Autodesk University Generative Design. Darmstadt. Marco Arnold

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1 Autodesk University 2016 Darmstadt Generative Design Marco Arnold

2 Arnold Marco Location Freiburg Position TitleGeschäftsführer BIO Speaker s profile Marco Arnold ist seit 32 Jahren in verschiedenen Positionen mit Autodesk Software in den Bereichen CAD, CAM, PDM, ERP-Kopplungen und Simulation tätig. Seit 28 Jahren berät er erfolgreich Firmen bei der Auswahl, Einführung, Modernisierung und Expansion dieser Systeme bis hin zu global vernetzten Umgebungen. In seiner Rolle als geschäftsführender Gesellschafter der Arnold IT Systems GmbH & Co. KG in Freiburg wurde er bereits 2007 von Autodesk als einer von 12 Systemhäusern weltweit für sein Schaffen ausgezeichnet. Praktische Erfahrungen erwarb Marco Arnold nach einem Software-geprägten Feinwerktechnik-Studium zunächst als Entwicklungsingenieur für Luftfahrtelektronik. Dabei war er maßgeblich an einem Forschungsauftrag für den Euro- Fighter beteiligt, modifizierte FEM- und CFD-Programme zur Berechnung von Navigationssystemen für Atom-U- Boote und entwickelte hochsensible Laser-Messtechnik. Als Planungs- und Konstruktionsleiter lernte er als Mitverantwortlicher bei der Einführung der ISO 9001 die Gestaltung, Verbesserung und praktische Umsetzung der Prozesse in einem weiteren Unternehmen kennen. Als Geschäftsführer baute er ein CAD-Systemhaus erfolgreich auf, das er nach der Gründung seines eigenen Unternehmens später erfolgreich integrierte. Seit zwei Jahren arbeitet Marco Arnold aktiv mit namhaften Forschungs-Instituten an neuen Lösungen für IoT und Industrie 4.0.

3 Wie passt der Shape Generator in Future of Making Things?

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5 Welche Vorteile können entstehen? Verbesserung der Maschinengenauigkeit Kleinere Dimensionierung von Motoren und anderen Bauteilen Geringerer Engergieverbrauch Ansprechende und innovative Bauteile Erforschen verschiedener Fertigungsprozesse Übergreifender Datenaustausch Bereitstellung von BIM Daten

6 Shape Generator = Topologie Optimierung

7 Innovation Enabler AnyCAD

8 Generative Design Übersicht der Möglichkeiten

9 Design Prozess entwickeln Simulation

10 Optimierung Strategien entwickeln Know- how für bessere Lösungen. Size & Material Free Shape Lattice Parametric Traditional Topology Evolutionary Radical

11 Entwicklung des Goal Driven Design Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Scripted, Automated, Customizable Dreamcatcher Nastran Topology Optimization Topology Generative Lattice Design Topology Generative Lattice ``

12 Generative Design Erforsche das Unendeckte Erfordert Umdenken

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14 Generative Design: (2) Explore Wide Design Space

15 GENERATIVE DESIGN: (3) SELECT VIA DATA VISUALIZATION

16 GENERATIVE DESIGN: (3) SELECT VIA DATA VISUALIZATION

17 3D PRINTING + ADVANCED MATERIALS

18 LARGEST 3D-PRINTED AIRPLANE COMPONENT

19 REVOLUTIONARY DESIGN + MANUFACTURING PROCESS

20 Topologie-Optimierung mit Inventor

21 Topologie Optimierung Für welche Anwendungsfälle? Generell: Bauteil soll leichter werden um z.b. schneller und präziser Roboterpositionen anfahren zu können Motoren und andere Bauteile kleiner dimensionieren zu können weniger Energie zu verbrauchen Dadurch weitere damit verbundene Vorteile: das Bauteil sieht ansprechender aus vermittelt einen verbesserte Innovation Erforschen verschiedener Fertigungsprozesse ist möglich

22 Shape Generator Beispiel ASKA

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24 Shape Generator Know- how für bessere Lösungen. 1 st Place Design Out of 105 Entries Inventor Shape Generator Design

25 Autodesk Inventor Shape Generator Know- how für bessere Lösungen. Voll in Inventor integrierte Software. Ermittelt aus einem existierenden Model einen neuen Modelvorschlag, der das gesetzte Gewichtsziel erreicht. Randbedingungen sind Material, Lagerung und Belastung. Fertiungsmethoden werden hier nicht berücksichtigt.

