ZIM-Projekt „LightConstruct“ zum 30.09.2025 beendet
Im nun abgeschlossenen Forschungsprojekt „LightConstruct” wurde an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg gemeinsam mit den Partnern PH-Mechanik GmbH & Co. KG und Wilhelm-Plastic GmbH & Co. KG eine Methodik zur Multimaterial-Topologieoptimierung (MMTO) entwickelt. Das Ziel bestand darin, durch gezielte Materialsubstitution und Integration fertigungstechnischer Randbedingungen Bauteile leichter zu gestalten.
Die im Projekt entstandene MMTO-Methode erweitert klassische Optimierungsansätze, indem sie die Kombination von Metallen und Kunststoffen innerhalb eines Bauteils ermöglicht und gleichzeitig Fertigungsrestriktionen, etwa aus dem Spritzguss- oder Fräsprozess, direkt in die Optimierung integriert. Mithilfe von Filter- und Projektionsverfahren konnten diese Randbedingungen berücksichtigt und in optimierte, zugleich fertigungsgerechte Strukturen überführt werden.
Im praktischen Anwendungsbeispiel eines Evakuierungsstuhls wurde die Methode angewandt. Mithilfe einer Material- und Prozessdatenbank sowie Finite-Elemente-Simulationen konnten Bauteile, wie die Rückenlehne, gewichtsreduziert und konstruktiv verbessert werden. Die entwickelte Softwareumgebung ermöglicht eine automatisierte Rückführung der optimierten Geometrien in CAD-Modelle. Mit dem abgeschlossenen Projekt steht nun ein Werkzeug zur Verfügung, das künftig dabei helfen kann, die Entwicklung leichter, ressourcenschonender und zugleich wirtschaftlich herstellbarer Multimaterial-Bauteile umzusetzen.