Additive Fertigung Das automatisierte 3D-Druck-Design

Die Firmen Trinckle und Kuhn-Stoff haben sich zusammengetan, um einen softwarebasierten Konfigurator zu entwickeln, der die komplexe Aufgabe der kundenspezifischen Produktgestaltung für additiv gefertigte Teile übernehmen soll.

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Sonderanfertigungen sind für Unternehmen heute eine wesentliche Voraussetzung, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Der industrielle 3D-Druck bietet genau die richtige Fertigungstechnik, um solche individualisierten Produkte herzustellen. Die größte Herausforderung für Unternehmen liegt jedoch darin, die additive Fertigung für das eigene Geschäft einzusetzen. Sobald der Individualisierungsbedarf erkannt wurde, müssen Firmen das richtige Verfahren wählen, um die Serienfertigung hochwertiger AM-Teile – in individueller Größe, Geometrie und Teileanzahl – sicherzustellen. Doch lange bevor die Produktion starten kann, bedarf es eines intelligenten Designs, mit dem sich die Vorteile des 3D-Drucks ausnutzen lassen. Die Entwicklung eines solchen Designs ist häufig ein komplexer Prozess, der vielen Unternehmen Schwierigkeiten bereitet. Unabhängig davon, ob Verkäufer oder Kunden die Gestaltungsarbeit übernehmen, verursacht sie einen enormen Kosten- und Zeitaufwand. Hinzu kommt, dass das benötigte Design- und CAD-Wissen nicht einfach verfügbar ist. Trinckle und Kuhn-Stoff haben sich zusammengetan, um am Beispiel von Greifsystemen zu erarbeiten, wie sich ein effizienter Entwicklungs- und Gestaltungsprozess automatisieren lässt, ohne dass profunde 3D-Design- und CAD-Kenntnisse benötigt werden.

Individuelle Produktmodelle erzeugen

Eine webbasierte Anwendung, mit der sich automatisch individualisierte Produktmodelle erzeugen lassen, ist die Lösung. Sie lässt sich nicht nur für die Automations- und Robotikbranche einsetzen, sondern z. B. auch zur Herstellung patientenspezifischer Prothesen oder personalisierten Schmucks. Die Software, auf dem der Konfigurator beruht, nutzt parametrische Designmethoden. Hierzu wird ein 3D-Modell mittels Regeln und Grenzen, welche die Funktionalität des Modells und die Produzierbarkeit gewährleisten, zunächst mathematisch beschrieben. Die eigentliche Grundstruktur des Modells bleibt immer gleich. Es werden lediglich einzelne Parameter geändert, um das Produkt an die jeweilige Anwendung anzupassen. Diese Änderungen können geringfügig sein und die Wandstärke oder Abmessungen betreffen. Es sind jedoch auch komplexere Anpassungen denkbar, um z. B. die Oberflächenstruktur oder Anzahl der Zähne an einem Zahnrad zu verändern.

Beispiel Greifsystem

Im Bereich der Automation treffen Standardkomponenten, wie Roboterarme, auf Elemente, wie hier Greifer, die für den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen sind. „Maßgefertigte Robotergreifer sind eine echte Design-Herausforderung, die wir dank unserer Softwareplattform Paramate meistern. Wir konnten einen Konfigurator entwickeln, mit dem sich komplexe Designaufgaben relativ einfach absolvieren lassen“, erklärt Dr. Bröker, Head of Business Development bei Trinckle.

Der Greiferkonfigurator basiert auf einem – von Kuhn-Stoff bereitgestellten – optimierten und geprüften Greiferdesign, das mittels der von EOS entwickelten additiven Fertigungstechnologie in Serie hergestellt wird. Um das Design der Kuhn-Greifer automatisch kundenspezifisch zu entwickeln, muss der Algorithmus verschiedene komplexe Aufgaben bewältigen: automatische Positionierung der Greifpunkte, Abwägung zwischen Festigkeit und Gewichtsreduzierung und, wichtiger noch, die Kanäle für die Luftverteilung des pneumatisch betriebenen Sauggreifers müssen automatisch im Inneren des Greifsystems verlegt werden. (qui)

Hannover Messe 2018: Halle 6, Stand K10

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