Wir sind
begeistert
von den
überragenden
Leistungen
der
Natur
Unser Team aus talentierten Bionikern und kreativen Ingenieuren
kombiniert technische Kompetenz mit dem Lösungsreichtum der Natur,
um Sie zu Ihrem nächsten bahnbrechenden Produkt zu führen.

ELiSE ist ein systematischer Produktentstehungsprozess für bionischen Leichtbau,
den wir branchenübergreifend für technische Lösungen anwenden.

ELiSE – Leichtbau in einer neuen Dimension
ELiSE
bionische Konstruktionen
für jedes Fertigungsverfahren:
Blech, Guss, FVK, Additive Fertigung
ermöglicht
Mit
ELiSE AM
erschließen Sie
das volle Potential
von
Additive Manufacturing
durch die
bionische Strukturoptimierung
ELiSE Concept
für
radikale
Neukonzepte
Bionic Bike.
Entwickelt
mit
ELiSE AM.
ELiSE
Von der
Natur
zum
fertigen
Produkt

Zur Verbesserung Ihrer Produkte nutzt das ELiSE-Verfahren bewährte Strukturen aus der Natur: die Vorbilder sind Schalen und Panzer mariner Kleinstlebewesen.

Diese haben sich nach Millionen von Jahren Entwicklungszeit zu hocheffizienten und multifunktionalen Leichtbaustrukturen entwickelt.

I

Bauteilanalyse

Definition eines Lastenheftes mit Ersatzlastfällen


Topologieoptimierung und Interpretation der kritischen Lastpfade

II

Screening

Datenbank mit über 120.000 bionischen Strukturen

Aufbereitete mechanische Wirkprinzipien und Bauweisen aus der Natur

III

Entwürfe

Übertragung biologischer Strukturen zu technischen Konzepten

Kreative Entwicklung multipler Konzepte im Innovationslabor

IV

Optimierung

Parametrische Optimierung mit Evolutionsstrategien

Topologie-, Topographie-, Sizing-, Shape und Latticeoptimierung

V

Produkt

Fertigungsgerechte CAD-Konstruktion

Prototypen- und Demonstratorbau

ELiSE
Consulting
für
Ihren
eigenen
Methodenaufbau

Methoden- und Prozesswissen im Bereich Leichtbau ist unsere Kernkompetenz. Mit ELiSE Consulting unterstützen wie Sie dabei innovative Vorgehensweisen und Methoden auch in Ihrem Unternehmen umzusetzen und nachhaltig zu etablieren.

Potentialanalyse

Welche Bauteile oder Baugruppen eignen sich für bionischen Leichtbau? Bei welchen Bauteilen ist am meisten Leichtbaupotential vorhanden? Wo können Sie durch eine alternative Fertigungsweise oder einen Materialwechsel am meisten Kosten einsparen? Lohnt sich der Einsatz additiver Fertigung? Mit diesen Fragestellungen werden wir tagtäglich konfrontiert. Unsere Erfahrungen und Expertenwissen teilen wir gerne mit Ihnen und zeigen Ihrem Unternehmen das Potential auf, das in Ihren Bauteilen liegt.

Methoden & Prozesse

Als Leichtbauexperten verstehen wir das komplexe Zusammenspiel unterschiedlichster Tools, Methoden und Prozesse bei einer Leichtbauentwicklung. Gerne beraten wir Sie bei dem Einsatz unterschiedlichster Softwarelösungen im Bereich der CAE-Optimierung. Unser Knowhow reicht von der Interpretation der Ergebnisse einer Topologieoptimierung über die automatisierte Kopplung aller gängigen CAD und FE-Tools bis hin zur abteilungsübergreifenden Prozessgestaltung. Gemeinsam mit uns steigern Sie die Innovationskraft in Ihrem Unternehmen und erzielen systematisch optimierte Leichtbauweisen.

Workshops

Bionischer Strukturleichtbau nach ELiSE im Produktentstehungsprozess – unter diesem Thema vermitteln wir Ihren Mitarbeitern bionischen Leichtbau. Mit Hilfe des ELiSE-Verfahrens werden bionische Werkzeuge anhand von Bauteilentwicklungen besprochen und angewendet. Somit erhalten Sie einen intensiven, praxisbezogenen Einblick in die bionische Arbeitsweise im Leichtbau. Durch unsere langjährige Erfahrung und mehrmalige Ausrichtung des VDI Spezialtages umfassen unsere Workshops theoretische sowie praktische Teile, damit das Gelernte direkt auf Ihre eigene Arbeit übertragen werden kann.
ELiSE
Concept
für
radikale
Neukonzepte

Kontinuierlich verbesserte Bauteile stoßen irgendwann an die Grenzen ihres Optimierungspotentials. ELiSE Concept ermöglicht Ihnen die Entwicklung radikaler Neukonzepte nach dem Vorbild der Natur, die für ihr Produkt neue Maßstäbe setzen, vollkommen neue Ideen realisieren und unkonventionelle Lösungswege beschreiten.

