Vom Crashtest zur virtuellen Simulation: Wie Simulationen die Produktentwicklung bei Boplan beschleunigen
Die Zeiten, in denen wir uns ausschließlich auf physische Crashtests verlassen mussten, um unsere Produkte zu bewerten, liegen längst hinter uns. Crashtests erfordern eine aufwändige Vorbereitung und verbrauchen wertvolle Materialien. Das macht sie zu einer kostspieligen Angelegenheit. Dank der Fortschritte in der Simulationstechnologie können wir jetzt virtuelle Tests durchführen und Produkte in einer viel früheren Phase optimieren. Dieser Ansatz macht den Entwicklungsprozess nicht nur schneller und effizienter, sondern auch nachhaltiger.
Bei Boplan führen wir immer noch physikalische Tests durch – in erster Linie als abschließende Validierung der virtuellen Simulationen. Dies ist insbesondere für Zertifizierungszwecke wichtig. Wo wir früher mehrere Prototypen bauen und testen mussten, reicht heute oft ein einziger physikalischer Test. Simulationen sind zu einem wichtigen Bestandteil einer modernen, fakten- und datenbasierten Produktentwicklungsstrategie geworden.
Die Rolle von Simulationen im Entwicklungsprozess
Simulationen sind ein wesentlicher Bestandteil unseres Produktentwicklungsprozesses. Sie ermöglichen es uns, vorherzusagen, wie ein Produkt sich bei einer Kollision verhält – lange bevor ein physischer Prototyp gebaut wird. Diese virtuellen Tests ersetzen nicht die physikalischen Crashtests, die wir in unserer hauseigenen Testanlage durchführen. Vielmehr dienen sie als wesentliche Vorbereitung. Sie ermöglichen es uns, schneller, zielgerichteter und mit genaueren Erkenntnissen zu entwickeln.
Mithilfe fortschrittlicher Computermodelle können wir die Kräfte, denen eine Sicherheitslösung bei einem Zusammenstoß mit einem Fahrzeug ausgesetzt ist, genau abschätzen. Wir analysieren nicht nur die Wirkung des Aufpralls, sondern auch, wie alle Teile des Systems – von den Profilen über die Bodenplatten bis hin zu den Befestigungspunkten – miteinander interagieren. So erhalten wir umfassende Daten darüber, wie sich unsere Materialien und Systeme unter Druck verhalten.
Dieses Wissen ermöglicht es uns, jedes Bauteil mit genau den richtigen Abmessungen und der richtigen Form zu konstruieren – zweckgerechte Produktentwicklung. So vermeiden wir unnötigen Konstruktionsaufwand und haben die Gewissheit, dass ein System wie vorgesehen funktioniert. Dieser Ansatz passt perfekt zu unserer Strategie, die Produktleistung in Kilojoule auszudrücken. Dank der Simulationen können wir genau bestimmen, wie viel Aufprallenergie ein System absorbieren kann – und wie diese Leistung erreicht werden kann.
5 Vorteile von Simulationen
1. Schnellere Markteinführung
Simulationen ermöglichen es uns, Produkte schneller und effizienter zu entwerfen. Wir testen, analysieren und optimieren virtuell – noch bevor der erste physische Prototyp gebaut wird. Dadurch wird die Entwicklung erheblich beschleunigt und die Markteinführungszeit verkürzt.
2. Absolute Zuverlässigkeit des Endprodukts
Durch die Simulation einer Vielzahl von Szenarien erhalten wir tiefe Einblicke in die Leistung unserer Produkte. So können wir gezielte Verbesserungen und Optimierungen vornehmen, was letztendlich zu robusteren und zuverlässigeren Sicherheitslösungen führt.
3. Intelligenterer Materialeinsatz und Optimierung
Simulationen ermöglichen es uns, jede Komponente so zu entwerfen, dass sie optimal für ihren Zweck geeignet ist. Beispielsweise optimieren wir die Wandstärke so, dass wir mit minimalem Materialeinsatz eine maximale Widerstandsfähigkeit erreichen. Dieser Ansatz reduziert den Einsatz von Rohstoffen und senkt Produktionskosten – ohne Kompromisse bei der Sicherheit.