26 Shape Generator- Inventor Know- how für bessere Lösungen. Integriertes Tool

27 Generative Design in MFG Einsparen von Material vs. steigende Fertigungskosten

28 Workflow Shape generator Für den Bauraum (Bauteil) wird eine mechanische Beanspruchung definiert. Material zuweisen Lager definieren Belastung aufbringen Auszuschließenden Bereich definieren Ggf. Symmetrie definieren Ziel angeben: Gewicht, max. Variantengröße, Netzauflösung Shape Generator Studie berechnen

29 Maximale Variantengröße Symmetrie Features in 2017

30 Ausgangssituation Know- how für bessere Lösungen. 20 mm 1000 N Schwerkraft fixiert 300 N 2015 Autodesk

31 2015 Autodesk Know- how für bessere Lösungen.

32 Mesh Resolution = 3 Know- how für bessere Lösungen Autodesk

33 Mesh Resolution = 2 Know- how für bessere Lösungen Autodesk

34 Mesh Resolution = 1 Know- how für bessere Lösungen Autodesk

35 Mesh Resolution = 0,5 Know- how für bessere Lösungen Autodesk

36 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Ausgangs-Modell

37 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Lager, Kräfte, zu erhaltende Volumen

38 Know-how für bessere Lösungen. Bsp. Plattenspieler-Rahmen Netz-Erstellung

39 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Ergebnis-Netz nach der Berechnung

40 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Ergebnis-Netz, schattiert

41 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Studie passend zum Ergebnis-Netz

42 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Modell, ohne Ergebnis-Netz

43 Bsp. Plattenspieler-Rahmen Alternative Studie mit 3 Füßen

44 Bsp. Fahrrad-Rahmen Je 80 kg auf Sattel und linkem Pedal

45 Bsp. Golden Gate Brücke Studie als Stahl-Modell

46 Bsp. Leichtmetall-Felge Cabrio mit 1450 kg, stehend

47 Shape Generator FAQ s Know- how für bessere Lösungen. Ist dieses Tool zur Festigkeitsberechnung? Nein, es wird nur eine günstige Grundgestalt (Topologie) für Bauteile unter mechanischer Belastung und der Einhaltung der Zielmasse sowie der Steifigkeit ermittelt. Das Ergebnis soll als Leitfaden zur besseren Designfindung dienen. Dieses Design sollte dann anschliessend mit FEA auf Festigkeit berechnet werden. Warum ist mein errechneter Netzkörper getrennt? Dies ist ein Hinweis darauf, dass das Netz entweder zu grob oder das angegebene Masse-Ziel zu aggressiv definiert war. Versuchen Sie ein feineres Netz zu verwenden oder das Ausgangsbauteil zu vergrössern.

48 Shape Generator FAQs Know- how für bessere Lösungen. Welche Version von Inventor beinhaltet Shape Generator? Shape Generator steht seit Inventor 2016 R2 zur Verfügung. Er ist Bestandteil von Inventor und Inventor Professional. Wo kann ich mehr zu diesem Thema finden? Weitere Informationen sind zu finden in den guided tutorials und in der Hilfe.

49 Weiterführende Links: (Scroll down to the Video) (with project dreamcatcher) Jeff Kowalski auf AU 2015 zu Generative Design

50 Herzlichen Dank für Ihr Interesse Haben Sie Fragen?