vom cad-modell über die simulation zum 3d-druck …€¦ · simulation zum 3d-druck und zurück....
TRANSCRIPT
© INNEO Solutions GmbH
Ralf Prinz, 22. März 2016
Vom CAD-Modell über die
Simulation zum 3D-Druck und
zurück. Simulationsansätze in
einer, durch den 3D-Druck
entfesselten, neuen
Gestaltungsfreiheit.
„Der 3D Druck ermöglicht die
Herstellung komplexer, mit bisherigen
Methoden nicht denkbarer Teile und
neuartiger Designs.“
(Focus.online)
Was bisher geschah…
Komplexität Stand „heute“
384.859 Elements
1 Volumen,
216 Flächen
Komplexität Stand „heute“
„Au Backe“-Features
Komplexität Stand „heute“
Komplexität Stand „heute“
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung
Ca. 300 MB
…jetzt aber zum 3D Druck…
Additive Manufacturing, Gartner Hypecycle 2014
Additive Manufacturing, Gartner Hypecycle 2015
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
Entwicklung von 3D Druck in den nächsten Jahren
Schätzungen zufolge soll
weltweit das
Marktvolumen von 3D-
Druck von 2,5 Milliarden
Dollar im vergangenen
Jahr (2013) auf über 16
Milliarden Dollar im 2018
steigen. (http://www.handelszeitung.ch/invest/stocksDIGITA
L/3d-druck-der-grosse-schub-steht-erst-bevor-
646777)
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
* Prognose von PwC Technology: „The Future Of 3-D printing: Moving Beyond Prototyping To Finished
Products“
Und zur Abwechslung mal eine „schlechte“ Nachricht…
…was wollen uns diese Worte sagen?…
Es wird
nicht
einfacher
werden…
• Funktionen
(konturnahe Kühlung,
Integration, Reduktion, …)
• Topologieoptimierung• Gitterstrukturen
Aber was genau erhöht die Komplexität?…
Funktion:
Konturnahe Kühlung
Funktion:
Konturnahe Kühlung
Funktion:
Konturnahe Kühlung
Funktion:
Anzahl Bauteile reduzieren…
Leichtbau…
Funktion:
Leichtbau
- gleichzeitiges Spreizen und Drehen von 8
Produkten
- Leichtbaugreiferentwicklung (730 Gramm
Gesamtgewicht)
Funktion:
Leichtbau
1. Spreizgreifer 10fach ohne Drehung der Produkte 2. Gesamtgewicht 1226 Gramm 3. High speed Anwendung mit 600 Teilen pro Minute mit einem Roboter.
Funktion:
Leichtbau
Funktion:
Leichtbau,
Integration von Funktionen…
Funktion:
Anzahl Bauteile
reduzieren,
Leichtbau,
Integration,
…
Funktion:
Konstruktionsrichtlinien
werden sich in Zukunft
adaptieren müssen…
• Funktionen
(konturnahe Kühlung,
Integration, Reduktion, …)
• Topologieoptimierung• Gitterstrukturen
Aber was genau erhöht die Komplexität?…
Gitterstrukturen
0
100
200
300
400
500
Stahl Titan Lasergesintert
Gewicht
Gewicht
Gitterstrukturen
Gitterstrukturen
Gitterstrukturen
?
FEM???
Gitterstrukturen
Gitterstrukturen
Gitterstrukturen
Gitterstrukturen
Top Down
Geometriedefinition
Bottom Up
• Bottom Up• Geometrieoptimierende
Elemente
werden während der
Geometrie-
definition erstellt
• Die Programme nutzen
den CAD eigenen
Befehlssatz
• Erstellung ist für
Folgeprozesse
(Simulation, …) optimiert
Geometriedefinition
• Top Down• Geometrieoptimierende
Elemente
werden anschließend an
die Geometriedefinition
erstellt
• Externe Programme
werden für die Erstellung
der Geometrieoptimierung
verwendet
(Materialize, …)
Geometriedefinition
Geometriedefinition
Kein Volumenmodell -> „Keine Simulation“ möglich…
• Funktionen
(konturnahe Kühlung,
Integration, Reduktion, …)
• Topologieoptimierung• Gitterstrukturen
Aber was genau erhöht die Komplexität?…
Topologieoptimierung
Kein Volumenmodell Nicht 3D Druck geeignet
Topologieoptimierung
„Smoothing“
Kein Volumenmodell „3D Druck geeignet“
3D-Druck: Topologieoptimierung
„Smoothing“
„Volumenmodell“ „3D Druck geeignet“
Topologieoptimierung
„Smoothing“
Topologieoptimierung
„Nachkonstruieren“
Topologieoptimierung
„Nachkonstruieren?“
Topologieoptimierung
„Nachkonstruieren?“
Topologieoptimierung „Nachkonstruieren…“
Topologieoptimierung
Topologieoptimierung
„Nachkonstruieren“
- Bracket Optimierung
- Einsatz in Airbus A320
- Reduktion des Gewichts um 64%
(ca. 580g)
Kombinierte Topologieoptimierung
„Nachkonstruieren?...“
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung„Nachkonstruieren?...“
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung „Nachkonstruieren?...“
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung „Nachkonstruieren?...“
3D-Druck: Kombinierte Topologieoptimierung
3D Druck,
tolle Sache,
wenn da nur
nicht die
Prozesse
und Systeme
wären…
Prozesse und Systeme
PLM CAD 1 Topologie-
Optimierung
CAD 2 3D DruckerFEM
- Verwaltung
Prozessdaten
- Erstellung
relevanter
Features
wie konturnahe
Kühlung, Gitter, …
- Übergreifende
Funktionalität
- Zusammenspiel
mit
Topologieoptimier
ung
- Glättung,
Volumisierung der
optimierten
Strukturen
Nicht springen,
wir arbeiten daran!
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
© INNEO Solutions GmbH