Digitalisierung in der Produktentwicklung

Transkript

1 in der Produktentwicklung Prof. Dr.-Ing. habil. S. Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik DTB TEXPROCESS FORUM

2 Historie CAx Konfektionstechnik ITB/ITM 1992 CAD-Anlage (einschließlich /Plotter der Firma Produktentwicklung für Bekleidung, Mobiltextilien, Composites, komplexe Entwicklungsprozesse transparent und Investronica Sistemas, S.a., Spanien) Medizintextilien, Sporttextilien, Schutztextilen, Smart Textiles effizient gestalten - Prototypen reduzieren, Modellvielfalt sichern 1997 erstes 3D-CAE-System der Firma Computer Design Incorporation, USA 2009 FiberSim, Firma VISTAGY, Inc., USA => Siemens seit 2010 Privileged Partner der Firma Lectra/Frankreich für den Bereich Technische Textilien Forschungszusammenarbeit mit der Firma Assyst GmbH, BRD Mitglied im Lenkungskreis SizeGERMANY gegenwärtig umfangreiche Softwarelösungen zum Scannen, zur Flächenrückführung sowie 2D/3D-CAD, CAE weltweit führender Anbieter Folie 2

3 Visionen Branchenübergreifende Entwicklungsmethoden für Komplexe Geometrien Anisotropes Material mit unterschiedlichem Deformationsverhalten Durchgehende digitale Prozessketten von der Produktidee bis zur Fertigung und Qualitätsüberwachung. Das beinhaltet: Design Konstruktion Simulation der Beanspruchung Visualisierung des Produktes Generierung materialabhängiger Fertigungsparameter Frühzeitige Kommunikation, Interaktion! Material- und produktabhängig reproduzierbare Maschineneinstellung für Zuschneide- und Fügetechnik sowie mechanische und thermische Formgebung Hochfunktionale Produkte, kleine Losgrößen, seriennahe Fertigungsmethoden Folie 3

4 CAD/CAE für biegeweiche Materialien Oberbekleidung Bodywear anatomische Objekte technische Objekte 3D- Datenaufbereitung Quelle: Bianchi rechnerinternes Digitaler Twin Geometriemodell 3D - Modell 3D Künstlerischer Entwurf Konstruktion 2D parametrisches skalierbares Geometriemodell 3D - Modell 3D textile Flächen Quelle: Heine.de Entwurf/ Virtuelle Konstruktion Montage 3D 3D (Modifikation) Künstlerischer/Technischer Entwurf/ Entwurf Konstruktion 3D (Modifikation) Berechnungsmodell Belegen/Bespannen Fallverhalten (nichtlinear, Belegen/Bespannen viskoelastisch ) vorrangig Zug -/ Scherkenngr Biege-, Zug-, ößen Scherkenngrößen Qualitätskontrolle Visualisierung f ür Marketing/Vertrieb (Passformkontrolle) Visualisierung ffür Marketing/Vertrieb 2D-Zuschnitt Montage Folie 4

5 Menschmodellierung = Scan-Datensätze einer Größe Generierung des mittleren Formkörpers einer Größe Erarbeitung parametrischer Formkörper repräsentative Figurine Folie 5

6 Digitaler Entwicklungsprozess Oberbekleidung Menschmodellierung Prüfgeräteentwicklung Materialdatenbanken Basisschnitte in 3D Quelle: Foto Karl Lagerfeld, Bundeskunsthalle Bonn Quelle: Rundschau 4/2014 Quelle: und lectra.com Herausforderung: Mindestens 12 Kollektionen im Jahr z.b. 40 Teile pro Kollektion DOB => 135 Größen Bei nur 30 Größen Teile im Jahr Folie 6

7 Digitaler Entwicklungsprozess Oberbekleidung Morphologische Gradierung Avatargenerierung Design-/Konstruktionsmethoden 3D-Basisschnitte Folie 7

8 Digitaler Entwicklungsprozess Bodywear Avatargenerierung Design-/Konstruktionsmethoden Materialsimulation 12,0 10,0 Kraft (N) 8,0 6,0 MS MR 4,0 Quelle: adidas TECHFIT 2,0 0,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 Dehnung (%) Zusammenarbeit mit Prof. Wacker HTW Dresden Folie 8

9 Generierung nutzungstypischer Haltungen Scannen Quelle : google images Kinematische Menschmodelle Quelle : google images Folie 9

10 Generierung nutzungstypischer Haltungen Quelle: Diss. Meixner Kinematische Menschmodelle Adaption an personenindividuelle Daten 3D Schnittentwicklung automatische Ableitung 2D-Schnittteile Folie 10

11 Simulation der funktionalen Eigenschaften Modellierung turbulenter Strömungen Quelle: Rainbowsuits.com Folie 11

12 Simulation der funktionalen Eigenschaften Quelle: Theseus-FE Fiala Modell Modellierung des thermophysiologischen Verhaltens Folie 12

13 Preforming/Bauteilherstellung Monocoque Lagenaufbau Zuschnittgenerierung Near net shape anhand virtueller Daten Oberflächendeformation Folie 13

14 Digitale Haptik Multimodale Inspektion (haptisch, visuell, auditiv) von Produktoberflächen als Beitrag zur fortschreitenden Inspektion räumlich entfernter Produktoberflächen zur Qualitätssicherung entlang der Wertschöpfungsbzw. Zuliefererkette in weltweit stationierten Anlagen, als auch im Konsum (E-Commerce), sowie für Menschen mit eingeschränkter Sehfähigkeit oder Mobilität Quelle: Fujitsu's Prototyp eines Tablets mit haptischem Sensor Nutzung der Sinnesmodalitäten einschließlich taktilem/haptischem Feedback für eine digitale Kommunikation Forschungsstellen: Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik, TU Dresden Professur Für Akustik und Haptik, TU Dresden Institut für Automatisierungstechnik (IfA), TU Dresden Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.v. (GFaI e.v.), Bildverarbeitung/Industrielle Anwendungen (BVIA) Quelle: Professur Akustik/Haptik Folie 14

15 Zusammenfassung - Wirtschaftliches Potential Durchgängiges Engineering einschließlich horizontaler Integration entlang der Wertschöpfungskette Frühzeitige visuelle Darstellung des Produktes zur Kommunikation im Unternehmen, mit Zulieferern und Kunden (Marketing. Vertrieb) Sicherung der Modellvielfalt zu wettbewerbsfähigen Preisen auf dem globalen Markt, Reduzierung der Entwicklungszeit durch effiziente Arbeitsweise Prozessoptimierung im Sinne des Mega-Themas Industrie 4.0 Folie 15

16 Ich bedanke mich ganz herzlich bei allen Fördermittelgebern und meinen Kollegen Dr. Siegmund, M. Sc. Awais, M. As. Ansari, DI Wendt, Dr. H. Lin, DI Haase, Dr. Ch. Meixner. Herzlichen Dank für Ihr Interesse. Ihre Fragen sind willkommen. Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Sybille