Analyse

Die Anforderungen an ein technisches Produkt sind vielfältig. Neben Zielgrößen sind meist die komplexen Belastungen der realen Welt nicht in der FE-Umgebung fassbar. Es ist daher von entscheidender Bedeutung die Zielsetzung und richtigen Ersatzlasten zu definieren und zu gewichten. Hier greifen wir auf langjährige Erfahrung aus unterschiedlichsten Projekten zurück und erarbeiten mit Ihnen gemeinsam die Basis Ihrer Fragestellung. Um die mechanischen Eigenschaften Ihres Bauteils zu verdeutlichen nutzen wir neuste Topologieoptimierungsmethoden und können die technische Fragestellung so verstehen und auf mechanische Grundprinzipien abstrahieren.

Screening

Nach der Analyse werden biologische Vorbilder und Prinzipien gesucht, die geeignete Leichtbaustrukturen aufweisen. Dabei greifen wir auf unsere Leichtbaustrukturdatenbank mit über 120.000 Planktonorganismen und aufbereiteten mechanischen Wirkprinzipien zurück. Mit der Nutzung dieses riesigen Speichers an innovativen Leichtbaustrukturen profitieren Sie von Prinzipien, welche über viele Millionen Jahre von der Natur optimiert wurden.

Konzeptentwicklung

Die im Screening gefundenen Wirkprinzipien und Bauweisen der Natur werden zu einem oder mehreren Gesamtkonzepten zusammengeführt. Eine zielgerichtete Analyse dieser Konzepte unter Berücksichtigung des Lastenheftes ermöglicht eine Dimensionierung und Bewertung der eingesetzten Leichtbauprinzipien sowie deren Wirkweisen in Ihrem Bauteil. Somit entstehen innovative Konzepte, mit denen Sie sich von ihren Mitbewerbern unterscheiden. Die Konzepte können in Form von Zeichnungen, CAD-Modellen oder als Rapid-Prototyping Modelle visualisiert werden. Erste FE-Berechnungen ermöglichen Aussagen über die Leistungsfähigkeit und bieten zudem einen Vergleich zu Ihrem Referenzmodellen.
ELiSE
Engineering
für
eine
optimale
Bauteilauslegung

Mit ELiSE Engineering bieten wir Ihnen ein breites Spektrum an Ingenieurwissenschaftlichen Leistungen. Eine starke Kopplung von Konstruktion, Berechnung und Optimierung liefert eine hervorragende Voraussetzung, um effiziente und kundenspezifische Leichtbaulösungen zu entwickeln.

CAE

Bei der CAD-Konstruktion legen wir Wert auf einen Modellaufbau mit variablen Parametern. Dieser simulations- bzw. optimierungsgerechte Ansatz ermöglicht später einen bidirektionalen Datenaustausch mit FE- und Optimierungsprogrammen. Je nach Anforderungen erfolgt die Verifizierung durch statische und/oder dynamische Analysen sowie Crash- und Mehrkörpersimulationen. So bildet das finale Design die Anforderungen des Lastenheftes und kundenspezifische Erwartungen hinsichtlich einer optimierten Leichtbaukonstruktion ab. Bei der Anpassung an Fertigungsrestriktionen berücksichtigen wir neben etablierten Verfahren auch additive Fertigungsmethoden (ELiSE AM).

Optimierung

Schon zu Beginn des Entwicklungsprozesses setzen wir die Topologie-Optimierung als Methode zur Ermittlung optimaler Lastpfade ein. Der umfassendste Schritt im Optimierungsprozess ist die parametrische Optimierung. Hier können diskrete Parameter wie zum Beispiel die Anzahl von Rippen, genauso wie stetige Parameter wie z.B. Wandstärken oder Flächenausrichtungen CAD gekoppelt iterativ verändert werden. Durch Evolutionsalgorithmen wird der natürliche Verbesserungsprozess in technischer Form abgebildet. Damit können die optimalen Parameterwerte für ein gegebenes Lastkollektiv ermittelt werden. Darüber hinaus werden die im ELiSE Concept erarbeiteten Konzepte optimal dimensioniert. Basierend auf eigenen Forschungsergebnissen werden auch adaptive Wabenstrukturen zur Erzeugung von fein verzweigten, belastungsgerechten Versteifungsstrukturen eingesetzt. Diese Strukturen sind nach einem Algorithmus ausgelegt, der auf natürlichen Vorbildern basiert. Die Anwendung der Topographie-, Dicken- und Sicken-Optimierung gibt Ihrem Produkt den letzten Schliff.

