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Aus dem Kopf in den virtuellen Käfig bis zum realen Prototyp

12.01.2001 - (idw) Technische Universität Clausthal

Der Computer ist in den letzten anderthalb Jahrzehnten ein zentrales Werkzeug des Konstrukteurs geworden. Und sein Einfluß wird noch zunehmen. Professor Dr.-Ing. Norbert Müller vom Institut für Maschinenwesen der TU Clausthal berichtete auf Einladung der Akademischen Verbindung Kristall über sein Lehr- und Forschungsgebiet, die "recherintegrierte Produktentwicklung".

Professor Dr.-Ing. Norbert Müller schildert die antreibenden Kräfte der Entwicklung: " Mit immer kürzeren Entwicklungs- und Produktlebenszyklen soll der Konstrukteur heute angesichts des globalen Wettbewerbs sein Unternehmen konkurrenzfähig halten. Deshalb muß die Phase vom ersten Entwurf bis zum Prototyp deutlich verkürzt werden." Die klassische technische Zeichnung am Reißbrett wurde, zuerst von zweidimensionalen, jetzt zunehmend von dreidimensionalen Computerprogrammen abgelöst. Sie sind Ausgangspunkt weiterer Entwicklungsschritte. Aus einem Katalog vorgefertigter Maschinenelemente in dem 3D CAD-Programm wählt der Konstrukteur aus, modifiziert die Elemente für den neuen Fall, "zeichnet" so "im" Computer. Die entstehenden Darstellungen sind plastisch und farbig und somit auch eine ideale Präsentationsform. Ein wesentliches Hilfsmittel hierzu, so Professor Dr.-Ing. Norbert Müller, ist die Erprobung eines Prototypen in einem virtuellen Käfig. In ihm wird die dreidimensionale Zeichnung in einen virtuellen Raum "übersetzt". Der Konstrukteur geht, ausgestattet mit einer VR-Brille, in den Ergebnissen seiner Gehirnwindungen spazieren und überprüft die Konstruktion auf funktionale Fehler. Die Fahrt im neuen Fahrstuhl durch ein Glashochhaus, Luftverwirbelungen an einem Helikopter, Klimabedingungen in einem Auto, der neue Landschaftspark, Gelenkschäden, solches wird heute in virtuellen Käfigen simuliert. "Viele Fragen sind noch offen. Nur ein Problem von vielen: Man fühlt sich nach einer Stunde überreizt. Hier muß noch Energie in die Entwicklung geeigneter Mensch-Maschine-Schnittstellen gesteckt werden", sagte Professor Müller.

Ist der virtuelle Prototyp auf Schwachstellen geprüft, soll möglichst schnell ein reales Modell entstehen. Maschinenbauer zerlegen ihr virtuelles Modell, und ein Laser brennt diese Schichtinformationen in ein geschüttetes Pulver hinein. So entsteht ein Prototyp aus Bronze- oder Stahlpulver. In wenigen Stunden hält der Ingenieur einen, im Zehntelbereich genauen Prototyp in Händen. "Die VR-Technologie steht heute erst am Anfang", schloß Professor Müller seinen Überblick ab.

Zur Zeit bereiten sechs Clausthaler Institute ein virtuelles Konstruktions- und Fertigungslabor vor. Die Institute für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit, Elektrische Informationstechnik, Maschinenwesen, Prozeß- und Produktionsleittechnik, Informatik und die Elektrische Energietechnik sowie das Rechenzentrum wollen für die Ausbildung der Studenten und in der Forschung Wege der virtuellen Entwicklung eines Produktes erproben.

Weitere Informationen:
Prof. Dr.-Ing. Norbert Müller
Fritz-Süchting-Institut für Maschinenwesen
der Technischen Universität Clausthal
Robert-Koch-Straße 32
38678 Clausthal-Zellerfeld

Telefon: 0 5323/72-2271
Fax: 0 5323/72-3501
eMail: mueller@imw.tu-clausthal.de
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