Neuartige
Konstruktion

Bauteile additiv optimiert

Bei sehr komplexen Bauteilen bietet der Metall 3D Druck enorme Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren. Jedoch können diese Vorteile nur mit überarbeiteten Konstruktionen genutzt werden. Neukonstruktionen bieten gleiche oder bessere Eigenschaften (z.B. Festigkeit, Steifigkeit etc.), als ursprüngliche Konstruktionen. Oft auch mit enormen Potential zur Gewichtsreduzierung. 

Im Folgenden Beispiel möchten wir die verschiedenen Schritte der Optimierung aufzeigen. 

 

Ausgangssituation mit Grundkörper

  • Greiferfinger soll für den 3D-Druck optimiert werden
  •  Nötige Gewichtsreduzierung bis zu 50%
  •  Gleichbleibende Steifigkeit und Dauerfestigkeit vorausgesetzt
  •  Grundkörper als Ausgangsbauteil

Randbedingungen für die Optimierung

  • Randbedingungen werden auf Grundkörper übertragen
  • Programm generiert ein Mesh und gibt einen im Volumen reduzierten Körper aus
  • Ergebnis beeinflusst die Designiterationen

Designiterationen

Sechs Versionen bis zum fertigen Design. 

Ergebnis validieren und verbessern

  • Validierung der konstruierten Strukturen durch FEM Simulation
  • Ausgabe von Sicherheitsfaktoren, Innere Spannungen etc. möglich
  • Rot dargestellte Bereiche müssen schrittweise verdickt werden, um ausreichend stabil zu sein
  • Eine maximale Spannung von 217 MPa bei einer Belastung von 130N ist für eine Dauerfestigkeit ausreichend

Greiferfinger
Resultat

Ergebnis

Über 60% Gewichtseinsparung