der VL-700 steht somit für präzise Messtechnik und effiziente Integration in bestehende Entwicklungs- und Prüfprozesse.

Technische Daten:

Messgenauigkeit: ± 10 µm
Wiederholgenauigkeit: 2 µm
Messauflösung: 9 Mio. Punkte
Objekttisch: Ø 500 mm, 360° Rotation, 45° Neigung
Messbereich (Ø x H):
- Geringe Vergrößerung: 300 x 200 mm
- Hohe Vergrößerung: 70 x 50 mm
Erweitertes Sichtfeld (Ø x H):
- Geringe Vergrößerung: 500 x 200 mm
- Hohe Vergrößerung: 110 x 50 mm

3D Systems Touch und Geomagic Freeform

Das 3D Systems Touch ist ein haptisches Eingabegerät, das speziell für die intuitive 3D-Modellierung und das virtuelle Design entwickelt wurde. Es ermöglicht dem Nutzer, mit Hilfe eines Stifts dreidimensionale Objekte zu „fühlen“ und zu bearbeiten, als würde man mit einem realen Werkzeug arbeiten. Die Kombination aus haptischem Feedback und präziser Steuerung macht es ideal für Anwendungen in der Produktentwicklung oder im Industriedesign. In Verbindung mit der Software Geomagic Freeform lässt sich die digitale Modellierung besonders natürlich und effizient gestalten. Durch das direkte taktile Feedback werden Designprozesse erlebbarer und kontrollierter.

Technische Daten:

Arbeitsbereich: 431 x 348 x 165 mm
Positionsbestimmung mit sechs Freiheitsgraden
Positionsauflösung: 0,055 mm

Simulation

SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulation bietet verschiedenste FEM-Anwendungen zur Simulation und Optimierung von Bauteilen. Für eine Vielzahl von Materialien können mechanische Studien unter verschiedenen Belastungsarten durchgeführt werden, umso das reale Bauteilverhalten vorherzusagen. Darüber hinaus können Konstruktionsstudien zur Verbesserung der Bauteile durchgeführt werden. Beispielsweise bildet die Topologieoptimierung die Grundlage für Leichtbauteile in Abhängigkeit des spezifischen Lastfalls.

Simulation eines Fahrradrahmens unter realitätsnahen Randbedingungen mittels FEM

Die FEM-Simulation dient der Vorhersage des Bauteilverhaltens. Es können sowohl einfache, statische Lasten simuliert werden, aber auch komplexe Lastfälle, wie die die während der Fahrt auf einen Fahrradrahmen wirken.

SolidWorks Plastics

Mittels SolidWorks Plastics können die Füllvorgänge und Abkühlprozesse im Spritzgussverfahren simuliert werden. Das Fließverhalten der Schmelze kann dabei auf Grundlage eigener rheologischen Messdaten modelliert werden. So kann die Herstellbarkeit von Bauteilen in diesem Verfahren beurteilt und optimiert werden, indem mögliche Defekte wie Verzug oder Einfallstellen identifiziert und durch Anpassungen der Konstruktion oder der Prozessparameter behoben werden. Neben der Steigerung der Bauteilqualität wird die Entwicklungszeit deutlich reduziert.

ANSYS Mechanical

ANSYS ist eine der führenden FEM-Lösungen zur Simulation von mechanischen und thermischen Belastungen von Bauteilen. Sie ermöglicht die Simulation unter verschieden Belastungsarten und verfügt über ausgeprägte Materialmodellierungsmöglichkeiten. Die Kopplung mit der kommerziellen Software Digimat ermöglicht ferner die Simulation von additiv gefertigten Bauteilen unter Berücksichtigung der prozessbedingten Eigenschaften.

Digimat

Digimat ist eine Schnittstelle zur Simulation von additiv gefertigten Bauteilen. Mit Hilfe einer thermischen Simulation kann das Abkühlverhalten und somit der Verzug bei der Herstellung von Bauteilen vorhergesagt werden. Zusätzlich ist die Kopplung mit klassischer FEM möglich, wodurch die fertigungsbedingte Anisotropie von 3D-gedruckten Bauteilen, die entscheidenden Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften nimmt, berücksichtigt wird.

ANSYS Rocky

ANSYS Rocky ermöglicht die Simulation von Partikeln mittels der Diskrete Elemente Methode (DEM). Die Kollisionen zwischen den Partikeln werden erkannt und daraus die Kontaktkräfte berechnet. Dadurch kann die Position jedes einzelnen Partikels im Raum über die Zeit vorausgesagt werden. Es können verschiedenste Materialien und Partikelgeometrien definiert werden und in unterschiedlichen Umgebungen mit realitätsnahen Randbedingungen simuliert werden. So können sowohl feine Pulver, als auch Schüttgüter mit großen Partikeln dargestellt werden.

Simulation des Schüttwinkels eines Pulvers mit Hilfe der Diskreten Elemente Methode DEM

Durch die DEM werden Pulverpartikel diskret anhand ihrer Eigenschaften (Partikelgröße, Fließverhalten, …) modelliert. Dadurch können die Bewegungen der Partikel und deren Interaktionen simuliert werden.

nTop

Die Software nTop ermöglicht die Gestaltung von Bauteilen auf Basis computergestützter Designs und findet insbesondere in der additiven Fertigung und bei der Produktentwicklung viele Anwendungsmöglichkeit. Die Software ermöglicht durch den Ansatz einer mathematischen Modellierung die Entwicklung komplexer Strukturen, die beispielsweise bei der Gestaltung bei Lattice Strukturen und digitalen Schäumen erforderlich sind. Dadurch können mechanische Eigenschaften, wie zum Beispiel das Dämpfungsvermögen auf einfache Weise variiert werden.