Simulationssoftware

ANSYS Simulation Confer­ence mit Besucherrekord

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Erke Wang (Geschäftsführer, CADFEM Deutschland) war einer der Hauptredner. Er studierte Anfang der 80er-Jahre in Taiwan Maschinenbau mit dem Schwerpunk FEM-Analyse. Er ist sozusagen in der Pionierphase der FEM-Simulation gross geworden, als das Gewicht der FEM-fähigen Hardwarekomponenten noch in Tonnagen – die Preise ebenso – angegeben und die maximale Deckenbelastung bei FEM-Arbeitsplätzen berücksichtigt werden musste. Doch die Zeiten sind vorbei. Die Hardwarekomponenten sind heute Leichtgewichte und noch dazu preislich in einem absolut unproblematischen Rahmen.

FEM-Simulation wächst kontinuierlich

Gegenüber dem SMM sagte E. Wang, dass sich die FEM-Software seit den 80er-Jahren immer im zweistelligen Bereich pro Jahr umsatzmässig entwickelt habe. Selbst in den schwierigen Krisenjahren der Industrie haben sich die Umsätze im FEM-Bereich noch bei mindestens plus acht Prozent bewegt. Das widerspiegle letztlich auch die zunehmende Bedeutung der FEM-Simulation für Entwickler respektive für die Industrie. Auf der anderen Seite würden immer mehr KMU die FEM-Simulationstechnologien nutzen.

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Markus Dutly (Geschäftsführer, CADFEM Schweiz), ergänzt: «Der Entwicklung der FEM-Simulation wurde Ende der 90er-Jahre Stagnation vorausgesagt. Zu diesem Zeitpunkt dachte man, der Simulationsmarkt sei gesättigt. Nur wenige ‹klassische› Konstrukteure simulierten bis anhin. Es kam aber komplett anders. Anfang 2000 waren die Simulationstechnologien noch zu 90 Prozent auf die Simulationsexperten beschränkt, die die damals extrem komplexen Softwaretools bedienen konnten.»

Doch der FEM-Simulations-Trend ging in eine andere Richtung als vorhergesagt. Von 2002 bis 2006 schoss die User-Zahl von Simulationssoftware-Lizenzen um zirka 75 % nach oben. E. Wang begründet das folgendermassen: Die Bedienung der Softwaretools sei erheblich einfacher geworden, infolgedessen nicht mehr nur FEM-Experten mit den komplexen Berechnungssystemen umgehen konnten, sondern auch vermehrt Konstrukteure. Ein zweiter Faktor war, dass die Rechenleistung der Hardwaresysteme massiv zugenommen hatte und die Preise der Hardware sanken. Somit sind die beiden Hürden

  • sehr komplexe anspruchsvoll zu bedienende Berechnungssoftware und
  • teure Hardwarekomponenten

in den letzten 15 Jahren gesunken, womit FEM vermehrt Zugang in die klassischen Konstruktionsabteilung fand.

Additive Fertigung und FEM-Simulation

Eine grosse Zukunft im Bereich der Entwicklung und des Prototypenbaus wird die Kombination additive Fertigung (3D-Druck), CAD- und FEM-Simulation haben. Denn der Time-to-Market-Prozess kann mittels additiver Fertigung und FEM-Simulation erheblich beschleunigt werden. Laut E. Wang seien diese oben genannten Technologien eine ausgezeichnete Verfahrenskombination, um die Entwicklung von Prototypen zeitlich als auch technologisch zu optimieren. Am Beispiel eines Guss-Bauteils zeigte er auf, wie das Bauteil erstens dank FEM-Analyse mit weniger Kerbspannungen konstruiert werden könnte, was erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer hätte. Anschliessend wurden Prototypen per additiver Fertigung produziert und unter realen Bedingungen getestet. Letztlich konnte das Bauteil mit einer erheblich höheren Dauerfestigkeit konzipiert werden, das schliesslich als Gussbauteil in Serie ging. Der Time-to-Market-Prozess reduzierte sich erheblich gegenüber den bisherigen klassischen Verfahren. Das Beispiel zeigt: die Kombination von FEM, CAD und additiver Fertigung kann die Prototypenentwicklung extrem beschleunigen.

Zum Schluss wurde der Gewinner des besten Vortrags gekürt: Martin Weiss (WeissQuadrat AG) referierte zum Thema FEM-Berechnung von gros­sen geschweissten und verschraubten Stahlstrukturen. SMM

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