一辆 Urwahn 自行车由增材制造制成的框架。关于客户
Urwahn Engineering GmbH 是自行车行业的一家初创公司，对技术、质量和设计充满热情。它由一群有远见的人创立，总部位于德国马格德堡，20 位技术先驱在这里设计、开发、制造和组装以用户为导向的自行车和电动自行车，以其流线型设计和技术精度激发人们的灵感。
遵循精益制造的原则，公司的理念基于四大支柱：设计、功能、加工和可持续性。 Urwahn 使用增材制造等先进技术来构建其经过认证的受版权保护的钢框架，该框架将有机设计与高品牌知名度和高功能相结合。如今，该公司拥有两条活跃的生产线它位于德国，其中一个部门负责车架的 3D 打印和各种附加部件，例如管材、车架制造、打磨技术以及直至最终组装的涂层水平。
挑战
虽然自行车必须满足许多要求才能根据 DIN ISO 4210 安全标准通过全球认可的测试和负载情况，但它们还必须尽可能轻，以减少原材料的使用并创造最佳的用户体验。
为此，仿真一直在 Urwahn 发挥着关键作用，Urwahn 是一个致力于通过使用最先进的工具来最大限度地提高功能和性能的团队。 2020 年，在监督关于拓扑优化和城市自行车车架重新设计以减少壁厚的学士论文时，Urwahn 工程师需要一种可以优化钢架构建结构的工具。主要目标是通过推动 3D 打印管状和连接元件等区域来减轻框架重量在保证产品安全的同时达到极限。
为此，Urwahn 团队不能依赖他们现有的模拟环境，因为他们需要映射的过程过于复杂且耗时。因此，Urwahn 必须找到一个平台来帮助团队确定他们可以改进的结构，根据 DIN ISO 规定的现有载荷情况研究组件，执行所需的模拟，并及时找到优化的轻量化解决方案.
解决方案
在 Altair Startup 计划下，Urwahn 获得了 Altair Inspire 的访问权限，这是一个功能强大且易于使用的拓扑优化平台，用于整个产品的创新设计和工程开发过程。
得益于 Inspire 直观的用户体验，Urwahn 团队无需专门培训即可立即上手。为了满足 DIN ISO 4210 的安全要求，他们模拟了钢 f 上的五个负载情况框架结构（垂直、水平和交变力的三个动态测试，以及框架和前叉的两个静态测试）。
在这些场景中，Urwahn 工程师研究了单个 3D 打印部件的行为并探索了材料分布对整体系统行为的影响，旨在最大限度地减轻重量。使用 Inspire 中的集成拓扑优化求解器使 Urwahn 能够进一步突破材料使用限制——从而减轻重量和成本——同时保持目标刚度和其他边界条件。
结果
得益于 Inspire，Urwahn 研究了现有的框架概念，检测了极限值，并通过在结构上测试不同的载荷情况来显着减少壁厚。
因此，该团队降低了钢框架的重量，同时保持其刚度。除了将壁厚减少高达 15% 之外，Inspire 结果还表明在安全法规参数方面仍有改进的空间。
“Altair Inspire 简化了仿真并提供了快速准确的结果，”Urwahn Engineering 创始人兼董事总经理 Sebastian Meinecke 说。 “我们很快收到了我们希望减少壁厚同时保持钢架刚度的结果。如果没有 Inspire，我们不可能在如此短的时间内取得这些成果。我们通过 Inspire 获得的知识帮助我们采取了不同的方法，并且肯定会帮助我们将组件的设计推向极限。“
