{"id":82813,"date":"2026-01-27T07:40:44","date_gmt":"2026-01-27T15:40:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.autodesk.com\/products\/fusion-360\/blog\/?p=82813"},"modified":"2026-01-27T07:40:46","modified_gmt":"2026-01-27T15:40:46","slug":"isuzu-central-research-laboratory-generative-design","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.autodesk.com\/products\/fusion-360\/blog\/de\/isuzu-central-research-laboratory-generative-design\/","title":{"rendered":"ISUZU Central Research Laboratory: Leisere Dieselmotoren dank generativem Design\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

Das ISUZU Central Research Institute treibt den Einsatz von generativem Design in Autodesk Fusion voran, um die Getriebestrukturen von Dieselmotoren zu optimieren. Ziel ist es, die ratternden Ger\u00e4usche zu reduzieren und gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz zu steigern<\/em>. <\/p>\n\n\n\n

Laut Prognosen wird die Weltbev\u00f6lkerung bis\u202f2050 bei\u202f9,7\u202fMrd. Menschen liegen, wobei zwei Drittel davon in st\u00e4dtischen Gebieten leben werden. Im Zuge der Erweiterung von St\u00e4dten h\u00e4ngt die Aufrechterhaltung einer komfortablen st\u00e4dtischen Umgebung von einer sicheren und nachhaltigen urbanen Entwicklung ab, die von Umweltschutz, Infrastrukturverbesserungen und strengeren Vorschriften gepr\u00e4gt wird. <\/p>\n\n\n\n

\"Ingenieur,<\/figure>\n\n\n\n

Als Antwort auf diese bevorstehende Zukunft f\u00fchrt das\u202fISUZU Central Research Laboratory<\/a>\u202ffortschrittliche Forschungen zu Nutzfahrzeugen und Dieselmotortechnologien durch und legt damit den Grundstein f\u00fcr zuk\u00fcnftige ISUZU Motors-Produkte. Im Dezember\u202f2024 ver\u00f6ffentlichte das Labor eine Arbeit mit dem Titel \u201eGear Structure Optimization of Diesel Engines Using Generative Design\u201c (Optimierung der Getriebestrukturen von Dieselmotoren mithilfe von generativem Design), in der eine revolution\u00e4re L\u00f6sung f\u00fcr die ratternden Getriebeger\u00e4usche (das charakteristische \u201eZ\u00e4hneklappern\u201c bei Drehmomentschwankungen und -umkehr) bei Motoren von\u202fELF-Kleinlastwagen<\/a>\u202fvorgestellt wurde. Der Ansatz sieht vor, ein neues, deutlich leichteres Getriebe zu entwickeln. <\/p>\n\n\n

Erf\u00fcllen wachsender Anforderungen durch Konstruktionsautomatisierung<\/strong>\u00a0<\/h2>\n\n\n

\u201eFahrzeuge bestehen aus unz\u00e4hligen Komponenten, und nun m\u00fcssen noch weitere Faktoren ber\u00fccksichtigt werden, darunter die Verwendung recycelter Materialien, um eine Kreislaufwirtschaft zu verwirklichen\u201c, erkl\u00e4rt Seiya Yamagishi, Chief Researcher des ISUZU Central Research Laboratory. \u201eF\u00fcr die Reaktion auf verschiedene gesellschaftliche Anforderungen und Vorgaben sind Werkzeuge erforderlich, die umfangreiche Analysen erm\u00f6glichen\u202f\u2013 wir setzen auf Konstruktionsautomatisierung, damit wir Schritt halten k\u00f6nnen.\u201c <\/p>\n\n\n\n

Beim ELF-Motor \u00fcbertr\u00e4gt eine Reihe von Zahnr\u00e4dern die Kraft von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle. Dazu geh\u00f6ren u.\u202fa. auch Scherenzahnr\u00e4der, d.\u202fh. zwei \u00fcberlappende Zahnr\u00e4der, die \u00fcber Federn verbunden sind, was zu weniger ratternden Ger\u00e4uschen beitr\u00e4gt, indem das Gegenzahnrad eingeklemmt wird. Diese L\u00f6sung f\u00fchrt jedoch auch zu einer h\u00f6heren Anzahl von Bauteilen und einem gr\u00f6\u00dferen Montageaufwand, was die Herstellungskosten (aufgrund von mehr Bauteilen und der l\u00e4ngeren Installationszeit) in die H\u00f6he treibt und Herausforderungen wie gr\u00f6\u00dfere Reibung, sinkende Kraftstoffeffizienz und Verschlei\u00df mit sich bringt.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

\"ISUZU
Der Zahnradprototyp (rechts), mit dem im Rahmen von generativem Design eine Gewichtsreduzierung von 43\u202f% erreicht wurde, neben der herk\u00f6mmlichen Zahnradkomponente (links).<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Zum Bew\u00e4ltigen dieser Herausforderungen und Vermeiden einer geringeren Kraftstoffeffizienz nutzte das Team Simulationen und stellte fest, dass eine Gewichtsreduzierung des Getriebes eine m\u00f6gliche L\u00f6sung darstellte. \u201eUm die Effektivit\u00e4t von Scherenzahnr\u00e4dern zu erreichen, mussten wir jedoch eine Gewichtsreduzierung von 30 bis 40\u202f% erzielen\u201c, bemerkt Yamagishi. \u201eWir hatten bereits versucht, Zahnr\u00e4der durch Bohrungen leichter zu machen, daher bef\u00fcrchteten wir, dass es nicht mehr viel Material zu entfernen gab.\u201c <\/p>\n\n\n

