TopoRestruct2 – Automatisierte Rückführung ästhetisch und technisch-funktional gestalteter Konstruktionsgeometrie aus Ergebnissen der Topologieoptimierung durch Skelettierung und algorithmische Rekonstruktion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sandro Wartzack
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411012054

Verfahren zur Topologieoptimierung ermöglichen als etablierte Leichtbaumethoden innovativen Formleichtbau bei zahlreichen technischen Produkten. Das Ergebnis der Optimierung stellt jedoch lediglich einen abstrakten Designvorschlag dar, der nicht direkt gefertigt werden kann. Insbesondere weil der Designvorschlag als trianguliertes Oberflächennetz vorliegt, bedarf es der Geometrierekonstruktion in einem nachgelagerten Prozess. Während dieser häufig immer noch mit großem Aufwand an Zeit und Expertenkenntnissen manuell durchzuführen ist, stellen aktuelle Forschungsergebnisse automatisierte Methoden zur Rekonstruktion zur Verfügung. Diese unterstützen die Interpretation und Rückführung des Optimierungsergebnisses als CAD-Modell in den Produktentwicklungsprozess. Dabei können auch technische Anforderungen wie Fertigungs-, Beanspruchungs- und Funktionsgerechtheit berücksichtigt werden. Strukturbauteilen kommt jedoch zunehmend Bedeutung als sichtbare Designelemente zu. Insbesondere bei starker Mensch-Produkt-Interaktion trägt die Ästhetik entscheidend zur Produktbewertung durch Kundinnen und Kunden bei. In diesen Fällen wird durch ungenügende Ästhetik die Ablehnung eines Designs riskiert, wodurch letztlich die Integration der Topologieoptimierung in den Entwicklungsprozess scheitern würde. Daher wird die Erweiterung der technisch-funktionalen Rückführung um die wichtigen ästhetischen Anforderungen fokussiert. Hierin liegt die besondere Herausforderung, denn bekannte ästhetische Motive unterliegen subjektivem Charakter. Zur Integration in die automatisierte CAD-Rückführung sind sie jedoch explizit als geometrische Gestaltungsregeln zu implementieren. Das charakteristische Design topologieoptimierter Strukturen bietet sich in diesem Kontext zur gezielten Nutzung für ästhetische Gestaltung an.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen