Ziel des Forschungsprojektes ist es, auf Basis geeigneter Berechnungsmethoden wirtschaftliche Simulationen für 3D-gedruckte Bauteile zu ermöglichen. (Bild: Pixabay/frei)
Zur Bestimmung von Eigenschaften, Festigkeiten und Belastbarkeiten von 3D-gedruckten Bauteilen liegen bis heute keine wirtschaftlich sinnvollen Simulationsmethoden vor. Denn versucht man Effekte aus dem 3D-Druck rechnerisch und physikalisch genau zu beschreiben, liegt der Aufwand hinsichtlich Software und Rechenzeiten komplexer Bauteile schnell im fünfstelligen Bereich.
3D-Druck vs. Spritzguss: Was eignet sich für was?
„Es ist erstaunlich, dass gedruckte Bauteile teilweise erheblich höhere Festigkeiten zeigen als beispielsweise Gussteile aus dem gleichen Werkstoff. Wir wissen hinsichtlich Belastbarkeiten, Festigkeiten und Materialeigenschaften noch viel zu wenig, um 3D-Druck wirklich gezielt einsetzen zu können“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner aus Heidenheim und ergänzt: „Mit dem Forschungsprojekt ROAD3D möchten wir diese Wissenslücke schnellstmöglich schließen.“
3D-Druck mit Metall und Kunststoff bei Protolabs. Quelle: ke NEXT
Die Hochschule Aalen ist für Merkle & Partner nicht nur geografisch ein besonders geeigneter Partner. Als eine der führenden Hochschulen für angewandte Wissenschaften in punkto Forschung baut sie auf Know-how und entsprechende Netzwerke, wie unter anderem SmartPro, einem Netzwerk, über welches die Hochschule mit über 50 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft smarte Produkte und intelligente Technologien entwickelt.
3D-Druck: Wie die Auslegung der Bauteile erfolgt...
Die Lösung für die Berechnung der 3D-gedruckten Bauteile sehen Merkle & Partner wie auch die Hochschule Aalen in einem halbempirischen Ansatz; im Rahmen einer Kombination mit Computertomographie, Versuchsergebnissen und Simulation. Dieser Lösungsansatz wird im Rahmen der Kooperation an unterschiedlichsten Bauteilen getestet. Als Bauteile kommen komplexere 3D-gedruckte Bauteile aus Stahl oder Aluminium bis zu einer Größe von circa 100 mm x 100 mm x 100 mm in Frage.
Wer entsprechende Bauteile auf Basis des neuen Lösungsverfahrens bewerten lassen möchte, kann diese in das Forschungsprojekt aufnehmen lassen. Der Bauteil-Geber erhält eine Festigkeitsbewertung gemäß dem neuen Verfahren. Da im Rahmen des Projektes die Kapazitäten begrenzt sind, werden nicht alle Bauteile berücksichtigt werden können. Reale Muster können direkt bei Merkle & Partner eingereicht werden.
