KKC_0271 | Generatives Design in CAD: Teile, die gewinnen

Generatives Design klingt oft wie ein Knopfdruck, der „magische“ Formen ausspuckt. In der Praxis entscheidet aber Ihr Setup darüber, ob Sie belastbare Bauteile oder nur hübsche Renderings erhalten. In diesem Seminar entwickeln Sie einen durchgängigen CAD/CAE-Workflow: Sie formulieren Zielfunktionen wie Masse, Steifigkeit oder Eigenfrequenz so, dass sie zur Aufgabenstellung passen, und Sie setzen Randbedingungen sauber auf, damit die Ergebnisse physikalisch plausibel bleiben.

Wir arbeiten an der Definition von Design Space und Non-Design Space, an Verbotszonen, Symmetrien und Bauraumvorgaben, damit die generierten Varianten wirklich in Ihr Produkt passen. Ein zweiter Schwerpunkt ist die Bewertung: Sie lernen, Varianten über Pareto-Fronten zu vergleichen und Spannungen, Verformungen und Frequenzen richtig zu interpretieren. Dabei gehen wir gezielt auf typische Fehlerbilder ein, etwa Singularitäten, unrealistische Stege oder Artefakte aus unpassender Vernetzung.

Abschließend überführen Sie die generierte Form in ein produzierbares CAD-Modell: Glätten, Vereinfachen, Feature-Rekonstruktion und Parametrisierung für spätere Änderungen. Sie nehmen eine klare Vorgehensweise mit, um generatives Design nachvollziehbar zu entscheiden, zu dokumentieren und in Fertigung und Nachweis zu bringen.

• Sie formulieren Zielfunktionen wie Masse, Steifigkeit oder Eigenfrequenz passend zur Konstruktionsaufgabe.
• Sie setzen Randbedingungen, Design Space, Non-Design Space und Verbotszonen physikalisch plausibel auf.
• Sie vergleichen Designvarianten über Pareto-Fronten und bewerten Spannungen, Verformungen und Frequenzen.
• Sie erkennen typische Fehlerbilder wie Singularitäten, unrealistische Stege oder Vernetzungsartefakte.
• Sie überführen generierte Formen in produzierbare CAD-Modelle durch Glätten, Vereinfachen und Feature-Rekonstruktion.
• Sie dokumentieren Entscheidungen nachvollziehbar für Fertigung, Nachweis und spätere Änderungen.
• Sie entwickeln einen strukturierten Workflow für den praktischen Einsatz generativen Designs.

Das Seminar richtet sich an Konstrukteurinnen und Konstrukteure, CAD-Anwender/innen, Entwicklungsingenieurinnen und Entwicklungsingenieure, technische Produktverantwortliche sowie Fachkräfte aus Produktentwicklung und Fertigung, die generatives Design belastbar einsetzen möchten.

• Grundkenntnisse in CAD-Konstruktion und technischer Mechanik (Kräfte, Lagerungen, Spannungen).
• Erste Berührung mit Simulation/FEM ist hilfreich, aber nicht zwingend.

• Grundprinzipien generatives Design
  • Abgrenzung zu Topologieoptimierung und parametrischem Design
  • Zielfunktionen: Masse, Steifigkeit, Eigenfrequenz, Kosten
  • Randbedingungen: Bauraum, Verbotszonen, Symmetrien
• Lastfälle, Lagerungen, Materialdaten
  • Lastannahmen und Sicherheitsbeiwerte praxisnah wählen
  • Kontakt, Einspannungen und realistische Randbedingungen
  • Materialmodelle und Fertigungsparameter als Input
• Setup im CAD/CAE-Workflow
  • Geometrie vorbereiten: Design Space und Non-Design Space
  • Netzgrundlagen: Einfluss von Elementgröße und Qualität
  • Solver-Logik verstehen: Konvergenz, Stabilität, Plausibilität
• Ergebnisse bewerten statt nur „schön“ finden
  • Trade-offs lesen: Pareto-Front und Variantenvergleich
  • Spannungen, Verformungen, Frequenzen korrekt interpretieren
  • Fehlerbilder: Artefakte, unrealistische Stege, Singularitäten
• Design for Manufacturing (DfM)
  • Restriktionen für CNC, Guss und additive Fertigung
  • Überhänge, Wandstärken, Radien, Entformungsschrägen
  • Nachbearbeitung und Toleranzkonzept mitdenken
• Von der generierten Form zum CAD-Modell
  • Glätten, Vereinfachen, Feature-Rekonstruktion
  • Parametrisierung für spätere Änderungen
  • Dokumentation: Annahmen, Versionierung, Nachweisführung