Im Rahmen des Bully-Projekts wurde auch das Lenkrad, die Trägerstruktur für die Rücksitzbank und die Außenspiegelhalterungen neu gestaltet. © 2019 Volkswagen US

Aus diesen zum Teil sehr abstrakten Konstruktionen wählten die Entscheider von General Motors den aus ihrer Sicht besten Entwurf, der insbesondere bei den Testwerten zu Gewicht und Stabilität überzeugte. Darüber hinaus demonstriert der finale Entwurf zur Neugestaltung der Sitzkonsole einen weiteren Vorteil: Das zuvor aus acht Bauteilen gefertigte Konstrukt besteht nun aus nur einem einzigen Teil. Dadurch kann die komplette Sitzkonsole 3D-gedruckt werden.

Mit dem Einsatz des generativen Designs gelingt dem Fahrzeughersteller erstmals die Konstruktion eines Bauteils, das aufgrund einer organischen Struktur wesentlich leichter ist und dennoch alle wichtigen Parameter erfüllt. Die Umsetzung einer solch komplexen Konstruktion ist dem Menschen allein nicht möglich.

Weniger Rollwiderstand dank generativem Design

Die neuen Räder sind 18 Prozent leichter als die ursprünglichen, und die gesamte Entwicklungszeit von der Konstruktion bis zur Fertigung wurde deutlich reduziert. © 2019 Volkswagen US

Auch VW hat sich die Vorteile des generativen Designs zu Nutzen gemacht und kürzlich einen überarbeiteten und mit Elektromotor ausgestatteten Oldtimer-Bus präsentiert. Dabei wurden mehrere Komponenten des beliebten VW Bulli Typ 2 mit Autodesks generativem Design-Ansatz optimiert.

Ein Lenkrad ist nicht schwer, aber es ist der wichtigste Berührungspunkt für den Fahrer und zeigt die Stabilität der generativ designten Teile. © 2019 Volkswagen US

Für das Projekt wurden die Felgen des 1962er 11-Fenster-Mikrobus vom Typ 2 mit Fusion 360 generativ gestaltet und die Struktur dabei völlig neu überdacht. Die neuen Räder sind 18 Prozent leichter als die ursprünglichen und reduzieren so nicht nur das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, sondern verringern auch den Rollwiderstand der Reifen.

Zusätzlich wurden auch das Lenkrad sowie die Trägerstruktur für die Rücksitzbank und die Außenspiegelhalterungen neu gestaltet. Diese neuen Strukturen, die deutlich weniger Material benötigen als eine herkömmliche Radstruktur, hätten menschliche Designer und Ingenieure sonst nur mit viel Aufwand realisieren können. Die neuen Felgen, die überarbeitete Sitzkonsole sowie weitere Projekte sind Beispiele für all jenes, was die Menschen mithilfe des generativen Designs, aber vor allem auch in Zusammenarbeit mit Maschinen, leisten und fertigen können. So können das generative Design und der 3D-Druck für viele Hersteller und Industriesparten die entscheidende Lösung sein, um Prozesse und Objekte zu optimieren oder effizienter zu gestalten.

Automatisiertes Kalkulationsmodell für bessere Kostenübersicht

Zur Optimierung der Prozesse zählt ebenfalls die Abwägung der Leistung und Kosten für die Herstellung der Teile. Daher kooperiert Autodesk mit dem Cost-Management-Tool aPriori. Das automatisierte Kalkulationsmodell, das als Add-on in Fusion 360 verfügbar ist, berücksichtigt Geometrie, Material und Herstellungsverfahren – Kriterien, die Anwender bei der Erstellung einer generativen Designstudie eingeben. Das Tool analysiert jede Designvariante, die mit einer generativen Designstudie erstellt wurde, um den Kostenrahmen für die Fertigung zu ermitteln. So können Anwender bereits früh im Designprozess fundierte Entscheidungen zum Kosten/Nutzen treffen.

Mit dieser Form der Automatisierung und dem Einsatz neuer Technologien können Unternehmen sich so wettbewerbsfähig aufstellen und reduzieren gleichzeitig den Verbrauch von Materialien und somit die negativen Auswirkungen auf die Umwelt.

Wenn jedes Teil einzeln, auch nur geringfügig, leichter gemacht werden kann, ist das Gesamtergebnis ein viel leichteres Fahrzeug. So können bei standardmäßiger Anwendung die Automobile insgesamt leichter werden. Und je weniger ein Fahrzeug wiegt, desto weniger Energie wird benötigt, um es auf der Straße zu bewegen. Dies bietet speziell für Elektroautos einen enormen Vorteil – denn hier wirkt sich das Gewicht besonders auf die Reichweite der Akkus aus.

Karl Osti, Industry Manager Manufacturing bei Autodesk / ag