Automatisierung

Wir sind davon überzeugt, dass sich die oft getrennt betrachteten Bereiche Konstruktion und Berechnung stark bidirektional beeinflussen. Dieser Einfluss ist besonders gravierend, sobald eine stark optimierte Leichtbau-Struktur gefordert ist. Für eine Kopplung zwischen CAD-, FE- und Optimierungssystemen kommen neben kommerziellen Schnittstellen vor allem Eigenentwicklungen zum Einsatz. So finden unsere Expertisen im Bereich der Programmierung beispielsweise Anwendung für die Automatisierung von Entwicklungsprozessen, wie der Kopplung von CAD und FEM mit dem Optimierungssystem eingesetzt.
Software
ELiSE
ist
das
Verfahren
zur
Auslegung
von
Additive
Manufacturing
Bauteilen

Zur erfolgreichen Umsetzung Ihres Produkts mit Additive Manufacturing (AM) ist eine enge Verzahnung der Auslegung und Fertigung notwendig. Mit ELiSE AM erschließen Sie das volle Potential von Additive Manufacturing durch die bionische Strukturoptimierung.

Konstruktion

Die Freiheiten der additiven Fertigung werden aktuell von den wenigsten Produkten ausgereizt. Gängige CAD Systeme und herkömmliche Konstruktionsweisen reichen oft nicht aus, um die Komplexität einer für additive Fertigung optimal ausgelegten Konstruktion umzusetzen. Ergebnis sind häufig gedruckte Gussbauteile. Mit ELiSE ermöglichen wir Ihnen, die leistungsstarke Komplexität biologischer Leichtbauweisen gekonnt in Ihr Produkt zu überführen. Gestalten Sie wie die Natur, und reizen Sie Ihr Produkt durch die neusten Erkenntnisse aus der bionischen Leichtbauforschung und der additiven Fertigung voll aus.

Algorithmen

Für die automatisierte Übertragung biologischer Bauweisen zu technischen Produkten setzten wir auf den Einsatz eigens entwickelter Algorithmen. Durch die geschickte Kombination von FE-Analysen, Topologieoptimierungen und Geometrieerzeugung optimieren wir Ihr Produkt mit noch nie dagewesenen bionischen Versteifungen. Egal ob lastangepasste Waben oder kraftflussorientierte dreidimensionale Gitterstrukturen – für jedes Fertigungsverfahren übertragen wir die Perfektion der Natur in Ihr Produkt und erreichen so Gewichtseinsparungen von über 60%.

Material & Fertigung

Obwohl die additive Fertigung große Gestaltungsfreiheiten mit sich bringt, ist je nach Material und Prozessart spezielles Expertenwissen über Randbedingungen und Fertigungsrestriktionen wichtig. Überhänge, Wärmeabtransport, minimale Wandstärken – es gilt, die richtigen Entscheidungen zu treffen, um den AM-Prozess voll unter Kontrolle zu haben. Das ELiSE Team verfügt über eine langjährige Expertise in der fertigungsgerechten Gestaltung von AM-Bauteilen und greift auf ein großes Netzwerk aus Maschinenherstellern und Fertigungspartnern zurück. So können wir gewährleisten, dass Ihr AM-Bauteil optimal ausgelegt und prozesssicher gefertigt wird.

