Ansys Additive Manufacturing Research Laboratory, Bild: Ansys

Das Ansys Additive Manufacturing Research Laboratory ist mit modernster additiver Fertigungstechnik ausgerüstet. Bild: Ansys

Die neue Kooperation zwischen Ansys und der Universität Pittsburgh soll es Unternehmen ermöglichen erstklassige, sichere und zuverlässige Produkte schnell und einfach zu entwickeln und zu produzieren - vom energieeffizienten Strahltriebwerk bis hin zu personalisierten medizinischen Geräten. Die Partnerschaft soll Ausbildung und Forschung unterstützen, um einige der schwierigsten Problemstellungen der additiven Fertigung zu lösen.

Im Rahmen der Partnerschaft eröffnet die Universität an der Swanson School of Engineering ein Labor für additive Fertigung mit einer Fläche von 110 Quadratmetern. Das Research Laboratory ist mit modernster additiver Fertigungstechnik ausgerüstet, die Metalle, Legierungen, Polymere und andere Materialien verwendet, um Komponenten für fast jede Branche im Druckverfahren herzustellen.

Die Partnerschaft wird den Fachbereich und die Studenten auch dabei unterstützen, gemeinsame Forschungsprojekte mit dem Unternehmen und anderen Partnern aus der Industrie durchzuführen, unter anderem aus der Biomedizin, der Luft- und Raumfahrt und dem Verteidigungswesen. Die Mitarbeiter im Labor können auf das Produkt- und Leistungsportfolio von Ansys zurückgreifen und damit Lösungen für Belastungs- und Ermüdungserscheinungen an kritischen Komponenten – die für Produkte wie Flugzeuge, Kraftfahrzeuge oder medizintechnische Einrichtungen bestimmt sind – untersuchen, simulieren und auswerten.

Fortschritte bei additiven Fertigungstechnologien führen zu drastischen Veränderungen in der industriellen Fertigung. Zukunftsgerichtete Unternehmen führen schnell neue Technologien zur Realisierung signifikanter Wettbewerbsvorteile ein, indem sie komplexe und kundenspezifische Produkte herstellen, die vor der additiven Fertigung nicht möglich waren. Die additive Fertigung bietet zwar unglaubliche Möglichkeiten, aber es sind weiterhin große Hürden zu überwinden, bevor sie traditionelle Fertigungsmethoden im großen Umfang ersetzen kann.

Technisch besonders anspruchsvoll ist das Drucken mit Metall, da es die Verwendung eines Lasers erfordert. Dieser optimiert die Dichte des Metalls für die betreffende Anwendung, dabei kann es aber zu einem unerwarteten Schmelzen des Metalls kommen, so dass das Produkt fehlerhaft wird. Außerdem kann das schnelle Erwärmen und Abkühlen zu Spannungen und damit zu Verformungen beim Endprodukt führen. Ansys und die Universität Pittsburgh arbeiten zusammen, um diese Verformungen vor dem Druckvorgang zu simulieren und damit sicherzustellen, dass das Produkt nicht nur die gewünschte Form erhält, sondern sich auch wie erwartet verhält. „Die Industrie verändert sich und Unternehmen können mit ihren althergebrachten Entwicklungsprozessen keine Innovationen mehr realisieren. Durch die Zusammenarbeit mit der Universität Pittsburgh erweitern wir die Möglichkeiten zur Entwicklung fortschrittlicher Tools für unsere Kunden in diesem neuen Zeitalter der additiven Fertigung“, unterstreicht Jim Cashman, President und CEO von Ansys. „Gemeinsam lösen wir einige der größten Herausforderungen für die Ingenieure, die die Produkte von morgen bauen. Zumal es die Partnerschaft beiden Partnern ermöglicht, gerade diejenigen wichtigen Herausforderungen zu meistern, welche die additive Fertigung noch daran hindern, ihr volles Potenzial auszuschöpfen.“ jl

