Kursbeschreibung
Generatives Design ist dann wertvoll, wenn es Entscheidungen beschleunigt und gleichzeitig die technische Qualität erhöht. In diesem Seminar baust du dir genau dafür ein Handwerkszeug auf. Du lernst, wie du aus einer Konstruktion eine belastbare Optimierungsaufgabe machst: Bauraum, Verbotszonen, Symmetrien und Non-Design Space werden so definiert, dass Funktion, Montageflächen und Schnittstellen geschützt bleiben. Danach setzt du Lastfälle, Lagerungen und Materialdaten so an, dass sie realistische Betriebsbedingungen abbilden und nicht nur einen idealisierten Laborfall. Wir schauen außerdem auf die Mechanik hinter dem Prozess: Was bedeutet Konvergenz, wie erkennst du numerische Instabilität, und welchen Einfluss hat die Vernetzung auf Detailgrad und Rechenzeit? Bei der Ergebnisbewertung geht es um mehr als Maximalspannungen: Du vergleichst Varianten über Zielkonflikte, prüfst Plausibilität und erkennst typische Artefakte. Ein großer Teil ist die Überführung in die Fertigung. Du lernst, Fertigungsrestriktionen für CNC, Guss und additive Fertigung sinnvoll zu setzen und generierte Geometrien in robuste CAD-Features zu übersetzen, die sich ändern und dokumentieren lassen. Am Ende kannst du generatives Design so einsetzen, dass aus Varianten echte, produzierbare Bauteile werden, inklusive nachvollziehbarer Annahmen und sauberer Nachweisführung.
Die wichtigsten Themen im Überblick
- Generatives Design im CAD-Workflow sicher anwenden
- Lastfälle, Lagerungen und Materialdaten praxisnah definieren
- Bauraum, Verbotszonen und Symmetrien korrekt festlegen
- CAD-Modelle für Design Space und Non-Design Space vorbereiten
- Solver-Ergebnisse mit FEM-Kennzahlen plausibel bewerten
- Pareto-Front, Varianten und Trade-offs gezielt vergleichen
- DfM-Regeln für CNC, Guss und additive Fertigung anwenden
- Generierte Formen in saubere CAD-Modelle überführen
Zielgruppe
- Konstrukteurinnen und Konstrukteure im Maschinenbau und Produktdesign
- CAE- und FEM-Anwenderinnen und Anwender, die generatives Design bewerten müssen
- Entwicklungsingenieurinnen und Entwicklungsingenieure mit Verantwortung für Gewicht, Steifigkeit oder Kosten
- Fertigungsnahe Rollen (Arbeitsvorbereitung, Industrial Engineering), die DfM-Regeln einbringen
- Für alle, die generatives Design im CAD-Workflow nachvollziehbar einsetzen wollen.
Voraussetzung für die Schulung
- Grundkenntnisse in CAD-Konstruktion und technischer Mechanik (Kräfte, Lagerungen, Spannungen).
- Erste Berührung mit Simulation/FEM ist hilfreich, aber nicht zwingend.
Kursinhalte
- Grundprinzipien generatives Design
- Abgrenzung zu Topologieoptimierung und parametrischem Design
- Zielfunktionen: Masse, Steifigkeit, Eigenfrequenz, Kosten
- Randbedingungen: Bauraum, Verbotszonen, Symmetrien
- Lastfälle, Lagerungen, Materialdaten
- Lastannahmen und Sicherheitsbeiwerte praxisnah wählen
- Kontakt, Einspannungen und realistische Randbedingungen
- Materialmodelle und Fertigungsparameter als Input
- Setup im CAD/CAE-Workflow
- Geometrie vorbereiten: Design Space und Non-Design Space
- Netzgrundlagen: Einfluss von Elementgröße und Qualität
- Solver-Logik verstehen: Konvergenz, Stabilität, Plausibilität
- Ergebnisse bewerten statt nur „schön“ finden
- Trade-offs lesen: Pareto-Front und Variantenvergleich
- Spannungen, Verformungen, Frequenzen korrekt interpretieren
- Fehlerbilder: Artefakte, unrealistische Stege, Singularitäten
- Design for Manufacturing (DfM)
- Restriktionen für CNC, Guss und additive Fertigung
- Überhänge, Wandstärken, Radien, Entformungsschrägen
- Nachbearbeitung und Toleranzkonzept mitdenken
- Von der generierten Form zum CAD-Modell
- Glätten, Vereinfachen, Feature-Rekonstruktion
- Parametrisierung für spätere Änderungen
- Dokumentation: Annahmen, Versionierung, Nachweisführung