4. Fertigungsanforderungen gerecht werden
Wir berücksichtigen nicht nur die strukturelle Festigkeit unserer Produkte, sondern auch die praktischen Anforderungen des Fertigungsprozesses – wie Profilextrusion und Teilebearbeitungsgeschwindigkeiten.
5. Bessere Prototypengestaltung
Simulationen helfen uns dabei, unseren Prototypenprozess zu priorisieren. Sie zeigen uns, welche Komponenten und Gussformen wir entwickeln müssen und in welcher Konfiguration – das spart Zeit und Ressourcen.
Fortschrittliche Simulationen mit Finite-Element-Analyse (FEA)
Um das Verhalten unserer Sicherheitslösungen mit maximaler Genauigkeit vorhersagen zu können, verwenden wir fortschrittliche Simulationssoftware auf der Grundlage der Finite-Element-Analyse (FEA). Mit diesem Tool können wir beurteilen, wie ein Produkt in verschiedenen Szenarien reagiert – z. B. Kollisionen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, Winkeln und Fahrzeugmassen.
FEA funktioniert, indem ein digitales Modell in Tausende kleine Elemente unterteilt wird. Jedes Element wird einzeln auf Krafteinwirkung, Spannung und Verformung analysiert. Dies geschieht mithilfe der Finite-Element-Methode (FEM), einer mathematischen Berechnung, wie sich die gesamte Struktur unter Last verhält.
Während es bei der FEM um die Berechnung geht, liegt der Fokus bei der FEA auf der Auswertung der Ergebnisse:
- Wo treten die höchsten Belastungen auf?
- Welche Bereiche sind am stärksten belastet?
- Wie funktioniert das System insgesamt?
Die Erkenntnisse aus diesen Analysen sind von höchstem Wert für uns. Damit können wir unsere Konstruktionen präzise abstimmen und jedes Bauteil für seine vorgesehene Funktion optimieren. FEA ermöglicht es uns zudem, mehrere Designvarianten virtuell zu testen und zu vergleichen – ohne den Zeit- und Kostenaufwand für den Bau physischer Prototypen.
Simulationen als Triebfeder der Innovation
Simulationen sind das Rückgrat unserer Innovationsstrategie. Wir kombinieren Daten aus mehreren Quellen, um unsere Produkte kontinuierlich zu verbessern.
Alles beginnt in unserem Labor, wo wir Polymere entwickeln und testen. Diese Labortests liefern wichtige Ergebnisse zu Materialeigenschaften wie Festigkeit, Elastizität und Energieabsorption. Diese Daten speisen wir in unsere Simulationssoftware ein. Die Simulationen liefern dann neue Ergebnisse und Erkenntnisse über Spannungsverteilung, Verformung und Kollisionsverhalten.
Im letzten Schritt führen wir einen physikalischen Crashtest durch, um die Simulationsergebnisse zu vergleichen und zu validieren. Stimmen die Ergebnisse überein, bestätigen sie die Genauigkeit unserer virtuellen Modelle. Anhand dieser realen Daten verfeinern wir dann die Simulationen weiter.
Dadurch entsteht eine kontinuierliche Datenschleife, die schnellere Lernzyklen, grundlegendere Erkenntnisse und intelligenteres Produktdesign ermöglicht. Dank diesem Ansatz können wir schneller entwickeln, Material- und Ressourcenverschwendung reduzieren und Gewissheit über die Performance des Endprodukts erhalten.
Bei unseren Simulationen beurteilen unsere Ingenieure nicht nur, ob ein Produkt einem Aufprall standhält. Sie bewerten, wie es sich bei wiederholten Kollisionen verhält, wie es sich verformt und welche Bauteile optimiert werden können. Sie berücksichtigen Sicherheit, Nachhaltigkeit und Machbarkeit, um aus Rohdaten praktische Erkenntnisse zu gewinnen.
Mit Zuversicht in die Zukunft blicken
Die Rolle von Simulationen in der Produktentwicklung wird in Zukunft noch wichtiger. Neue Technologien ermöglichen es uns, immer komplexere Szenarien zu analysieren und Optimierungen zu beschleunigen. Bei Boplan investieren wir weiterhin in hochmoderne Simulationstools – und in die Teams, die sie verwenden. So können wir Ihnen auch in Zukunft sichere, zuverlässige und sorgfältig konzipierte Sicherheitslösungen bieten.