NX Topologieoptimierung vs. Nastran SOL 200: Guide (2026)

NX Topologieoptimierung: Die Kurzfassung

NX Topologieoptimierung steht für zwei Siemens-Werkzeuge. Topology Optimizer läuft in NX (seit Juni 2026 Designcenter) und liefert Konstrukteuren einen editierbaren Mixed Convergent Body (gemischter konvergenter Körper). Simcenter Nastran SOL 200 ist die Lösungssequenz der Analysten für Designoptimierung mit Physik in Solver-Qualität. inteliScience, Spezialisten für Siemens NX und NXOpen, Nearshore aus Rumänien, nutzt das erste zum Erkunden und das zweite zum Absichern.

	NX Topology Optimizer	Simcenter Nastran SOL 200
Wo es läuft	Aufgabenumgebung im NX-Teil (Designcenter 2606, Juni 2026)	Simcenter Nastran Solver, aufgesetzt aus Simcenter 3D (2606, Juli 2026) oder Femap
Wer es nutzt	Der Konstrukteur, im eigenen Teil	Der CAE-Analyst, in einem FEM/SIM-Dateipaar
Eingaben	Bauraum, Keep-in und Keep-out, Lasten, Randbedingungen, Max Mass, Formrestriktionen wie Ebenensymmetrie	Vernetzter Designbereich, Zielfunktion (Nachgiebigkeit, Gewicht), Massenanteil, statische und dynamische Lastfälle
Ergebnistyp	Mixed Convergent Body (Netz plus analytische Flächen), ein assoziatives Konstruktionsfeature	Elementdichte je Designzyklus, als STL-Facetten in die Modellierung exportiert
Validierung	Nicht enthalten; eine separate Strukturberechnung ist erforderlich	Solver-nativ; das neu aufgebaute CAD-Teil braucht trotzdem eine eigene Analyse
Lizenzierung	Angebot über Siemens, kein öffentlicher Listenpreis	Angebot über Siemens, kein öffentlicher Listenpreis

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Das Problem: Das organische Ergebnis sieht fertig aus

Ein Screenshot aus dem Topology Optimizer sieht aus wie ein freigegebenes Teil. Es ist ein Dichtefeld mit Haut. Schicken Sie diesen Körper ohne Neuaufbau und Verifikationsrechnung ins CAM oder auf den Pulverbettdrucker, und jede Hinterschneidung, jeder 0,4-mm-Steg und jede ungerundete Keep-out-Kante wird in der Fertigung zu Ihrem Problem.

Siemens ist mit der eigenen Formulierung vorsichtig. Der What’s-new-Beitrag vom März 2022 beschreibt Topology Optimizer als Anwendung, die “funktionale Anforderungen nutzt, um eine optimierte Strukturform zu bestimmen”, und einen editierbaren “Mixed Convergent Body” liefert. Nirgends steht, dass das Ergebnis gegen Ihren Lastfall in einem zertifizierten Solver validiert wurde. Dieser Schritt gehört zu Simcenter, und Siemens verkauft ihn aus gutem Grund separat.

Die Verwirrung, die wir bei Maschinenbauern in der DACH-Region antreffen: Ein Team hat das CAD-Modul, ein anderes die Nastran-Lizenz, und niemand hat festgehalten, welches Ergebnis zählt. Dieser Beitrag ist diese Entscheidung.

So arbeitet Topology Optimizer in NX

Topology Optimizer ist eine Aufgabenumgebung im NX-Teil, gesteuert über den Optimization Navigator. Sie definieren einen Bauraum, markieren Keep-in- und Keep-out-Bereiche, bringen Lasten und Randbedingungen auf, setzen ein Massenlimit, ergänzen Formrestriktionen und rechnen. Das Ergebnis ist ein Mixed Convergent Body, der wie jedes andere Feature im Teile-Navigator liegt und assoziativ aktualisiert wird.

Der Ablauf, wie Siemens ihn in der zweiteiligen Tips-and-Tricks-Serie dokumentiert (Mai 2023, zum Release vom Dezember 2022):

1. Befehl Topology Optimization starten; er öffnet die Aufgabenumgebung.
2. Bauraum anlegen und das Material wählen, das verwendet werden darf.
3. Keep-in- und Keep-out-Bereiche wählen. Siemens nennt das “wesentlich für die Gültigkeit der Studie”. Schraubdome, Anlageflächen und Freiräume kommen vor jeder Last hinein.
4. Lasten und Randbedingungen aufbringen (strukturell oder Schwingung) und die verschraubten Bereiche fixieren.
5. Unter Optimization Constraint die Max Mass setzen (das Siemens-Beispiel reduziert sie auf 0,8 kg) und den Schieberegler Solution Balance zwischen Speed und Accuracy verschieben.
6. Eine Shape Constraint für Symmetrie hinzufügen (benennen, zwei Flächen wählen) oder Fill From Direction für eine gussgerechte Form.
7. Die Studie für ein zweites Massenziel klonen, dann in den Results Settings von Single Study Report auf Study Comparison umschalten.

