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Entscheidungshilfe für Entwurf, Konstruktion und Fertigung mit Verbundwerkstoffen

Der Markt für Verbundwerkstoffe, die aus zwei oder mehreren anderen Materialien bestehen, wächst beständig weiter an. EU-finanzierte Forscher arbeiteten an der Entwicklung einer internetbasierten Modellierungsplattform, welche die Unternehmen dabei unterstützen soll, bei Entwurf, Konstruktion und Fertigung optimale Entscheidungen zu treffen.
Entscheidungshilfe für Entwurf, Konstruktion und Fertigung mit Verbundwerkstoffen
Verbundwerkstoffe eröffnen den Konstrukteuren Wege, auf den individuellen Stärken der einzelnen Komponenten aufzubauen, was ein Endprodukt mit überlegenen technischen Merkmalen ergibt, zu denen oft geringes Gewicht und hohe Festigkeit zählen.

Kompositanwendungen finden sich nicht nur in konventionellen Industriebereichen wie dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt und dem Hoch- und Tiefbau sondern ebenso auf aufstrebenden Gebieten und innerhalb der Rohstoffsektoren.

Angesichts der scheinbar endlosen Kombinationsmöglichkeiten von Materialien mit verschiedensten Verarbeitungsanforderungen, was zu einem ungeheuer vielfältigen Produktspektrum führt, werden Ingenieure und Hersteller von einem modernen Unterstützungsystem für die technologischen Entwicklung und Optimierung profitieren.

Europäische Forscher initiierten das ECOMP-Projekt ("Agent based engineering in a cost estimation model for composites"), um eine internetgestützte Plattform zu entwickeln, die eine Entscheidungsfindung zur optimalen Auswahl von Verfahren, Ausrüstungen und Materialien bei maximaler Kostensenkung erleichtern soll.

Die Wissenschaftler nutzten die objektorientierte Programmierung, ein relativ neues Programmierungskonzept, das von Programmiersprachen wie Java verwendet wird. In Java sind individuelle Entitäten (Objekte) mit speziellen Regeln zur Steuerung von deren zugehörigen Daten und Interaktionen mit anderen Objekten definiert. Auf diese Weise enthalten Objekte Materialien, Eigenschaften und Prozesse.

Die Projektforscher kombinierten diese mit einem agentenbasierten Modell, einer relativ neuen Rechenmodellstruktur, welche die Auswirkungen multipler Komponenten (Agenten) auf das System als ein Ganzes bewertet. Mit einem agentenbasierten Modell wurden Auswirkungen verschiedener Objekte auf die Kosten modelliert, um Kosten für alternative Routen zu bewerten und um den Nutzer über Dinge zu informieren, die keine wirtschaftliche Bedeutung haben, aber Einfluss auf seine Entscheidung haben könnten.

ECOMP hat somit das erste internetbasierte Softwaretool zur Modellierung von Kosten und zur Auswahl von Materialien, Prozessen und Ausrüstung in den frühen Phasen des Entwurfs und der Konstruktion von Verbundwerkstoffen geliefert. Eine Kommerzialisierung von ECOMP könnte zu einer gewaltigen Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der an der Verbundwerkstofffertigung beteiligten kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) hinführen. Überdies werden Qualität und Vielfalt der verfügbaren Produkte bei gesenkten Kosten zunehmen, was zusätzliche Vorteile für die Endverbraucher bedeutet.

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