Neue Hexagon ICME-Lösung verdoppelt das Tempo der technischen Innovation durch Integration von Verbundmaterialien in die Entwicklung

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München, 17. April 2020 – e-Xstream engineering, Teil der Hexagon Manufacturing Intelligence Division, hat die neue 10X Integrated Computational Material Engineering (ICME) Lösung vorgestellt, welche die wissenschaftliche Forschung mit führender Software, Prüf- und Messtechnologien verbindet. Damit werden Neuentwicklungen deutlich beschleunigt, die Hersteller können Bauteile dank Simulation durchgängig virtuell entwerfen, entwickeln und testen.

Integrated Computational Material Engineering (ICME) ist eine Zukunftstechnologie, die eine optimale Verbindung von Materialien und Fertigungsprozessen gewährleistet und damit die Produktentwicklung innovativer und effizienter macht.

10X ICME von Hexagon bietet der Industrie das umfassendste und durchgängigste Lösungsportfolio, um das ganze ICME-Potential zu nutzen. Es ist die erste industrialisierte ICME-Lösung, mit welcher die Firmen die ideale Kombination von Materialien und Fertigungsprozessen ausschöpfen können, um Neues zu entwickeln und die Performance zu maximieren, und dadurch Kosten und Produktdurchlaufzeiten zu reduzieren. Durch die Integration von Konstruktion, Entwicklung und Test können die Hersteller schon zu einem frühen Zeitpunkt im Produktentwicklungsprozess informierte Entscheidungen treffen, mit denen die Qualität verbessert oder Abfall reduziert wird. So werden Daten nutzbar für effizientere, zusammenhängendere Konstruktions- und Entwicklungsworkflows.

Mit ICME können hochentwickelte Materialien wie Kohlefaser-Verbundwerkstoffe ausgewählt und ihr ganzes Potential genutzt werden, da mit besseren Daten und besserer Modellierung die Genauigkeit und damit das Vertrauen in Materialsimulationen steigen. Dank 10X ICME lässt sich nun vorhersagen, wie Kombinationen von komplexen Materialien, z.B. Faserverbund, und Fertigungsmethoden vom Spritzguss bis zum 3D-Druck sich durchgehend auswirken, auf die Geschwindigkeit bis hin zur Nachhaltigkeit zukünftiger Flugzeuge und Autos. Es sind weniger Materialtests nötig, und Messungen werden mit Simulation korreliert, so dass die Hersteller ihre Simulationen einfacher validieren können. Ein weiterer Vorteil ist die gute Auswahl an Materialdaten: den Ingenieuren stehen genaue Werte zur Verfügung statt nur Näherungswerte. Damit bleibt mehr Spielraum, die Konstruktion zu optimieren.

Die digitale Integration durchgängiger Lieferketten reduziert auch den Materialabfall, da Anwender wesentlich weniger auf umfangreiche Prototypentests zurückgreifen müssen und Überdimensionierung vermieden wird. Ein einziger materialzentrischer ‘digitaler Zwilling’ der gesamten Fertigungslinie, von der Materialentwicklung bis zum fertigen Bauteil, ermöglicht es Firmen, die Funktionsfähigkeit des finalen Produktes schon in der Entwurfsphase vorherzusagen. Hier bieten sich auch Methoden, auf den Daten basierend die Verbundmaterialien weiter an spezielle Ziele wie Wiederverwertbarkeit oder Energieeffizienz anzupassen.

10X ICME sorgt für mehr Innovationen: bahnbrechende neue Technologien wie leichtgewichtige Nurflügler oder ultraleise elektrische Fahrzeuge lassen sich nun viel schneller entwickeln. Die Lösung ist bereits bei einem großen Flugzeughersteller und Autoherstellern (OEMs) im Einsatz, um die Zeit von einem neuen Designkonzept bis zur Umsetzung zu reduzieren. Die ersten Kundenprojekte mit diesem neuen Ansatz werden in der Hälfte der Zeit und zu einem Drittel der Kosten abgeschlossen.