Das Release vom Juni 2024 brachte eine Live-Vorschau während der Rechnung, eine automatische Übergangsverrundung an der Bauraumgrenze und Multi-Axis Tooling für das 5-Achs-Fräsen. Das Release vom Juni 2026 (Designcenter 2606, das erste unter dem neuen Namen) stellte Topologie nicht heraus; Siemens führte sie unter den Funktionen auf, die “in früheren Jahren” hinzugekommen sind.

Unsere Position: Es ist das beste Konzeptwerkzeug, das ein Konstrukteur in NX hat, und es ist kein Solver. Wir behandeln jedes Optimizer-Ergebnis als Formvorschlag mit angehängter Massenzahl, nie als Nachweis.

So arbeitet Simcenter Nastran SOL 200

SOL 200 ist die Lösungssequenz für Designsensitivität und Optimierung in Simcenter Nastran. Siemens beschreibt sie als Lösung, mit der der Anwender “die Modellparameter variieren kann, um eine Zielfunktion wie das Gesamtgewicht zu minimieren, unter Restriktionen sowohl der statischen als auch der dynamischen Antwort.” Dimensionierungs- und Formoptimierung sind dort seit Jahrzehnten zu Hause; die Topologieoptimierung kam mit Simcenter 3D 12 im Oktober 2017 als “unsere neue NX Nastran SOL 200 Topologieoptimierungslösung.”

Der Workflow ist ein Analysten-Workflow. In Simcenter 3D vernetzen Sie das Teil, definieren den Optimierungsbereich (das Siemens-Tutorial schließt die Schraubenlöcher aus), wählen den Lösungstyp “SOL 200 Topology Optimization”, setzen Zielfunktion und Massenanteil und rechnen. Der Tutorial-Halter landet bei Designzyklus 35 und “minimiert die Nachgiebigkeit des Halters bei nur 10-30% des ursprünglichen Gewichts.” Das Ergebnis ist eine Dichte je Element; um es ins CAD zu bringen, exportieren Sie STL-Facetten und importieren sie in die Modellierung.

Zwei Konsequenzen folgen daraus. Die Physik ist die Physik des Solvers: Derselbe Nastran, der Ihre Statik und Modalanalyse rechnet, hat das Material entfernt. Und es gibt kein assoziatives Feature. Die STL ist ein Schnappschuss; ändern Sie ein Lochbild im CAD, vernetzen Sie neu, rechnen neu und importieren neu.

Simcenter 3D 2606 ist im Juli 2026 erschienen (“Simcenter 3D 2606 is Out Now!”, 22. Juli 2026). Die Release Notes konzentrieren sich auf die Kontaktkonvergenz in SOL 401 statt auf SOL 200, und das sagt Ihnen, wie ausgereift die Optimierungssequenz ist: Infrastruktur, keine Schlagzeile.

Wo sich die beiden in der Praxis unterscheiden

Der Unterschied liegt darin, wo das Ergebnis lebt, welche Physik es erzeugt hat und wie viele Iterationen Sie sich leisten können.

Kriterium	NX Topology Optimizer	Simcenter Nastran SOL 200
Physik hinter der Form	Integriert, strukturelle und Schwingungslasten, Schieberegler Speed vs. Accuracy	Vollständige Nastran-Lastfälle, statische und dynamische Antwort
Wem das Ergebnis gehört	Assoziatives Feature im CAD-Teil	Dichtefeld in der SIM-Datei; STL-Schnappschuss im CAD
Iterationsaufwand	Minuten je Studie, klonbar, Study Comparison	Vernetzen, Designzyklen, Export, Import: Stunden je Schleife
Fertigungsgerechte Formgebung	Formrestriktionen (Symmetrie, Füllrichtung, Multi-Axis Tooling)	Optimierungsbereich und Restriktionen am FE-Modell
Nachweis für die Freigabeprüfung	Keiner für sich allein	Der Lauf ist ein Nastran-Lauf; das neu aufgebaute Teil braucht trotzdem eine Analyse
Wer gibt frei	Konstruktionsleitung	Simulationsleitung

Wir fräsen kein Optimizer-Netz so, wie es ist, und wir geben keinem Konstrukteur eine SOL-200-STL in die Hand und nennen sie Modell. Beide Wege enden in einem neu aufgebauten parametrischen Teil mit Verifikationsrechnung darauf. Die Werkzeuge unterscheiden sich darin, wie teuer der Weg dorthin ist und wie viel Nachweis Sie am Ziel in der Hand halten.

