Simulation für den Maschinenbau

Ein wichtiges Entwicklungsziel eines jeden Maschinenbauprojektes ist die Herstellung perfekt laufender, zuverlässiger Maschinen, die hochwertige Produkte herstellen. Durch den Einsatz von Simulationssoftware kann eine reibungslose Herstellung bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Entwicklungsprozess sichergestellt werden, um die Rentabilität des Produktes zu bewerten und zu verbessern. Unabhängig davon, ob Sie Verarbeitungs-, Verpackungs-, CNC-Werkzeug-, Textil- oder Sondermaschinen entwickeln oder Entwicklungsdienstleistungen für den Maschinenbau anbieten, es ist immer der effiziente interdisziplinäre Austausch zwischen Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen, der die Struktur, die Elektrik und die Steuerungselemente einer Maschine in Einklang bringt:

• Simulationsstrategien müssen die Qualität des Endproduktes sicherstellen, indem sie den gesamten Prozess mit all seinen Variablen umfassen, einschließlich der von der Maschine hergestellten Produkte.
• Genaue virtuelle Prototypen, die das Maschinenverhalten darstellen, um Antriebe und Mechanik richtig zu dimensionieren, erhöhen die Taktraten, während Genauigkeit, Präzision und Robustheit sichergestellt sind.
• Lebensdauer- und Ermüdungsbewertung für eine sichere Planung vorbeugender Wartung.
• Systemsimulation zur Optimierung der Regelungstechnik für eine schnellere Inbetriebnahme.

In diesem Artikel stelle ich einige Entwicklungsansätze vor, die sich mit den Herausforderungen des Maschinenbaus auseinandersetzen. Mit Unterstützung meiner Kollegen Daniel Jauss, Simon Zwingert, Felix Koerfer und Christian Kehrer zeigen wir, wie mit geeigneter Maschinenbau-Software simulationsgetriebenes Design bessere Entscheidungen bei der Entwicklung neuer Maschinengenerationen ermöglicht.

Simulation einer CNC-Fräsmaschine

Beim Blick auf eine 3-Achs-CNC-Fräsmaschine decken die Altair Simulationslösungen all diese Themen ab. Wir zeigen, wie die Betrachtung von Maschinen anhand von realen Modellen vollständiger wird und zu schnelleren und besseren Entwicklungsentscheidungen führt.

Je nach Stadium des Entwicklungsprojektes erhöht sich der Grad der Modellierungsdetails und -genauigkeit. So erlangt man ein immer besseres Systemverständnis, schon ab der frühen Designphase und über den weiteren Verlauf der Entwicklung.

Da sich Rollen und Verantwortlichkeiten im Laufe eines Entwicklungs- oder Implementierungsprojektes ändern, ist es wichtig, sich auf eine konsistente Technologiebasis in der gesamten Organisation zu beziehen.

In 5 Videokapiteln erhalten Sie einen Einblick in:

• Verbesserung des Systemverständnisses mit einer dynamischen Bewegungsanalyse, um das tatsächliche Verhalten der Maschine zu identifizieren, einschließlich der Ermittlung von Spitzenlasten und Antriebsmomenten sowie zur Dimensionierung von Motoren und Antrieben.
• Genaue strukturelle Bewertung mit realen Belastungsbedingungen, um globale Spannungen und Verformungen zu beurteilen, Schraubenkräfte zu bewerten, Genauigkeit und Verformung zu verbessern.
• Verbesserung des Designs mit Variantenstudien und Design Exploration zur Optimierung der Schweißnähte, DoE-Design-Studien am kompletten Maschinenmodell mit parametrischer Geometrie.
• Schwingungsreduzierung mit Hilfe der Topologie-Optimierung zur Ermittlung wirtschaftlicher Fertigungsalternativen für Blechkonstruktionen.
• Fräsbahnoptimierung durch Schleppfehlerkorrektur von CNC-Fräsmaschinen mit Systemsimulation.

Lesen Sie den vollständigen Artikel auf der Altair Community.

Jedes Kapitel enthält ein detailliertes Video mit einem Überblick und einer Erklärung, wie Maschinenbau-Software Ihnen durch eine skalierbare Simulationslösung hilft, das Gesamtsystem besser zu verstehen: sowohl die Maschinenkonstruktion als auch deren Steuerung.

„Wenn Sie erfahren möchten, was andere Anwender über die digitale Transformation im Maschinenbau sagen und warum sie die Simulation in den Mittelpunkt ihrer Entwicklung stellen, finden Sie hier die Aufzeichnungen unserer Maschinenbau-Konferenz.“

Zusammenfassung

Die zunehmende Komplexität von Maschinen erfordert ein aktives Management der technischen Risiken bei der Entwicklung neuer Produktlinien und insbesondere bei Implementierungsprojekten bei den Kunden. Dies können Sie durch Multi-Physik-Simulation und modellbasierte Entwicklung erreichen, um die Phänomene und Ursachen von unerwünschtem Verhalten zu verstehen.

Die Altair Simulationssoftware ermöglicht ein genaues virtuelles Prototyping und hilft Ihnen dabei, agiler und unabhängiger von unvorhergesehenen äußeren Bedingungen zu werden. Sie können frühzeitig Mechanik, Antriebe und Regelungstechnik kombinieren, um effiziente und kostengünstige Lösungen zu finden. Um noch früher eine perfekt laufende Produktion sicherzustellen, werden die integrierten Produkt- und Prozesssimulationswerkzeuge von Altair gemeinsam genutzt, um eine ganzheitliche Sicht auf das System zu erhalten.