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Die AM-Softwareprozesskette der Zukunft

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Simulation von Spannungen und Verzug

Die folgende Finite-Elemente-Prozesssimulation, das S im ASAP-Prinzip, erlaubt durch den eigens entwickelten, AM-spezifischen und auf die gezielte Nutzung von Grafikkarten ausgelegten Solver eine blitzschnelle Simulation von Spannungen und Verzug im Prozess und nach dem Lösen des Bauteils von der Bauplattform. Amphyon bietet für diesen Zweck mit dem Modul MPS (Mechanical Process Simulation) eine leicht zu handhabende Softwarelösung, welche keinerlei spezialisierte Kenntnis der Finiten-Elemente-Methode voraussetzt.

Die Simulationsergebnisse können zur Kompensation des Bauteilverzugs genutzt werden, indem im Predeformation-Modul automatisch ein vordeformiertes CAD erstellt werden kann.
Die Simulationsergebnisse können zur Kompensation des Bauteilverzugs genutzt werden, indem im Predeformation-Modul automatisch ein vordeformiertes CAD erstellt werden kann.
(Bild: Additive Works)

Im Rahmen eines intuitiven Workflows können hierbei komplexe Bauteile, deren Berechnung mit herkömmlicher Simulationssoftware schwierig bis unmöglich wäre, in Minuten und Stunden berechnet werden. Im Anschluss an die Prozesssimulation können die Simulationsergebnisse zur Kompensation des Bauteilverzugs genutzt werden, indem im Predeformation-Modul automatisch ein vordeformiertes CAD erstellt werden kann, was eine erhebliche Reduktion der Abweichung des fertigen Bauteils von der Soll-Geometrie ermöglicht.

Anpassung von Prozessparametern

Auf der dritten Stufe des ASAP-Prinzips erfolgt eine Adaption der Bauteildaten, wobei mithilfe des Sinter-Guard-Moduls eine schnelle Geometrieanalyse durchgeführt wird. Durch diese Analyse ist es möglich, die Prozessparameter lokal anzupassen. Hierdurch können beispielsweise lokale Überhitzungen im Prozess sowie unerwünschte Anhaftungen von Pulverpartikeln am Bauteil vermieden werden.

Darüber hinaus können im Stress-Guard-Modul Scanpfade auf Basis der Simulationsergebnisse so ausgerichtet werden, dass eine Reduktion von Spannungen und Verformungen während des Prozesses erreicht werden kann, was zu einer Reduktion des Endverzuges und einer Steigerung der Prozessstabilität führt. Die Adaption-Module befinden sich derzeit noch in der Entwicklung, wobei insbesondere die Anbindung und Kompatibilität mit den Anlagen möglichst vieler Hersteller angestrebt wird. Als oberste Stufe des ASAP-Prinzips folgt auf die simulationsbasierte Prozessvorbereitung der Prozess selbst.

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