Wann das CAD-Feature reicht

Setzen Sie Topology Optimizer allein ein, wenn das Teil ein Halter, Hebel, eine Klemme oder eine Gehäuserippe ist, die Lasten statisch sind, der Versagensmodus Steifigkeit statt Ermüdung ist und die Prüfung eine CAD-seitige Verifikationsrechnung akzeptiert. Eskalieren Sie zu SOL 200 bei dynamischen Lasten, einem in der Spezifikation genannten Solver oder einer Optimierung, die selbst verteidigt werden muss.

Drei Fälle, in denen wir selbst gesessen haben:

Maschinengestell-Halter, statische Last, Aluminium. Topology Optimizer, drei geklonte Studien mit unterschiedlichen Max-Mass-Werten, Study Comparison, Neuaufbau, linear-statische Prüfung. SOL 200 würde eine Woche kosten und keine Information liefern, nach der der Prüfer gefragt hat.

Rotierender Träger mit Modalanforderung. SOL 200. Die erste Eigenfrequenz ist eine dynamische Restriktion, und die Schwingungslast des Optimizer ist keine restringierte Modaloptimierung in Nastran. Der Analyst verantwortet den Designbereich; der Konstrukteur baut aus der STL neu auf.

Gussteil, bei dem die Gießerei ein Vetorecht hat. Topology Optimizer mit Fill From Direction und Ebenensymmetrie, weil die Fertigungsrestriktion mehr zählt als das letzte Prozent Masse. Verifikation danach in dem Solver, dem der Kunde der Gießerei vertraut.

Wenn Ihre Konstrukteure die Aufgabenumgebung noch nie geöffnet haben, ist das zuerst eine Schulungsfrage und erst dann eine Lizenzfrage. Unsere Siemens NX Schulung deckt die Optimizer-Eingaben, die Keep-out-Disziplin und den Neuaufbau ab.

Vom organischen Ergebnis zum fertigbaren Teil

Der Neuaufbau ist die eigentliche Arbeit. Ob die Quelle ein Mixed Convergent Body oder eine importierte STL ist, der Weg ist derselbe: den Facettenkörper als Referenz behalten, die analytischen Flächen modellieren, die der Zerspaner braucht, die organischen Streben neu aufbauen und eine Verifikationsrechnung am parametrischen Teil durchführen.

In NX heißt das Convergent Modeling. Der Mixed Convergent Body trägt bereits dort analytische Flächen, wo die Keep-ins waren, also sind Bohrungen und Anlageflächen präzise; die Stege dazwischen sind Facetten. Die bauen wir mit gewöhnlichen Features neu auf (gezogene Querschnitte, Verrundungen mit echtem Radius), prüfen Formschrägen und Werkzeugzugang, unterdrücken dann das Optimizer-Feature und behalten es für die nächste Iteration im Baum.

Bevor der Neuaufbau beginnt, wollen wir wissen, was tatsächlich im Teil steckt. Dieses Journal listet die Körper im Arbeitsteil und gibt die Feature-Typen aus, damit Sie sehen, ob das Optimizer-Feature übernommen wurde:

# NXOpen Python journal, Designcenter 2606.
# Lists every body in the work part, then prints the feature types.
# A Topology Optimizer result is a mixed convergent body: NXOpen reports it
# as a Body, so the feature tree is the reliable place to check for it.
import NXOpen

session = NXOpen.Session.GetSession()
work_part = session.Parts.Work
listing = session.ListingWindow
listing.Open()

body_count = 0
for body in work_part.Bodies:
    body_count += 1
    listing.WriteLine("Body: " + body.Name + " [" + body.JournalIdentifier + "]")

listing.WriteLine("Bodies in work part: " + str(body_count))

# Print all feature types; look for the topology optimization entry.
# If it is missing, the study never committed a result.
for feature in work_part.Features:
    listing.WriteLine(feature.FeatureType + "  " + feature.GetFeatureName())

Ein Körper mit dem ursprünglichen Namen des Blocks und ohne Optimierungseintrag bedeutet, dass die Studie nicht übernommen wurde; prüfen Sie die Lizenz und die Bauraumauswahl. Sobald der Baum stimmt, wird aus demselben Skript eine Check-in-Regel: In einem freigegebenen Teil darf kein Optimizer-Feature aktiv (nicht unterdrückt) bleiben. Den Schritt vom Journal zum kompilierten Add-in behandelt unser Beitrag NX-Journal vs. NXOpen.

