Digitale Entwurfsmethoden

Automatisierte Bewertung der Fertigbarkeit von Faserverbundbauteilen

Entwicklung einer Methodik für die geometriebasierte Bewertung der Fertigbarkeit

Zusammenfassung

  • Automatisierte Analyse von CAD-Daten
  • Detektion geometrische Merkmale
  • Definition spezieller HDF5-Datenbanken für Geometriedaten
  • Bewertung der Ähnlichkeit von CAD-Geometrien anhand geometrischer Merkmale
  • Korrelation der Geometrieähnlichkeit und Fertigbarkeit von Faserverbundbauteilen

Themenbeschreibung

Am Institut für Flugzeugbau werden Methoden für die Bewertung von großen Baugruppen bezüglich der Fertigbarkeit in Faserverbundbauweise entwickelt. Sowohl der Fertigungsprozess, das Fasermaterial bzw. -halbzeug, als auch die Bauteilgeometrie haben einen Einfluss auf entstehende Fertigungseffekte.
Der Ansatz beruht auf der Hypothese: Ähnliche geometrische Herausforderungen erzeugen ähnliche Fertigungseffekte, solange Prozess und Material identisch bleiben. Systematische Speicherung von Bauteilgeometrien in einer Datenbank, inklusive entstandener Fertigungseffekte, ermöglicht eine Ableitung von Fertigungseffekten auf neu auszulegenden Bauteile durch den Vergleich der neuen Bauteilgeometrie mit Geometrien der Datenbank.

Details der Herangehensweise

Ansatz der Methodik

Spezifische geometrische Merkmale können anhand von Zielvorgaben definiert werden. Zielvorgaben sind hier im Speziellen Fertigungseffekte, die durch Umformen von flächigen textilen Halbzeugen entstehen. Diese Merkmale können von speziell programmierten Algorithmen in gängigen CAD-Softwareumgebungen detektiert und in einer HDF5-Datenbank gespeichert werden.
→ Analyse: Automatisierte CAD-Analyse für HDF5-Datenbanken geometrischer Merkmale

Für die Beschleunigung des Datenbank-Abgleichs werden bspw. zunächst globale Merkmale sowie Merkmal-Verteilungsfunktionen der Bauteile verwendet. Hierdurch ergibt sich eine Filterung von möglichen ähnlichen Bauteilen in der Datenbank.
→ Datenabgleich: Schneller Datenabgleich anhand vorgeschalteter globaler Kriterien

Ein detaillierter Vergleich von Geometrien, inklusive Freiformflächen, kann durch die Übersetzung der Geometrie in eine Punktewolke erfolgen. Hierfür müssen schnelle Algorithmen für die Erzeugung adäquater Punktewolken sowie für den geometrischen Abgleich von Punktewolken entwickelt werden.
→ Detailabgleich: Nachgeschalteter Detailabgleich anhand von geometrischen Punktewolken

Einzelne geometrische Kriterien sollen nach Einfluss gewichtet werden können. Eine Kalibrierung kann durch reale oder simulierte Fertigungseffekte erfolgen.
→ Kalibrierung: Kalibrierung der Methodik durch reale oder simulierte Fertigungseffekte 

Dieses Bild zeigt Dennis Zink
Dipl.-Ing.

Dennis Zink

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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