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Forschungsprojekt

3D-Druckteile wirtschaftlich simulieren

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Merkle & Partner arbeitet gemeinsam mit der Hochschule Aalen im Rahmen eines Forschungsprojektes daran, 3D-gedruckte Bauteile besser simulieren und bewerten zu können. Noch werden auch reale Bauteile angenommen.

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Das Forschungsprojekt Road-3D arbeitet an Möglichkeiten für die wirtschaftliche Simulation 3D-gedruckter Bauteile.
Das Forschungsprojekt Road-3D arbeitet an Möglichkeiten für die wirtschaftliche Simulation 3D-gedruckter Bauteile.
(Bild: Merkle+Partner)

Unter dem Namen Road-3D (Robuste Auslegung und Dimensionierung sicherheitsrelevanter Bauteile für den 3D-Metalldruck) startete Mitte Juli dieses Jahres ein Kooperationsprojekt der Hochschule Aalen und dem Ingenieursunternehmen Merkle & Partner GbR.

Ziel ist es, auf Basis aktueller Technologien und geeigneter Entwicklungs- und Berechnungsmethoden wirtschaftliche Simulationen für 3D-gedruckte Bauteile zu ermöglichen. Im Rahmen der Forschung werden noch 3D-gedruckte Bauteile zur Bewertung angenommen.

Aktuell großer Aufwand für die Simulation additiv gefertigter Bauteile

Zur Bestimmung von Eigenschaften, Festigkeiten und Belastbarkeiten von 3D-gedruckten Bauteilen liegen laut Merkle & Partner bis heute keine wirtschaftlich sinnvollen Simulationsmethoden vor. Denn versucht man Effekte aus dem 3D-Druck rechnerisch und physikalisch genau zu beschreiben, liege der Aufwand hinsichtlich Software und Rechenzeiten komplexer Bauteile schnell im fünfstelligen Bereich.

„Es ist erstaunlich, dass gedruckte Bauteile teilweise erheblich höhere Festigkeiten zeigen als beispielsweise Gussteile aus dem gleichen Werkstoff. Wir wissen hinsichtlich Belastbarkeiten, Festigkeiten und Materialeigenschaften noch viel zu wenig, um 3D-Druck wirklich gezielt einsetzen zu können“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner aus Heidenheim und ergänzt: „Mit dem Forschungsprojekt Road-3D möchten wir diese Wissenslücke schnellstmöglich schließen.“

Computertomographie, Versuchsergebnisse und Simulation sollen die Berechnung verbessern

Die Lösung für die Berechnung der 3D-gedruckten Bauteile sehen Merkle & Partner wie auch die Hochschule Aalen in einem halbempirischen Ansatz, also einer Kombination aus Computertomographie, Versuchsergebnissen und Simulation. Dieser Lösungsansatz wird an unterschiedlichsten Bauteilen getestet. Infrage kommen komplexere 3D-gedruckte Bauteile aus Stahl oder Aluminium bis zu einer Größe von circa 100 mm x 100 mm x 100 mm.

Noch werden Bauteile zur Bewertung angenommen

Wer entsprechende Bauteile auf Basis des neuen Lösungsverfahrens bewerten lassen möchte, kann diese in das Forschungsprojekt aufnehmen lassen. Der Bauteil-Geber erhält eine Festigkeitsbewertung gemäß dem neuen Verfahren. Reale Muster können direkt bei Merkle & Partner eingereicht werden.

Seminartipp

Das Seminar 3D-Druck in der direkten digitalen Fertigung vermittelt die Technik, Eignung und Voraussetzung des 3D-Drucks und gibt den Teilnehmern einen Überblick über die Entwicklungen, Möglichkeiten und Grenzen.

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