Könnyű kivitel extrém sportokban Autodesk Press Center Germany
2018. április 26
Az additív gyártás és a generatív tervezés lehetővé teszi a gördeszka továbbfejlesztett tengelyeit
A motoros sportban vagy az űrkutatásban gyakran találhatunk tökéletesített könnyű konstrukciót, ahol az előtérben nagy sebességű és erős szerkezetek találhatók. De még olyan extrém sportokban is, mint a downhill longboarding, ahol a speciális gördeszkával rendelkező versenyzők meredek lejtőkön elérik a 100 km/h sebességet, a sporteszközök súlya és szerkezeti tulajdonságai meghatározóak az irányítás és az agilitás szempontjából.
Különösen a gördeszka tengelyei nélkülözhetetlenek ehhez. Ennek strukturális optimalizálása érdekében az akkori hallgató, Philipp Manger dolgozatának részeként elindította a T.O.S.T (Topology Optimized Skateboard Trucks) projektet a Fraunhofer IWU Dresden-szel és az Autodesk-szel együtt. Célja: házon belül egy topológiailag optimalizált tengely megtervezése és gyártása, amelynek ugyanolyan vagy nagyobb merevségűnek kell lennie, mint a hagyományos modelleknek, miközben könnyűek.
A tengelyekre hajtás közbeni erőket kezdetben egy érzékelőkkel felszerelt longboard gyűjtötte össze és értékelte. Ezen információk alapján Philipp Manger kifejlesztette a tengely különböző variánsait, ezáltal az organikus és rácsos szerkezetekből álló hibrid változat bizonyult a leghatékonyabb megközelítésnek. Az Autodesk Fusion 360 alkalmazással végzett topológiaoptimalizálás és az Autodesk Netfabb alkalmazásával végzett generatív tervezés használata csontvázszerű alakot eredményezett, belső rudakkal. A legjobb elrendezés hosszú távú keresése helyett a generatív megközelítésnek köszönhetően gyorsan megtalálható az optimális rácsszerkezet és vastagság.
Míg hagyományosan korlátozott számú modellt fejlesztettek volna ki, amelyeket fáradságosan ellenőrizni kellene alkalmasságuk szempontjából, a T. O. T. projektben az Autodesk Netfabb algoritmusa számtalan lehetséges megoldást futott be, és így önállóan fejlesztette ki a súlyra optimalizált ideált, amely a legjobban megfelelt a szükséges paramétereknek. Annak érdekében, hogy össze lehessen hasonlítani a szerkezetet a hagyományos tengelyekkel, Manger elkészítette a kereskedelemben kapható tengelyek 3D-s beolvasásait, és az így generált adatokat a Netfabb és a Fusion 360 segítségével átalakította 3D CAD-modellekké, amelyek közvetlenül összehasonlíthatók az új tervekkel.
Már a projekt kezdetén világos volt, hogy a tengelyt additívan kell gyártani a lézeres olvasztási eljárással. Ezzel a "Design for additive manufacturing" (DfAM) megközelítéssel, amelyet közvetlenül számtalan más alkalmazási területre és iparra lehet átvinni, a teljes tervezési és gyártási folyamat költségtakarékos és erőforrás-megtakarító módon megvalósítható. Anyagként titánt használtak, mivel a fém magas korrózióvédelemmel és rendkívüli szilárdsággal rendelkezik. A hagyományos tengelyekhez képest az alkalmazott technológiák 25–32 százalékos súlycsökkenést eredményeztek, míg a tengely merevsége 15–18 százalékkal nőtt más modellekhez képest.
