Mit additivem Design zum Erfolg

Die Additive Fertigung steht und fällt mit ihrem Design. Dazu ist ein radikales Umdenken bei der Konstruktion gefordert – sonst kommt auch aus dem besten 3D-Drucker nichts Sinnvolles raus.

Aber wie gelingt additiv gerechtes Design? Geometriefreiheit und Funktionsintegration lassen sich nur realisieren, wenn man die Funktion bis ins Detail versteht und unter Einrechnung der additiven Prämissen ein neues Bauteil kreiert. Für viele Unternehmen eine nicht zu unterschätzende Herausforderung!

Hier ist FIT Ihr Guide, der Sie durch langjähriges und praxiserprobtes Design- und Konstruktions-Knowhow auf direktem Weg zum Ziel führt und bei der Neuentwicklung oder Überarbeitung von Bauteilen mit Rat und Tat unterstützt. Im Folgenden stellen wir Ihnen zwei praktische Anwendungen mit ausführlicher Engineering-Leistung durch FIT vor.

Additives Design

Beispiel Klimaanlagenhalterung

Die Herausforderung.
Für die Befestigung von Klimageräten nutzt die Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co. KG, eine Tochter der US-amerikanischen Wabtec Corporation, konventionell gefertigte Pratzen aus Blech. Durch Additive Fertigung sollte eine im Vergleich zum Originalteil deutlich gewichtsreduzierte Variante vorgelegt werden.

Die Lösung.
Auf Grundlage des Originaldesigns haben die FIT-Ingenieure ein vollständiges Reengineering durchgeführt. Zum Einsatz kamen Verfahren der Topologieoptimierung und bionisches Design. Die Erfüllung der technischen Anforderungen wurde per Simulation überprüft.

Die Umsetzung.
Gefertigt wurde die neu designte Pratze aus Titan im Electron Beam Melting auf einer Q20. Die additiv designte Variante hält die gleichen Lasten aus wie ihr konventioneller Vorgänger, ist mit einem Gewicht von nur 0,8 kg aber um
82 % leichter! Zusätzlich wird die neue Pratze statt in 6 Blechbiegeteilen einbaufertig in einem einzigen Stück hergestellt.

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Beispiel Helikopterdrohne

Die Herausforderung.
Drohnen sind heute ein äußerst nützliches Einsatzmittel, beispielsweise um Pflanzenschutzmittel zielgenau auszubringen oder zur Unterstützung der Bergrettung. Die batteriegebundene Flugdauer und damit die Reichweite der Drohnen zu erhöhen ist immens wichtig für die Leistungsfähigkeit der ferngesteuerten Fluggeräte.

Die Lösung.
Durch Gewichtsreduktion soll der Energieverbrauch der Drohne massiv verringert werden. Unsere Konstruktionsspezialisten von FITNIK haben dazu den Prototyp einer speziellen Helikopterdrohne entwickelt, die im Original eine Länge von 3,5 Metern aufweist.

Die Umsetzung.
Ein einsatzfähiger Prototyp wurde mit komplexen geometrischen Strukturen konform zur EN 9100 aus Aluminium im Laserschmelzen hergestellt. Durch das spezielle organische Design wurde das Gewicht um 80 % reduziert. Damit kann die Drohne nahezu doppelt so lange fliegen wie bisher, bei einer gleichbleibenden strukturellen Belastbarkeit.

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Bei FIT trifft additives Design auf das optimale Verfahren

Auch das beste Design führt nur dann zum Erfolg, wenn die entsprechende Fertigungskapazität vorhanden ist. Für unsere Konstruktionsexperten ist daher bereits vor Beginn des Engineerings wichtig zu wissen, mit welchem Verfahren und Material der Entwurf realisiert werden soll, und ob sich eine Nachbearbeitung anschließt. So muss z.B. die Auflösung des Datensatzes mit den erreichbaren Werten der eingesetzten Maschine übereinstimmen.

Für Kunststoffbauteile mit hohen Ansprüchen an gute Oberflächen, hohe Detailtreue und feine Auflösung empfehlen wir beispielsweise Stereolithographie. Gerade haben wir unseren Maschinenpark um 4 Maschinen der neuesten Generation von 3D Systems erweitert.

Wussten Sie schon? Transparente Testmodelle von Motorblock-Prototypen sind ideal zur empirischen Untersuchung des Strömungsverhaltens. Durch die glasklare Transparenz des Materials Accura® ClearVue kann das Verhalten der Kühlflüssigkeit im Inneren perfekt nachprüfbar gemacht werden.

Holen Sie das Optimum aus Ihren additiven Projekten heraus. Bei uns sind Sie auf der sicheren Seite, mit Blick auf die eigentliche Fertigung unter kontrollieren Bedingungen, aber gerade auch auf additiv gerechtes Design. Wir können Ihnen Empfehlungen zur Optimierung Ihres Designs geben, aber auch ein komplettes Engineering für Sie durchführen. Sprechen Sie mit uns. Wir sind der erfahrene Partner, der Sie zum Erfolg führt.

Ihr Alexander Bonke

T. Geitner


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