Das Generative-Design-Feature in Autodesk Fusion ermöglicht es, völlig neue Konstruktionsideen zu entwickeln. Basierend auf von Ihnen definierten Zielen, Lasten und Fertigungsgrenzen schlägt die Software automatisiert verschiedene Designvarianten vor, die menschliche Ansätze oft übertreffen. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, wie Sie in den Generatives Design-Arbeitsbereich wechseln, Ihr Modell vorbereiten und mithilfe von Beibehaltungs- und Hindernisgeometrien optimale Strukturen erzeugen.
1. Arbeitsbereich: Generatives Design in Fusion
Um das Generative Design zu starten, wechseln Sie zunächst vom Standard-Konstruktionsbereich in den Generatives Design-Arbeitsbereich. Hier stehen spezialisierte Werkzeuge zur Verfügung, um:
1. Vereinfachte Geometrien zu definieren,
2. Last- und Randbedingungen festzulegen sowie
3. Ziele (z. B. Masseminimierung) und Fertigungsrichtungen zu wählen.
Das Ziel ist, eine digitale „Ideenschmiede“ aufzubauen, in der Fusion verschiedene Optimierungsvorschläge generiert, basierend auf Ihren Vorgaben.
2. Modellvereinfachung: Bauteile für die Simulation bereinigen
Damit die Software effizient arbeiten kann, empfiehlt es sich, das Simulationsmodell zu vereinfachen:
• Überflüssige Details entfernen: Schrauben, Zahnräder, kleine Gewinde oder Designelemente, die nicht direkt für die Struktur relevant sind, können aus dem Modell gelöscht oder ausgeblendet werden.
• Vereinfachte Konturen: Große Baugruppen profitieren von einer rudimentären Darstellung. Unnötige Feinheiten verzögern nur die Berechnung und verfälschen unter Umständen die Ergebnisse.
Diese Reduzierung auf das Wesentliche stellt sicher, dass Fusion Ihr Modell schnell durchrechnet und keine Rechenleistung für Kleinteile verschwendet.
3. Geometrien: Beibehalten, meiden, starten
Der nächste Schritt besteht in der Definition von:
1. Beibehaltungsgeometrien: Bereiche oder Bauteile, die Fusion nicht verändern darf. Sie stellen beispielsweise Anschlussstellen, Lager oder Flanschbereiche dar, die für die Funktion unverzichtbar sind.
2. Hindernisgeometrien: Bereiche, in denen keine neue Struktur erzeugt werden darf. Hierzu zählen zum Beispiel Bewegungsräume, Hohlräume oder Bereiche mit Platzbedarf für andere Bauteile.
3. Startform (optional): Wenn Sie Fusion einen Ausgangspunkt vorgeben möchten, kann eine grobe Form als Basis dienen. Die Software optimiert dann auf dieser Grundlage statt bei Null anzufangen.
Diese klare Unterscheidung hilft der Generative-Design-Engine, genau zu verstehen, wo Material hinzuzufügen oder wegzulassen ist.
4. Lasten: Kräfte und Momente zuweisen
Um realistische Vorschläge zu erhalten, legen Sie fest, welche Kräfte und Momente an den Beibehaltungsgeometrien angreifen. Typische Beispiele:
• Druckkräfte oder Zugkräfte auf Flächen oder Bohrungen,
• Momente, etwa wenn sich das Bauteil um eine Achse dreht,
• Schwerkraft oder andere Umgebungsbedingungen.
Durch diese Last- und Randbedingungen berücksichtigt Fusion die tatsächlichen Einsatzbedingungen Ihres Bauteils.
5. Ziele und Fertigungsrichtungen wählen
Sie bestimmen, was das Generative Design optimieren soll. Häufige Ziele sind:
• Masse minimieren bei gleichbleibender Stabilität,
• Steifigkeit maximieren unter definierten Lastfällen,
• Kosteneffizienz oder Materialeinsparung anstreben.
Zusätzlich legen Sie Fertigungsrichtungen fest – besonders relevant, wenn Sie additiv (3D-Druck), subtraktiv (Fräsen) oder über Blechverfahren fertigen möchten. Fusion berücksichtigt dadurch, wie gut die erstellten Formen überhaupt realisierbar sind.
6. Ergebnisse: Verschiedene Designvarianten auswerten
Sobald Sie auf „Lösen“ klicken, ermittelt Autodesk Fusion mehrere Designoptionen:
• Filtern und Anpassen: Sie können nach bestimmten Werkstoffen (Aluminium, Stahl etc.) oder Fertigungsverfahren filtern.
• Weiterverarbeitung der Ergebnisse: Möchten Sie mehr Streben, Kanten oder zylindrische Formen erhalten? Passen Sie bestimmte Parameter an und lassen Sie das Design erneut berechnen.
• Start- und Endgeometrie inspizieren: Die Software zeigt, wie das Materialwachstum erfolgt und welche Kräfte in welchen Bereichen wirken.
Gerade in frühen Konzeptphasen liefert dieser Prozess innovative Lösungsansätze, die manuell nur schwer zu erdenken wären.
Vorteile: Computerunterstützte Ideengenerierung
Das Generative Design in Autodesk Fusion ist mehr als nur eine Simulation. Es kann komplett neue Formen hervorbringen, die Ihre eigenen Ideen verfeinern oder alternative Lösungswege aufzeigen:
1. Ideenvielfalt: Der Computer schlägt Formen vor, die mit klassischem Engineering kaum entstanden wären.
2. Einsparungen: Durch optimierte Materialverteilung sparen Sie oft Masse ein, ohne die Stabilität zu gefährden.
3. Zeiteffizienz: Die automatisierte Lösungssuche beschleunigt die Konzeptphase und reduziert kostspielige Prototypenreihen.
Kurzum: Mit Generativem Design nutzen Sie die Rechenpower der Cloud, um innovativere, leichtere und oft leistungsfähigere Bauteile zu entwickeln.
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Erstellung des Angebots im Namen der Autodesk Ireland Operations Unlimited Company
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