Näher an der Realität

CAD CAM

Additive fertigung – Technia Transcat begibt sich mit ihren Simulationslösungen in den Brennpunkt der additiven Fertigung und wagt sich auch an Metall als Werkstoff heran.

20. September 2017

Die Bedeutung der Verfahren der additiven Fertigung – oft auch als 3D-Druck bezeichnet – in der Produktentwicklung und -herstellung ist in den letzten Jahren enorm gestiegen. Ist das Verfahren bislang überwiegend bei Kunststoffbauteilen zu finden, so setzt sich 3D-Druck mehr und mehr auch im Bereich metallischer Bauteile für die Prototypen- und Serienteilherstellung durch. Technia Transcat bietet mit den Simulia-Tools von Dassault Systèmes spezielle Softwarelösungen an, die die Simulation des gesamten Entwicklungsprozesses abdecken.

Die heutigen Produktentwicklungsprozesse sind gekennzeichnet durch immer kürzere Entwicklungszeiten bei gleichzeitiger Optimierung von Funktion, Gewicht und Kosten der Produkte. Der Einsatz der additiven Fertigung unterstützt diese Entwicklung. Denn damit lassen sich seriennahe Prototypen in sehr kurzer Zeit hergestellen, da die zeit- und kostenaufwendige Herstellung von Werkzeugen und Formen entfällt.

Solche Prototypen eignen sich zum Beispiel für Bauraum- und Funktionsuntersuchungen. Mit Einschränkungen sind solche Analysen selbst dann durchzuführen, wenn die eigentlichen Serienteile aus konventioneller Fertigung stammen.

Beim 3D-Druck von Serienteilen lässt sich die Bauteilform detailliert an die Belastungsanforderungen anpassen, gleichzeitig reduziert sich das Gewicht. Entgegen herkömmlicher Fertigungsverfahren, bei denen ein Rohling durch Gießverfahren oder spanende Bearbeitung hergestellt wird, entsteht das Bauteil beim 3D-Druck Schicht für Schicht durch Metallauftrag. Auf diese Weise lassen sich mit minimalem Materialeinsatz komplexeste Formen mit geringem Gewicht herstellen.

Moderne CAE-Methoden sind die Basis der virtuellen Produktentwicklung. »Durch neue Entwicklungen bei den von uns vertriebenen Simulia-Softwareprodukten wird der Einsatz der additiven Fertigung gezielt und effizient gefördert«, betont Peter Straetemans vom Softwarelieferanten Technia Transcat.

Der Senior Consultant verweist auf diesen Mehrwert vor allem bei der Betrachtung der Wärmeentwicklung während des 3D-Druckens und der Topologieoptimierung, mit der sich bis zu 50 Prozent und mehr Material und Gewicht einsparen lassen. Durch die intensive Simulation von Herstellung und Funktionsverhalten eines Bauteils am digitalen CAE-Modell wird der Einsatz der additiven Fertigung optimiert.

Hierfür schließen die Simulia-Technologien die physikalischen Auswirkungen des Druckprozesses bereits mit ein: Beim metallischen 3D-Drucken kommt es je nach angewandtem Verfahren durch den Materialauftrag zu hohen Temperaturunterschieden, die zu Eigenspannungen und Verformungen führen können. »Selbst das können wir simulieren. Auf diese Weise kommen wir nochmals einen Schritt näher an die Realität heran«, sagt Peter Straetemans. Ziel sei es, die Zykluszeit bis zum neuen Produkt zu verkürzen und deshalb mit der Simulation so nahe wie möglich an die Realität heranzukommen.

Vorserienteile können auf diese Weise sehr schnell, in hoher Qualität und kostengünstig hergestellt werden. Um die Lücke zum realen Bauteil zu schließen, bietet Dassault Systèmes einen Marketplace als 3D-Printing-Service an. Hier ist es möglich, direkt aus der Systemoberfläche Dienstleister zu kontaktieren. Die Angebotserstellung, Beauftragung, Herstellung und Auslieferung können nahtlos und ohne Zeitverlust erfolgen. Technia Transcat bietet für unterschiedliche Branchen Simulationslösungen von Dassault Systèmes Simulia an. »Durch eine durchgängige Plattform werden die komplexen mathematischen Technologien in ein leicht zugängliches Format mit einer intuitiven Oberfläche gebracht«, sagt Straetemans. mk

Erschienen in Ausgabe: 07/2017