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CADFEM · Teilen: · Drucken
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kolumne
Gut zu wissen: Bei dem additiven Verfahren Direct Energy Deposition (DED) werden mit viel Energie hohe Materialmengen verarbeitet. Das macht DED zu einem effizienten 3D-Druckverfahren, der hohe Hitzeeintrag erfordert jedoch viel Erfahrung beim Einstellen der Parameter – oder eine Simulation mit dem neuen DED-Modul in Ansys Additive Suite.
Gut zu wissen: Lattice-Strukturen, auch Drahtgitterstrukturen genannt, sind filigrane Gebilde, bei denen mehrere Struktureinheitszellen nebeneinander und übereinander angeordnet sind. Durch ihren geringen Materialeinsatz werden sie in der Additiven Fertigung oft für Leichtbau-Bauteile eingesetzt, ohne dabei an Steifigkeit zu verlieren. Der Vorteil dieser Strukturen liegt somit auf der Hand.
Gut zu wissen: Um teure Fehldrucke zu vermeiden, nutzen viele Unternehmen bereits die additive Prozesssimulation, vor allem beim 3D-Druck von Metallteilen. Dabei wird der Druckprozess am Computer durchgespielt, um typische Fehlerquellen wie Bauteil- oder Supportabrisse, Beschichterkollisionen oder Deformation auszuschließen.
Gut zu Wissen: Bei der Prozesssimulation im 3D-Druck stellen Stützstrukturen die Hard- und Software gleich vor mehrere Herausforderungen: Einerseits sind sie für einen reibungslosen Ablauf des 3D-Drucks notwendig, andererseits verbrauchen sie Material, das nach dem Druck erst einmal mühsam manuell entfernt und dann weggeworfen wird, zudem erhöht sich die Druckzeit. In der Simulation und im CAD-Modell erfordern die oft recht feinen Strukturen viel Rechenleistung. Intelligente Lösungen erleichtern die Berechnung von 3D-Druckgeometrien.
Gut zu Wissen: Schicht für Schicht wird im Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (LPBF) ein Metall- oder Kunststoffpulver hauchdünn aufgetragen. Ein Laserstrahl schmilzt die Bereiche des künftigen Bauteils so auf, dass ein Festkörper entsteht. Die Achillesferse von LPBF ist die enorme lokale Energiezufuhr, besonders wenn Metallpulver verwendet wird. Denn der Temperaturunterschied zwischen der gelaserten Stelle und ihrer Umgebung ist so extrem, dass die thermische Ausdehnung Spannungen erzeugt, die ihrerseits unerwünschte Deformationen oder gar Risse im Bauteil auslösen. Die gute Nachricht: Dieses Problem ist beherrschbar, wenn der Prozess vorab am Bildschirm simuliert, verstanden und mit diesem Wissen sozusagen ausgetrickst wird.
Gut zu Wissen: Durch die hohen Temperaturunterschiede beim pulverbettbasierten 3D-Druck kommt es oft zu Spannungen und Deformationen im Bauteil. Dies führt teilweise zu Bauteildefekten oder Bauabbrüchen, die meist verdeckt im Pulverbett auftreten und deren Ursachen selbst für erfahrene Anwender schwer zu identifizieren sind.
Gut zu Wissen: Die Synergien der Topologieoptimierung und der Additiven Fertigung sind mittlerweile weitreichend bekannt – die freien Gestaltungsmöglichkeiten der Additiven Fertigung gehen Hand in Hand mit den organischen Formen des physikgetriebenen Bauteilentwurfs.
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Gut zu Wissen: Eine große Herausforderung bei der Verwendung von additiven Fertigungsverfahren ist die Bewertung der mechanischen Eigenschaften der damit erstellten Bauteile. Die Bauteileigenschaften hängen nicht nur vom verwendeten Material ab, sondern auch von der eingesetzten Fertigungsmethode.
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