CADFEM: Simulation auf dem Vormarsch

23. CADFEM-Konferenz in der HRS Rapperswil

| Autor / Redakteur: Matthias Böhm, Chefredaktor / Böhm

250 Spezialisten besuchten die 23. «Schweizer CADFEM ANSYS Simulation Conference» an der HRS in Rapperswil.
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250 Spezialisten besuchten die 23. «Schweizer CADFEM ANSYS Simulation Conference» an der HRS in Rapperswil. (Bild: Matthias Böhm)

250 Teilnehmer besuchten die 23. CADFEM-Konferenz in der HRS Rapperswil. Beim CADFEM User Meeting lernen die Teilnehmer nicht nur die modernsten FEM-­Technologien mit den Softwaretools Ansys kennen. Sie können darüber hinaus sich über die Erfahrungen mit FEM-­Ansys-Anwendern informieren und austauschen.

Die 23. «Schweizer CADFEM ANSYS Simulation Conference» besuchten in diesem Jahr 250 Besucher, die sich rund um das Thema der numerischen Simulation mit Spezialisten austauschen konnten. Hier trifft sich das Who is who der Schweizer Konstrukteure und FEM-Spezialisten.

Der neue Veranstaltungsort an der Hochschule in Rapperswil am oberen Zürichsee – Bergpanorama inklusive – gibt der Veranstaltung einen visuellen Rahmen, wie er besser nicht sein könnte. An der Konferenz ging es um Eingemachtes im Bereich der FEM-Simulation: Wie gehen Anwender mit Problemstellungen um, welche Randbedingungen setzen sie und wie kommen sie letzten Endes zu den korrekten Ergebnissen im Bereich der numerischen Simulation.

Nutzen von FEM-Simulation

Eine der besonderen Stärken der CADFEM-User-Konferenz ist es, dass zum einen Praktiker, als auch Spezialisten von Hochschulen, die einen engen Kontakt zur Industrie pflegen, zu Wort kommen. Sozusagen eine ideale Zusammensetzung im Bereich der numerischen Simulation. Denn eines ist unbestritten: Produktentwicklungsprozesse können durch FEM-Simulation massgeblich positiv beeinflusst werden. Einmal im Hinblick auf die Produktentstehungskosten, den «Time-to-Market-Faktor», als auch in Bezug auf die perfekte konstruktive Auslegung in Bezug auf die gegebenen statischen und dynamischen Belastungsfälle.

Die Vorteile, die die numerische Simulation bietet, wird seit Langem von der Industrie genutzt. Da heute mittlerweile die Hardware nicht mehr der Kostentreiber in der numerischen Simulation ist und die Software auch von klassischen Konstrukteuren einfacher bedient und genutzt werden kann, kommt der Einsatz von Ansys zunehmend auch in KMU zum Tragen, wie es letztlich auch das Spektrum der über 30 Vorträge aufzeigte. Der Schwerpunkt der Themen bezog sich auf den Bereich der Strukturmechanik (FEM), zudem wurde auf die Strömungsmechanik (CFD) fokussiert. Des Weiteren wurden Optimierungsmodelle thematisiert.

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Enorme Themen-Breite

Das Themenspektrum der Vorträge war enorm, im Folgenden drei Beispiele von den gesamthaft 33 Vorträgen. Die Winter­thur Instruments AG, ein Start-up im Bereich der Messtechnik von Schichten, zeigte auf, wie sie mit Ansys das Temperaturmanagement (mehrere hundert Grad im Inneren des Messgerätes) ihrer patentierten mobilen Messgeräte im Entwicklungsstadium optimieren konnte. Dank der FEM-Simulation konnte der Produktentwicklungsprozess erstens sehr prozesssicher als auch relativ schnell realisiert werden. 2018 kamen die jüngsten Messgeräte auf den Markt.

Ins «menschliche Eingemachte» ging der Vortrag von Dominic Müller, ZHAW, nicht zuletzt deshalb, weil das entwickelte FEM-Simulationsmodell von Kniegelenken an menschlichen Kniegelenken übergeprüft wurde. Mittels FEM wurde ein Referenzmodell entwickelt, das als präoperatives Planungstool für den Chirurgen und/oder Implantate-Hersteller dienen kann.

Ein weiterer Vortrag behandelte das Thema des digitalen Zwillings am Beispiel von elektrischen Relais, die in Produktionsstrassen 100 % prozesssicher arbeiten müssen, damit die Produktionsstrasse nicht stillsteht. Beim digitalen Zwilling handelt es sich um das ideale digitale Abbild eines physischen Produkts, das es über den Lebenszyklus hinweg begleitet. Damit der digitale Zwilling die realen Prozesse widerspiegelt, müssen Sensoren Daten am realen System aufzeichnen und auf den digitalen Zwilling übertragen. Und der Nutzen? Die realen Relais werden, wie oben beschrieben, konkret in einer Produktionsstrasse eingesetzt. Am virtuellen Zwilling lässt sich der Verschleiss bestimmen. Mit diesem Verfahren können die Relais zeitnah getauscht werden, kurz bevor sie versagen.

Ausgezeichnet gelungen ist in diesem Jahr die Vernetzung zwischen Industrie und Hochschule. Was nicht nur mit dem Veranstaltungsort Hochschule Rapperswil (HSR) realisiert wurde, sondern zudem auch durch mehrere Vorträge durch Absolventen und Diplomanden der HSR, ZHAW, EMPA und UNI Innsbruck. Wobei auch hier anzumerken ist, dass die Hochschulvorträge immer auch Industrie- und Praxisnähe hatten.

Ganz neu: Ansys Additive

Neu im Portfolio ist Ansys Additive. Ansys Additive bietet Werkzeuge sowohl für die Gestaltung additiv gefertigter Bauteile (Topologieoptimierung, variable Dichte durch Lattice-Strukturen) als auch zur Prozesssimulation, die Verzug, Eigenspannungen und die Mikrostruktur abzusichern hilft. Sie stehen in zwei Ausführungen zur Verfügung: Additive Print und Additive Suite. Additive Print richtet sich an Anwender ohne Simulationshintergrund, sodass eine grundlegende Bewertung von geplanten Druckprozessen für Konstrukteure, Prozesstechniker oder Fertigungsdienstleister am eigenen Rechner oder in der Cloud erfolgen kann.

Best Paper Awards

Auch dieses Jahr wurden die besten Anwendervorträge mit den originellen Best-Paper-Wanderpokalen ausgezeichnet, die die Geschichte der CADFEM-Konferenz insofern historisch abbilden, da seit Beginn der Konferenz jeder Gewinner ein FEM-Bauteil, das er in seinem Vortrag beschrieben hat, an den Wanderpokal befestigen muss. In der Kategorie Strukturmechanik (FEM) hat Dominic Müller, ZHAW, und in der Kategorie Strömungssimulation (CFD) Benjamin Rembold, streamwise gmbh, gewonnen. Herzliche Gratulation vom SMM an die Gewinner.

Fazit: Mittels Topologie-Optimierungen können nach wie vor beachtliche Materialeinsparungen erreicht werden. FEM-Simulation ist ein perfektes Werkzeug hierfür. Anwendungsmöglichkeiten gibt es nahezu unbegrenzt.

So weit der Rückblick auf eine hervorragende Veranstaltung, die im FEM-Bereich alles zu bieten hat, Kontakte inklusive. Die CADFEM-Konferenz hat sich zu einer der bedeutendsten Fachveranstaltungen im Bereich der FEM-Simulation in der Schweiz entwickelt. SMM

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