Die 10X ICME Lösung basiert auf 10 Säulen, welche die verschiedenen ICME-Technologien vom Ökosystem bis zu speziellen Anwendungsfällen abdecken. Hersteller können die Säulen wählen, die heute für sie am relevantesten sind, und ihre Lösung nach ihrem Bedarf anpassen, wenn sich Bedarf für weitere Disziplinen und Prozesse zeigt.

In enger Zusammenarbeit mit Originalherstellern (OEMs) und Materialherstellern für ihre industriellen Anwendungen entwickelt, nutzt 10x ICME die aktuellste Materialforschung, die Messtechnik von Hexagon, die Materialsimulationstechnologien von e-Xstream und ein wachsendes Netzwerk von Industriepartnern. Es integriert die Lieferketten von Materialzulieferern, Softwaretools, Produktionsanlagen und Messtechnik, um Daten bestmöglich zu verwenden und viele Fertigungsumgebungen realistisch abzubilden.

Dr. Waruna Seneviratne, Direktor beim National Institute for Aviation Research (NIAR), erklärt: „Bei unserer Entwicklung multifunktionaler Materialien und Prozesse ist es entscheidend, dass wir verstehen, wie molekulare Veränderungen die Struktureigenschaften beeinflussen. Auch wenn es unpraktisch ist, Mikroskalenmodelle auf Strukturlevel zu entwickeln, ist die multiskalare Modellierung, die wertvolle Informationen für die folgenden Modelle auf nächsthöherem Level liefert, maßgeblich für das Verständnis von Konstruktionsproblemen, die Optimierung von Strukturen und die Risikominderung, bis hinauf zum fertigen Design und zur Zertifizierung.”

Dr. Jan-Anders Mansson, Distinguished Professor für Werkstoff- und Verfahrenstechnik an der Purdue University, sagt: „Wir arbeiten mit Hexagon und e-Xstream zusammen, um innovative Messtechnik, digitale Technologie und Materialwissenschaft zu integrieren, eingebettet in unsere experimentelle Fertigung mit der modernen Smart Factory Hardware und Software von Hexagon. Das Ziel ist jetzt, eine digitale Parallele zu dem gesamten durchgängigen Workflow von Konstruktion bis Fertigung zu entwickeln. Dann können wir herein- und herauszoomen, vom Makro- zum Mikrolevel, von der Serienfertigung bis zur einzelnen Zelle.”

Roger Assaker, CEO, e-Xstream engineering, kommentiert: „Indem wir OEMs, Universitäten, Materialhersteller und Technologiepartner in einem businessorientierten Ökosystem zusammengebracht haben, konnten wir die einzigartige, durchgängige 10X ICME Lösung entwickeln, mit der die Early Adopters ihre Projekte in der Hälfte der Zeit und zu einem Drittel der Kosten abschließen konnten. Wir glauben, die Verbindung von Materialeinblicken mit der Strukturentwicklung wird die Industrie 4.0 beschleunigen. Neue Produkte werden effizient, sicher und nachhaltig, bevor überhaupt der erste Prototyp gebaut ist.”

Guillaume Boisot, Leiter Business Development bei e-Xstream engineering, ergänzt: „ICME wird es Autoherstellern ermöglichen, den Einsatz von Verbundwerkstoffen in ihren Entwicklungsprozessen zu optimieren, so dass leichtere und effizientere Fahrzeugdesigns entstehen, sowie materialzentrische Innovationen für neue Mobilitätslösungen. Schon wenn wir nur die vorhandenen Fahrzeugdesigns betrachten, wird der optimierte Einsatz von Faserverbundwerkstoffen den Herstellern durchschnittlich 22,5 kg Materialabfall pro Fahrzeug einsparen – das sind 2,1 Millionen Tonnen weniger Verbundmaterialien, die weltweit pro Jahr in neuen Autos verbaut werden. Hier liegt also eine riesige Chance, Abfall zu reduzieren und den Verkehr effizienter zu machen.”

 

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