  • Der 3D-Druck erlaubt komplexere Formen. Für viele kreative Köpfe ist die Technik ein Befreiungsschlag – nicht nur im Maschinenbau, wie diese Schulterplatte eines Kleides der Modedesignerin Anouk Wipprecht beweist. Bild: Autodesk

    Der 3D-Druck erlaubt komplexere Formen. Für viele kreative Köpfe ist die Technik ein Befreiungsschlag – nicht nur im Maschinenbau, wie diese Schulterplatte eines Kleides der Modedesignerin Anouk Wipprecht beweist. Bild: Autodesk

  • Prozessleuchten: Ein Laserstrahl bringt beim Lasersintern Metallpulver zum Schmelzen. Das Produkt wird sozusagen Schicht für Schicht  in das Pulver hineingeschrieben. Bild: Siemens

    Prozessleuchten: Ein Laserstrahl bringt beim Lasersintern Metallpulver zum Schmelzen. Das Produkt wird sozusagen Schicht für Schicht in das Pulver hineingeschrieben. Bild: Siemens

  • Additive Fertigung bei Siemens: Am Ende des Druckvorgangs bleiben große Mengen Metallpulver übrig – diese müssen vorsichtig entfernt werden. Bild: Siemens

    Additive Fertigung bei Siemens: Am Ende des Druckvorgangs bleiben große Mengen Metallpulver übrig – diese müssen vorsichtig entfernt werden. Bild: Siemens

  • Die Kunstszene hat die Freiheit dieser Fertigungsmethoden für sich entdeckt. Hingegen setzt die Industrie sie heute für vor allem für Prototypen und Anschauungsmodelle ein, teilweise auch schon für Ersatzteile und Kleinserien. Bild: Materialise

    Die Kunstszene hat die Freiheit dieser Fertigungsmethoden für sich entdeckt. Hingegen setzt die Industrie sie heute für vor allem für Prototypen und Anschauungsmodelle ein, teilweise auch schon für Ersatzteile und Kleinserien. Bild: Materialise

  • Ausstellungsstücke bei der Materialise World Conference: Bei Kleinteilen, Hörgeräten zum Beispiel, kann sich eine Serienfertigung per 3D-Druck bereits lohnen. Bild: Materialise

    Ausstellungsstücke bei der Materialise World Conference: Bei Kleinteilen, Hörgeräten zum Beispiel, kann sich eine Serienfertigung per 3D-Druck bereits lohnen. Bild: Materialise

  • Die additive Fertigung erlaubt verästelte, komplexe Formen, die sich mit anderen Fertigungstechniken oft nur schwer oder gar nicht herstellen lassen. Bild: Materialise

    Die additive Fertigung erlaubt verästelte, komplexe Formen, die sich mit anderen Fertigungstechniken oft nur schwer oder gar nicht herstellen lassen. Bild: Materialise

  • Mithilfe entsprechender Software haben Konstrukteure eine gewichtsoptimierte Variante eines Stuhl entworfen. Im 3D-Druck könnte dieser Entwurf verwirklicht werden. Bild: Autodesk

    Mithilfe entsprechender Software haben Konstrukteure eine gewichtsoptimierte Variante eines Stuhl entworfen. Im 3D-Druck könnte dieser Entwurf verwirklicht werden. Bild: Autodesk

  • Ein Traum eines 3D-Druck-Enthusiasten: Ein Roboter, der gebrauchsfertig und selbstständig den Drucker verlässt – unkomplizierter könnte der Bau eines künstlichen Helferleins kaum sein. Ganz so weit ist die Entwicklung zwar noch nicht, aber immerhin können schon einzelne Teile für den Einsatz im Roboter gedruckt werden. Bild: Materialise

    Ein Traum eines 3D-Druck-Enthusiasten: Ein Roboter, der gebrauchsfertig und selbstständig den Drucker verlässt – unkomplizierter könnte der Bau eines künstlichen Helferleins kaum sein. Ganz so weit ist die Entwicklung zwar noch nicht, aber immerhin können schon einzelne Teile für den Einsatz im Roboter gedruckt werden. Bild: Materialise