Multi-Material-Druck Intuitiv zum funktional gradierten Materialübergang

Beim Knochen abgeschaut: Mithilfe von funktional gradierten Materialien ist es möglich, Bauteile anforderungsgerecht zu optimieren. Bisher war die Entwicklung und Konstruktion solcher Bauteile sehr aufwendig - mit der Software Gramma-CAD, entwickelt am Fraunhofer IGD, wird das deutlich leichter. Wir haben nachgefragt, wie das funktioniert.

In Gramma-CAD können CAD-Modelle um funktional gradierte Materialübergänge (z.B. von fest nach flexibel) erweitert werden.
In Gramma-CAD können CAD-Modelle um funktional gradierte Materialübergänge (z.B. von fest nach flexibel) erweitert werden.
(Bild: Fraunhofer IGD)

Mehrere Materialien zu Multimaterialien kombinieren nimmt in der Industrie an Relevanz zu. Ein Beispiel sind Dämpfungselemente, die durch einen fließenden hart-weichen Materialverlauf weniger rissanfällig sind. Die Additive Fertigung bietet diese Freiheit, jene Materialien – sogenannte Gradientenwerkstoffe – zu verbinden, neue Formen zu gestalten und Funktionen darin zu integrieren. Die Software Gramma-CAD des Fraunhofer IGD (Anm. d. Red.: eigene Schreibweise GraMMaCAD für Graded Multi-Material CAD) ermöglicht es, die Materialverteilungen schnell und intuitiv an CAD-Modellen zu definieren. In Kombination mit den verstärkt auf den Markt drängenden Multimaterial-3D-Druckern können so komplexe Bauteilanforderungen komfortabel umgesetzt werden.

Bauteileigenschaften gezielt steuern

„Das Potenzial von Gradientenwerkstoffen bzw. functional-graded materials besteht darin, die geeigneten Materialien bzw. Materialeigenschaften genau dort in einem Bauteil einzusetzen, wo das geforderte Verhalten benötigt und am besten „darstellbar“ ist“, erklärt Prof. Dr.-Ing. André Stork vom Fraunhofer IGD. In der Natur sind etwa Knochen ein gemeinhin bekanntes Beispiel: Ein Knochen zeigt eine poröse Struktur, die dort stabil ist, wo es typische Belastungssituationen erfordern, und dort poröser, also weniger dicht, wo dies nicht nötig ist.

Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Redakteurin, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht