Virtuelle Produktentwicklung
Lehrgebiet
Virtuelle Produktentwicklung ist eine Kombination von Methoden der angewandten Informatik und dem Maschinenbau.
Diese Art der Digitalisierung erweitert die Möglichkeiten zur Analyse und Optimierung klassischer mechanischer oder mechatronischer Aufgabenstellungen. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind energierelevante Weiterentwicklungen im Rahmen von Klimawende und Energieeffizienz.
Schon heute findet die Entstehung mechanischer Bauteile am Computer statt. Der erste Schritt ist die Konstruktion und Auslegung virtueller 3D-Geometriemodelle, die als digitale Zwillinge alle geometrischen Merkmale realer Bauteile abbilden.
Auf der Basis der 3D-Geometrie-Modelle lassen sich eine Vielzahl weiterer Analyseverfahren anwenden, mit denen die Eigenschaften der Modelle überprüft und verändert werden können, noch bevor diese gebaut werden.Über Simulationen, wie mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM), lassen sich mechanische und thermische Kenngrößen schnell ermitteln und visualisieren. Eigenschaften wie Deformationen oder innere Spannungen können ebenso visualisiert werden wie Reaktionsgrößen in den Einspannungen oder Schnittlasten.
Auch Bewegungen und Belastungen ganzer Baugruppen von Geräten, Maschinen oder Anlagen lassen sich anschaulich und übersichtlich darstellen und im Entwicklungsprozess kontinuierlich verbessern.Daneben lassen sich Fragestellungen der Herstellungsprozesse (Zerspanen, Umformen, Urformen und 3D-Drucken) über Computersimulationen durchspielen und auf die gewünschten Eigenschaften hin anpassen. Neben dem funktionsorientierten Engineering erlauben 3D-Modelle auch eine künstlerisch-ästhetische Gestaltung nach Kriterien des Produkt- und Industriedesigns (siehe obenstehendes Bild).
