Eulersche Formoptimierung und automatisierte Überführung topologieoptimierter Strukturbauteile inmodifizierbare Konstruktionsmodelle

Topologieoptimierungsverfahren schaffen die Möglichkeit unter Beachtung vielfältiger technischer Anforderungen eine gewichtsoptimierte Bauteilgestalt automatisiert zu generieren. Die Optimierungsergebnisse liegen jedoch meist in Form eines digitalen Modells vor, das nicht direkt innerhalb der rechnerbasierten Konstruktion (CAD) weiterverarbeitet werden kann. Dadurch ist eine manuelle und zeitintensive Nachkonstruktion nötig, bei der das Leichtbaupotential unter Umständen nicht voll ausgeschöpft wird.

In dieser Arbeit wird eine automatisierte Überführung topologie-optimierter Strukturbauteile in einschränkungsfrei modifizierbare, häufig auch als "lebendig" bezeichnete CAD-Modelle vorgestellt. In einem zweistufigen Prozess wird zunächst die Topologieoptimierung durch eine Formoptimierung erweitert, um glatte geometrische Bauteilvorlagen für CAD-Modelle zu erhalten. Anschließend werden diese automatisiert durch Freiformflächen nachgebildet und somit die hierfür bislang not-wendige Zeit deutlich reduziert.