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Additive Fertigung Wärmeverhalten bei der additiven Fertigung berechnen

| Redakteur: Lilli Bähr

Simufact stellt mit Simufact Additive 3 nun die dritte Generation seiner Simulationslösung für metallbasierte additive Fertigungsprozesse bereit. Highlight des neuen Releases ist die thermo-mechanische Berechnungsmethode, die über die mechanische Simulation hinaus den Einfluss der Wärmeenergie auf das additiv zu fertigende Teil aufzeigen soll; so gewinnt der Anwender Einblicke in das globale Temperaturverhalten im Bauteil.

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Highlight von Simufact Additive 3 ist die thermo-mechanische Berechnungsmethode.
Highlight von Simufact Additive 3 ist die thermo-mechanische Berechnungsmethode.
(Bild: Simufact)

Mit der thermo-mechanischen Berechnungsmethode können in Simufact Additive 3 jetzt zusätzlich die Verformung sowie der Einfluss der Bodenplatte auf das Bauteil bestimmt werden. Die Software bietet neben dem Windows-Solver nun auch einen Linux-Solver. Damit steht sie auch für Simulationen auf Linux-Rechnern z.B. in High-Performance-Clustern zur Verfügung.

Den gesamten Build-Prozess analysieren

Simufact Additive 3 fokussiert sich bei der Analyse der schichtweisen Berechnung des Build-Prozesses auf die neu implementierte thermo-mechanische Berechnungsmethode. Mit dem thermo-mechanischen Simulationsverfahren soll der Anwender zusätzlich globale Aussagen über das Wärmeverhalten im Bauteil erhalten, wie zum Beispiel thermische Spitzenbelastungen, um überhitzte Bereich frühzeitig erkennen zu können. Die thermo-mechanische Methode berücksichtigt dem Unternehmen zufolge mehr physikalische Parameter und Randbedingungen als die Inherent-Strain-Methode, darunter thermisch relevante Größen wie die Laserleistung, die Lasergeschwindigkeit und vorgegebene Temperaturen.

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Bei der thermo-mechanischen Berechnung muss der Benutzer vorab nicht mehr zwingend eine Kalibrierung durchführen. Durch die Implementierung der Berechnungsmethode können Benutzer bereits beim Modellaufbau die wesentlichen Parameter des Druckers in der Software berücksichtigen.

Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil vorhersagen

Bei der Fertigung von additiven Bauteilen entstehen nicht nur im Werkstück Verzüge und Spannungen; auch die Bodenplatte beeinflusst den Druckprozess und die Folgeschritte. Sowohl beim Vorwärmen als auch bei der Zufuhr von Wärme durch den Fertigungsprozess treten während des eigentlichen Druckprozesses Verzüge und Spannungen in der Bodenplatte auf, die sich dann auf die Stützstrukturen und das Bauteils auswirken können. In Simufact Additive 3 kann der User solche und weitere Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil untersuchen.

Die zu häufige Benutzung der Bodenplatte kann zu Problemen führen, denn sie ist ein Verschleißteil: Nach jeder Fertigung wird eine Schicht Material abgetragen, wodurch diese immer dünner wird. Im Vorfeld der nächsten Druckprojekte kann der Anwender den Verzug der Bodenplatte beurteilen und bestimmen, wann ein Austausch der Bodenplatte erforderlich ist.

Multiple Parts: Gleichzeitige Simulation mehrerer Bauteile im Bauraum

In der Praxis werden üblicherweise mehrere Geometrien gleichzeitig im Bauraum angeordnet und gedruckt. Die Einzelteile können sich dabei gegenseitig indirekt beeinflussen. Mit Simufact Additive 3 kann der Druckprozess mehrerer Geometrien im Bauraum leicht und schnell modelliert werden. Die Simulation des thermischen Bauprozesses kann dann eventuelle Einflüsse der Bauteile untereinander aufzeigen.

Best-Fit-Methode: Per Knopfdruck Simulation und Referenzmodell vergleichen

In Simufact Additive 3 können die Anwender mittels „Best-Fit“-Positionierung Simulationsergebnisse und Referenzmodell (z.B. CAD-Daten) per Mausklick vergleichen. Bei der Best-Fit-Methode ermittelt die Software automatisch die Position, bei der die Abweichungen am geringsten sind. Die visuelle Darstellung der Ergebnisse, angelehnt an messtechnische Untersuchungen, erlaubt dem User eine schnelle Bewertung vorzunehmen, ob die Abweichungen innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Für diese Funktion hat Simufact die 3D-Reshaper-Technologie von Hexagon integriert. (lb)

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