Die Verifikationsrechnung schließt den Kreis: gleiche Lasten, gleiche Randbedingungen, am neu aufgebauten Körper, in dem Solver, den der Prüfer akzeptiert. Ein Teil, das optimiert und nie nachgerechnet wurde, ist eine Skulptur mit Massenzahl.

Das läuft als POC. Was für die Produktion fehlt: Keep-out-Disziplin, ein Standard für den Neuaufbau, eine Verifikationsrechnung in dem Solver, den Ihr Prüfer akzeptiert, und eine Check-in-Regel, die verhindert, dass organische Körper freigegeben werden. Wir schließen die Lücke von “der Optimizer hat eine Form erzeugt” bis “die Fertigung hat das Teil abgenommen” als eine Leistung: NX-CAD-Konstruktionsleistungen.

Worauf Sie achten sollten, bevor Sie sich für einen der beiden Wege entscheiden

Fünf Prüfungen, in der Reihenfolge, in der wir sie an einem neuen Teil durchführen.

1. Lastart. Nur statisch: Topology Optimizer reicht. Modal, Frequenzgang oder Ermüdung: SOL 200.
2. Keep-outs schriftlich festgehalten. Schraubdome, Anlageflächen, Werkzeugwege, Freiräume. Fehlende Keep-outs sind der häufigste Grund, warum ein Optimizer-Ergebnis verworfen wird.
3. Fertigungsbezogene Formrestriktion. Symmetrie, Füllrichtung oder Multi-Axis Tooling im Optimizer; der Optimierungsbereich in SOL 200. Legen Sie sie vor der ersten Rechnung fest.
4. Verantwortlicher für den Neuaufbau. Benennen Sie die Person, die das parametrische Teil modelliert, und budgetieren Sie die Stunden; das dauert länger als der Optimierungslauf.
5. Verifikations-Solver. Das Werkzeug, das die Freigabeprüfung akzeptiert. Schreiben Sie es ins Briefing und automatisieren Sie die Prüfung, dass kein nicht unterdrücktes Optimizer-Feature Teamcenter erreicht: ein Routinegewinn im Bereich Siemens NX Automation, die API-Seite dazu in unserem Beitrag NX-API-Programmierung im Überblick.

Eines bitten wir Engineering-Leiter zu unterlassen: Designcenter Copilot als Optimierer zu behandeln. Siemens beschreibt Copilot als Hilfestellung, die aus der Dokumentation gezogen wird. Er sagt Ihnen, wo der Befehl Topology Optimization sitzt. Die Studie rechnet er nicht.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist NX Topologieoptimierung?

Gemeint ist die Anwendung Topology Optimizer in NX (seit Juni 2026 Designcenter). Sie definieren einen Bauraum, Keep-in- und Keep-out-Bereiche, Lasten, Randbedingungen und eine Max Mass; der Optimierer liefert einen Mixed Convergent Body (gemischter konvergenter Körper aus Netz und präzisen analytischen Flächen), der sich wie ein assoziatives Konstruktionsfeature verhält. Es ist ein Konzeptwerkzeug für Konstrukteure, kein zertifizierter Solver.

NX Topology Optimizer vs. Simcenter Nastran SOL 200: Was sollen wir einsetzen?

Topology Optimizer, um die Form direkt im CAD-Teil zu erkunden, mit geklonten Studien und Study Comparison in Minuten. SOL 200, wenn die Optimierung Nachweise in Solver-Qualität tragen muss: dynamische Restriktionen, ein in der Spezifikation genannter Solver oder ein Prüfer, der den Nastran-Lauf sehen will. Beide Wege enden in einem neu aufgebauten Teil mit Verifikationsrechnung.

Kann ich das Ergebnis des Topology Optimizer direkt 3D-drucken?

Für ein Anschauungsmodell ja. Für ein Funktionsteil bauen wir zuerst neu auf: Mindeststegdicke, Überhänge und Stützenentfernung prüft der Optimierer nicht, und auf der gedruckten Geometrie ist keine strukturelle Verifikation gelaufen.

Was kostet NX Topologieoptimierung?

Sowohl Topology Optimizer als auch Simcenter Nastran werden von Siemens über Reseller angeboten; einen öffentlichen Listenpreis gibt es für keines von beiden. In Projektbudgets ist die Modulgebühr selten der größte Posten. Die Stunden für den Neuaufbau und die Verifikationsrechnung sind es. Planen Sie diese, bevor Sie die Lizenz planen.

Bleibt das Ergebnis des Topology Optimizer assoziativ?

Ja. Siemens beschreibt das Ergebnis als optimiertes Feature, das sich “von keinem anderen Konstruktionsfeature unterscheidet” und “alle Vorteile der assoziativen Aktualisierung” bietet. Ändern Sie den Bauraum oder einen Keep-out, aktualisiert sich das Feature. Ein als STL importiertes SOL-200-Ergebnis aktualisiert sich nicht; Sie rechnen neu und importieren neu.

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Nächster Schritt

Sie wollen Topologieoptimierung in NX, ohne Skulpturen in die Fertigung zu schicken? Ein kostenloses 60-Minuten-Gespräch mit unseren NX-Ingenieuren (Nearshore aus Rumänien, EET, eine Stunde vor MEZ) klärt, welche Teile in den Optimizer gehören, welche SOL 200 brauchen und wer den Neuaufbau verantwortet. Strategiegespräch zu NX Topologieoptimierung buchen

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Verwandte Themen

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Referenzen

1. Siemens Designcenter Blog, “Designcenter: a new name for the future of engineering”, 26. Juni 2026: https://blogs.sw.siemens.com/designcenter/designcenter-a-new-name-for-the-future-of-engineering/ (abgerufen am 24. September 2026)
2. Siemens Simcenter Blog, “What’s new in Simcenter 3D 2606”, 22. Juli 2026: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/whats-new-in-simcenter-3d-2606/ (abgerufen am 24. September 2026)
3. Siemens NX Design Blog, “What’s New in NX | Intelligence Driven Design: Topology Optimization”, 17. März 2022: https://blogs.sw.siemens.com/nx-design/whats-new-in-nx-intelligence-driven-design-topology-optimization/ (abgerufen am 24. September 2026)
4. Siemens Designcenter Blog, “Topology Optimization: Part One | NX Tips and Tricks”, 2. Mai 2023: https://blogs.sw.siemens.com/designcenter/topology-optimization-nx-tips-tricks/ (abgerufen am 24. September 2026)
5. Siemens NX Design Blog, “NX | Tips and Tricks | Topology Optimization part 2”, 12. Mai 2023: https://blogs.sw.siemens.com/nx-design/topology-optimization-part-2-nx/ (abgerufen am 24. September 2026)
6. Siemens NX Design Blog, “What’s new in NX | Jun 2024 | AI-enabled & Generative Design”, 10. Juli 2024: https://blogs.sw.siemens.com/nx-design/new-nx-jun-2024-generative-design/ (abgerufen am 24. September 2026)
7. Siemens Simcenter Blog, “Simcenter 3D 12: Simulation to Drive Design Direction”, 30. Oktober 2017: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/simcenter-3d-12-simulation-to-drive-design-direction/ (abgerufen am 24. September 2026)
8. Siemens Simcenter 3D Dokumentation, Tutorial “Using topology optimization” (SOL 200 Topology Optimization): https://docs.sw.siemens.com/documentation/external/PL20190701133928562/en-US/sc3d_2019_1_tutorials/content/default/1.0/sc3d_2019_1_tutorials/en_US/tutorials_prepost/tutorials_prepost/using_topology_optimization.html (abgerufen am 24. September 2026)
9. Siemens Xcelerator Academy, Kursbeschreibung “Design Sensitivity and Optimization with Simcenter Pre/Post”: https://training.plm.automation.siemens.com/ilt/iltdescription.cfm?pID=NXNAS331______NAS__12.0___5000 (abgerufen am 24. September 2026)
10. Siemens, Simcenter Nastran Produktseite (Optimierungsfunktionen): https://www.siemens.com/en-us/products/simcenter/mechanical-simulation/nastran/ (abgerufen am 24. September 2026)
11. Siemens Designcenter Blog, “Designcenter X NX | Tips and Tricks | Copilot”, 12. Mai 2026: https://blogs.sw.siemens.com/designcenter/designcenter-x-nx-tips-and-tricks-copilot/ (abgerufen am 24. September 2026)