Fertigungsgerechte Bauteilgestaltung in der Topologieoptimierung auf Grundlage einer integrierten Gießsimulation

In der Konzeptphase stellt die Topologieoptimierung ein verbreitetes, automatisiertes Entwicklungswerkzeug dar, um in wenigen Schritten aus den Bauteilanforderungen einen ersten Entwurf mit vielen geometrischen Freiheitsgraden zu generieren und Gewicht zu reduzieren. Insbesondere die Automobilindustrie unternimmt aufgrund gesetzlicher Vorgaben und Umweltzielen große Leichtbauanstrengungen. Neben automatisierten Entwicklungswerkzeugen ist ein weiteres Mittel die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Topologieoptimierung mit integrierter Gießsimulation zur optimalen Auslegung von gegossenen Aluminiumkomponenten. Mit Hilfe der neu entwickelten Optimierungsmethodik ist die Einhaltung vieler relevanter Anforderungen an Gussbauteile bezüglich des mechanischen sowie des Herstellverhaltens möglich und Gewicht und Entwicklungszeit können eingespart werden. Durch die direkte Umsetzbarkeit der Optimierungsergebnisse wird ein durchgängiger Entwicklungsprozess möglich.