Gewichtsreduzierung bei Grundsystemen

ELMA erweitert Dienstleistungsspektrum durch FEM-Simulation

(PresseBox) (Pforzheim, ) Time is Money - Time-to-Market erfolgsent-scheidend. Neben der Geschwindigkeit bei der Neu- oder Weiterentwicklung von Systemen gibt es jedoch noch andere fundamentale Forderungen. Für die Luftfahrt werden beispielsweise besonders leichte, dabei aber hoch stabile Baugruppen benötigt. Für die schnelle Optimierung derart diametraler Forderungen ist die FEM-Simulation erste Wahl. ELMA bietet diese neuerdings als zusätzliche Dienstleistung an.

Bei FEM, der Finite Elemente Methode, zerlegt man komplexe Gebilde in eine endliche (finite) Anzahl von einfachen Einzelelementen. So entsteht eine Steifigkeitsmatrix, die viele Millionen Gleichungen enthalten kann. Diese werden, unter Berücksichtigung der Randbedingungen und Kräfte, auf einem leistungsstarken Rechner gelöst und ein verformtes Modell wird sichtbar. Daraus wiederum lassen sich die mechanischen Spannungen errechnen und dreidimensional farbig darstellen. Damit zeigt dieser innovative Weg bereits im Vorfeld einer Produktentwicklung, ob die vorgesehene Lösung erfolg-versprechend ist.

Als konkretes Projekt realisiert wurde die signifikante Gewichtsreduzierung - bei nahezu unverändert hoher Stabilität - für ein ATR (Air Transport Rack). Wie verhält sich ein solches Gehäuse unter rüttelnden, stoßenden, vibrierenden Einsatzbedingungen? Welche Schwingungen, dynamischen Torsionen und statischen Belastungen werden im Gehäuseaufbau auftreten? Aus der Aufgabenstellung des Kunden wurde eine Lösung moduliert und in ersten Simulationen getestet. Mit den Optimierungen der Simulation wurde das Design für das Gesamtsystem erstellt und dieses für den Kunden gefertigt. Ob auch in der Leichtbauweise alle Stabilitätsforderungen in der Praxis erreicht werden, zeigt der Belastungstest auf dem Prüfstand. Mit FEM kann man sicher sein, zu diesem Test bereits ein "Siegermodell" zu schicken und insgesamt viel Entwicklungs- und Erprobungszeit zu sparen. So war dies auch bei der hier beschriebenen Lösung. Beispielsweise wurde das Gewicht für die Seitenwände um nahezu 50 Prozent von je 2.500 auf 1.300 Gramm reduziert. Die Wabenkonstruktion aus einer Al-Legierung weist dabei keinen nennenswerten Stabilitätsverlust auf.

ELMA kann bei FEM-Optimierungen auf sein in Jahrzehnten gereiftes Entwicklungs- und Produktions-Know-how zurückgreifen. Sowohl die eigenen Grundsysteme in standardisierter Bauweise als auch kundenspezifische Lösungen werden mit FEM-Methoden optimiert. Man bietet dieses Können seinen Partnern als weitere Dienstleistung an, die sich in das Paket von Thermischer Simulation, Auftragsfertigung in unterschiedlichen Integrationsleveln und Integration von Tochterkarten nahtlos einreiht. Durch die hohe Fertigungstiefe und -flexibilität können dabei anspruchsvollste Aufgaben übernommen werden. Im standardisierten Bereich ist eine riesige Palette kurzfristig oder ab Lager lieferbarer Backplanes und Systeme aller gängigen Normen verfügbar. In Kombination mit erstklassigen Spezialisten für die Beratung und der Garantie der Langzeitverfügbarkeit aller realisierten Lösungen ergibt dies eine Erfolgsformel für die Kunden: "Erst mal sehen, was ELMA hat", entwickelte sich dabei zu einem geflügelten Wort in der Branche.

Elma Electronic GmbH

ELMA Electronic is a global manufacturer of products for housing electronic systems. The company provides everything from components such as modular enclosures, cabinets and backplanes, up to complete standard or custom system platforms. ELMA also manufactures precision rotary switches. The company offers a fast, flexible response to customer needs and extensive practical knowledge in tailoring solutions to specific applications.

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