Einsatz von generativem Design in Autodesk Fusion<\/strong> <\/h2>\n\n\n

Generatives Design in Autodesk Fusion verwendet KI und Cloud-Computing, um schnell verschiedene Konstruktionsideen auf Basis von wesentlichen Parametern wie Materialien, Fertigungsmethoden und Leistungsanforderungen zu generieren, und schl\u00e4gt auf diese Weise kreative L\u00f6sungen vor, die sich menschliche Konstrukteure niemals h\u00e4tten vorstellen k\u00f6nnen. \u201eEs gab keine vorhandenen Beispiele f\u00fcr die Anwendung von generativem Design auf Zahnr\u00e4der, doch nach R\u00fccksprache mit Autodesk erfuhren wir, dass dies mithilfe von Fl\u00e4chenlasten machbar war\u201c, erinnert sich Yamagishi. \u201eNach zweimonatigen Konstruktionsverfeinerungen erreichten wir eine unglaubliche Gewichtsreduzierung von 43\u202f% f\u00fcr den ausgew\u00e4hlten Prototyp.\u201c <\/p>\n\n\n\n

\"Die
Der Fusion-Bildschirm mit den Analyseergebnissen nach dem Ausf\u00fchren von generativem Design.<\/em><\/strong><\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

\u201eWir haben Formen erstellt, die sich f\u00fcr die Bearbeitung eignen. Da das Getriebe von au\u00dfen nicht sichtbar ist, hatte die \u00c4sthetik keine Priorit\u00e4t, was zu einer schnelleren Prototyperstellung beitrug\u201c, f\u00e4hrt er fort. \u201eDa im M\u00e4rz\u202f2022 eine entsprechende Freigabe noch nicht erteilt worden war, st\u00fctzte sich die erste Bewertung auf Motortests ohne Kraftstoffverbrennung.\u201c <\/p>\n\n\n

Ergebnisse und n\u00e4chste Schritte<\/strong> <\/h2>\n\n\n

Die Pr\u00fcfung nach dem Test ergab keine Probleme, und die Konstruktion wurde dann weiteren \u00dcberpr\u00fcfungen unterzogen und im November desselben Jahres in Betrieb genommen. \u201eIndem wir zwei Zahnr\u00e4der durch Prototypen ersetzt haben, erzielten wir dasselbe Ma\u00df an Ger\u00e4uschreduzierung wie mit Scherenzahnr\u00e4dern sowie eine Verbesserung von 0,5\u202f% beim Kraftstoffverbrauch\u201c, berichtet\u00a0Yamagishi.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

\"Autodesk
Fusion-Bildschirm zum Festlegen von Abh\u00e4ngigkeits- und Lastbedingungen.<\/em><\/strong>\u00a0<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

\u201eWir haben eine beschleunigte Studie durchgef\u00fchrt und konnten in k\u00fcrzester Zeit von der Analyse zur tats\u00e4chlichen Erstellung einer Form \u00fcbergehen. Die Ber\u00fccksichtigung der Herstellbarkeit in der Prototypenphase war ebenfalls ein gro\u00dfer Vorteil\u201c, sagt Yamagishi. <\/p>\n\n\n\n

Yamagishi bereitet sich auf eine zuk\u00fcnftige Massenproduktion vor. \u201eNutzfahrzeuge sind ziemlich lange im Einsatz und erfordern umfassende Tests, um einen ordnungsgem\u00e4\u00dfen Motorbetrieb zu gew\u00e4hrleisten. Daher m\u00f6chten wir sie in Dauerpr\u00fcfungen einbeziehen. Zahnr\u00e4der, die sich an der Oberfl\u00e4che befinden, lassen sich leicht handhaben, doch wir beginnen nun auch mit der Arbeit an komplexeren Formen.\u201c <\/p>\n\n\n

Ein neuer Denkansatz f\u00fcr die n\u00e4chste Generation von Konstrukteuren<\/strong> <\/h2>\n\n\n

Diese neuen Technologien wecken auch das Interesse j\u00fcngerer Konstrukteure. Yamagishi denkt an seine eigenen Erfahrungen zur\u00fcck und merkt dabei an: \u201eZu meiner Zeit an der Universit\u00e4t und sp\u00e4ter im Labor herrschte die Meinung vor, dass es ausreicht, sich auf ein bestimmtes Wissensgebiet zu konzentrieren. Man konnte eine Karriere aufbauen, die sich ausschlie\u00dflich auf spezialisiertes Fachwissen st\u00fctzte.\u201c <\/p>\n\n\n\n

\u201eMit KI-Werkzeugen, insbesondere generative KI wie ChatGPT, stehen Informationen augenblicklich zur Verf\u00fcgung. Die H\u00fcrde f\u00fcr den Erwerb von Kenntnissen ist dramatisch gesunken. Deshalb reicht es nicht mehr aus, sich nur auf einen Bereich zu fokussieren. Junge Konstrukteure m\u00fcssen heutzutage eine breitere Wissensbasis entwickeln. Vor allem generatives Design erfordert ein ganz anderes Mindset: Dabei geht es nicht um das Zeichnen herk\u00f6mmlicher Blaupausen, sondern vielmehr um Denkans\u00e4tze rund um Simulationen. Der wichtigste Schritt ist, zu experimentieren und durch praktische Erfahrungen zu lernen.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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