FR Maschinenbau

Orthese Functional Generative Design

Durch die Gestaltungsfreiheit in der Additiven Fertigung gewinnt das Generative Design enorm an Bedeutung. Dabei entsteht ein Produktdesign nicht mehr alleine durch Interaktionen des Konstrukteurs, sondern vielmehr durch Anwendungssoftware mit Algorithmen der Topologie-Optimierung und der Künstlichen Intelligenz. In diesem Projekt wird die Technologie an einem konkreten Anwendungsbeispiel vorgestellt, dem funktionalen generativen Design einer Handgelenkorthese.

Vorgehensweise und Methodik
  • Importieren des Konstruktionsraums aus einem Vorgängerprojekt
  • Material definieren
  • Funktionsbereiche definieren
  • Vernetzung 
  • Erzeugen von Lasten und Randbedingungen
  • Lastfälle erzeugen
  • Konfiguration validieren
  • Berechnen der Konzeptform
  • Erzeugen der Konzeptform
  • Prüfen der Konzeptform
  • Erzeugen/Aufbereiten der Detailkonstruktion
Generative Design: Anwendung Orthesenentwicklung
Rohform als Konstruktionsraum
FEM Struktur
Belastungen
Optimierung
Designvalidierung Belastung Daumen
Fertigteil

Ergebnis

Vergleich Topologie optimiertes Bauteil und Designbauteil

Designbauteil links, Topologie optimiertes Bauteil rechts

Ausblick in die Zukunft

  • Durch das Anpassen der Topologie-Analyse könnte es möglich sein, die Bewegung des betreffenden Körperteils gezielt und reproduzierbar in bestimmte Richtungen einzuschränken
  • Orthesen können dabei in Bezug auf die erwartete Belastung individuell angepasst werden
  • Durch diese Vorgehensweise kann gezielt Material eingespart werden, ohne die Stabilität dabei einzuschränken. Außerdem kann die Orthese so besser durchlüftet werden.

Infos zum Projekt

Studierende Patrick Dittgen
  Dominik von Wirth
Projektgruppe WS19MH76
Semester Wintersemester 2019/20
  5. Semester
Studiengänge Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen
Modul Additive Fertigung
Kontext Prozessoptimierung / Methodenentwicklung / Wissensbasierte Konstruktion

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