Motorradrahmen aus dem 3D-Drucker

Software-Werkzeuge für die additive Fertigung

Kombinationen mehrerer Simulationstechnologien lösen komplexe Aufgaben im 3D-Druck.

Die Simulationssoftware entscheidet darüber, wo Material am Rahmen verbleiben muss oder entfernt werden kann. Grafik: Altair

Komplexe Bauteile aus Aluminium ohne jede Schweißnaht im 3D-Druck zu fertigen, ist heute bereits Realität. Möglich sind solche Technik-Highlights mithilfe spezieller Simulationssoftware, wie sie das Unternehmens Altair (Troy, Michigan) entwickelt.

Die Konstruktion des „Light Rider“-Motoradrahmens von Airbus APWorks ist ein Beispiel für die Symbiose von Topologieoptimierung und additiver Fertigung mit innovativen Materialien. Die Struktur basiert auf Optimierungsergebnissen aus Altairs OptiStruct-Technologie. Außerdem kamen im Entwicklungsprozess das Modellierungswerkzeug HyperMesh für Pre-processing-Aufgaben wie die Vernetzung des Modells und das Post-processing Tool HyperView für die Aufbereitung der Analyseergebnisse zum Einsatz. Alle diese Produkte sind Teil der Altair HyperWorks Simulationssuite.

Bei der Topologieoptimierung mit OptiStruct definierten die Ingenieure von Airbus APWorks zunächst den Bauraum und grenzten Non-Design Bereiche (wie z. B. Radlagerungen) ab. Mit den danach hinzugefügten Lasten und Randbedingungen entscheidet die Optimierungstechnologie darüber, wo Material verbleiben muss oder entfernt werden kann. Die Optimierungssoftware erstellte anschließend einen Designentwurf, der alle angreifenden Lasten optimal aufnehmen kann.

Der Radträger aus Aluminiumguss wurde mit Inspire ausgelegt und optimiert. Anschließend wurde mit nCode DesignLife eine Ermüdungsanalyse und mit der solidThinking Software Click2Cast® eine Gusssimulation durchgeführt. Das so erstellte Design resultierte in einer von voxeljet 3D-gedruckten Gussform. Dieser Prozess stellte sicher, dass ein so entwickeltes und gefertigtes Bauteil von allen Vorteilen profitiert, die der 3D-Druck und die Gusstechnik bieten.

„Die additive Fertigung ist branchenübergreifend ein heiß diskutiertes Thema, da Unternehmen aller Industrien ihre zugrundeliegende Flexibilität und die potenziellen Gewichtsvorteile der Methode, kombiniert mit Designoptimierungstechniken, nutzen möchten“, so Mirko Bromberger, Leiter Marketing und Additive Manufacturing Strategien bei Altair Engineering.

Am Beispiel des Light Riders veranschaulicht APWorks, dass es mit einer Kombination aus Topologieoptimierung und additiver Fertigung mit innovativen Materialien möglich ist, eine Struktur zu fertigen, die leichter ist als traditionell gefertigte Bauteile.

www.altair.de