Bionic Bike

Wir sind davon überzeugt, dass durch die enge Verzahnung von Konstruktion und Berechnung bessere Produkte entwickelt werden. Das Bionic Bike zeigt das Ergebnis des ELiSE Produktentstehungsprozesses. Dabei kamen etablierte Ingenieursmethoden zum Einsatz, unter anderem die Topologieoptimierung zur Ermittlung optimaler Lastpfade, eine parametrische Optimierung mithilfe von Evolutionsalgorithmen zur Auslegung der idealen Rahmengeometrie mit variablen Querschnittsformen und Wanddicken sowie die CAO zur Kerbspannungsminimierung. Eine weitere Verbesserung wurde durch eine Strukturversteifung mittels adaptiver Balkenstrukturen an hochbelasteten Bereichen im Inneren des Rahmen sowie die Integration bionischer Prinzipien nach dem Vorbild von Leichtbaustrukturen der Diatomeenschalen erzielt.
Unsere
Leistungen
für
Ihren
Erfolg

Wir sind Experten im Leichtbau und generieren mit dem von uns entwickelten ELiSE-Verfahren und unseren Leistungen im Engineering branchenunabhängige Leichtbaulösungen. Mit dem modularen Aufbau des ELiSE-Verfahrens passen wir den Projektplan an die individuellen Ziele an.

Kontaktieren Sie uns für ein unverbindliches Projektangebot.

Nutzen
Sie
den
Vorsprung
der
Natur
Gewichtseinsparungen von über 50% sind je nach Produkt möglich und konnten in Zusammenarbeit mit unseren Kunden erreicht werden.

Darüber hinaus zeichnen sich die mit unserem ELiSE-Verfahren generierten Optimierungslösungen durch weitere Vorteile aus:

Verwendung bewährter Strukturen
Verwendung bewährter Strukturen
Paralleler Optimierungsansatz
Paralleler Optimierungsansatz
Entwicklungsvorsprung
Entwicklungsvorsprung
Funktionsintegration durch Bionik
Funktionsintegration durch Bionik

Überzeugen
Sie
sich
von

unseren
Referenzen

Das ELiSE-Verfahren revolutioniert den konstruktiven Leichtbau nach dem Vorbild der Natur. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden erzielen wir Gewichtseinsparungen von zum Teil über 50%. Beispiele des branchenübergreifenden und materialunabhängigen Strukturleichtbaus:

Referenzen des branchenübergreifenden und materialunabhängigen Strukturleichtbaus:

Berfelde
Werkzeug
Kühlungsoptimierung von Spritzgusswerkzeugen
BMWI
BMWI
Verkürzung von Zykluszeiten durch Optimierung von Spritzgusswerkzeugen
Diehl
Wasserzähler
Entwicklung eines bionisch versteiften Wasserzählers in FVK Bauweise
Faurecia
Autositz
Bionisches Sitzsystem für seriennahe Leichtbauweisen
Job
Sprinkler
Optimierung von Auslösemechnismen für Feuermeldeanlagen
PAG
Rumpfschale
Innovative Konzepte für Grid-Strukturen in CFK-Bauweise
Stadco
B-Säule
Hybridbauweise einer B-Säule aus hochfestem Stahl mit glasfaserverstärktem Kunststoff
Henniges Logo
Lagerträger
Optimierter Leichtbau-Lagerträger in Aluminiumdruckguss

Neuigkeiten aus dem bionischen Leichtbau
Über
Uns

Wir sind Experten im Leichtbau und generieren mit dem ELiSE-Verfahren branchenunabhängige Leichtbaulösungen

Starke Partner für Ihre Produktentwicklung

Mit ELiSE nutzen Sie eine Technologie, die bereits vor 10 Jahren am renommierten Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar-und Meeresforschung, ihren Anfang nahm.

Mit der vorhandenen Datenbank verschiedener Arten von Planktonorganismen und ständig neuem Probenmaterial, das durch unser Forschungsschiff Polarstern in allen Teilen der Erde gesammelt wird, ist ein exklusiver Zugang zu den Vorbildern für Ihr Produkt gegeben.

Erfolg durch Vielfalt

Um Sie optimal zu unterstützen, steht hinter dem ELiSE-Verfahren ein interdisziplinäres Experten-Team, das durch langjährige Projekterfahrung die besten Leichtbaulösungen entwickelt.
Den Schlüssel zum Erfolg bildet die enge Zusammenarbeit unserer Ingenieure aus verschiedenen Fachrichtungen sowie Biologen und Bioniker.

Wie
können
wir
Sie
unterstützen
?


Sind auch Sie daran interessiert, Ihre Produkte mit dem hier vorgestellten Verfahren zu optimieren?
Dann kontaktieren Sie uns. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.

Kontakt-Information

  • ELiSE ist eine Technologie des
  • Alfred-Wegener-Institut
    Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
  • Ansprechpartner:
  • Dr. Christian Hamm
    Bussestraße 27
    27570 Bremerhaven
  • Telefon: +49 471 4831 1832
  • Email: info@elise.de

Kontakt-Formular