HighTech Lösungen für den keramischen 3D-Druck - keramikgerechte Topologieoptimierung ermöglicht geforderte mechanische Eigenschaften bei minimalem Ressourceneinsatz
Unsere Verfahrenstechnik liefert zuverlässig 3D-Druckkörper mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften bei minimalem Einsatz von Ressourcen mit Berücksichtung der keramischen Eigenschaften und den Spezifika des keramischen 3D-Drucks.
Was bedeutet keramikgerechte Optimimierung?
Keramik ist ein sprödes, nicht-duktiles Material mit Anisotropien in der Druckrichtung, einer sehr guten Belastbarkeit auf Druck aber einer schlechten Belastbarkeit auf Zug. Keramikgerechte Optimierung bedeutet somit, dass die Weibull-Statistik mit anisotropem Weibull-Modul als Versagenskriterium mit einfließt, die Belastung auf Druck und nicht auf Zug optimiert wird, als Maß für die Spannung die Normalspannungshypothese verwendet wird, Oberflächeneffekte, die zum Versagen führen können, integriert werden und die Berücksichtigung der minimalen Stegstärke beim Druckprozess mit einbezogen wird.
Alle diese Kriterien müssen bei der Optimierung berücksichtigt werden. Nur damit ist sichergestellt, dass die Topologieoptimierung eine keramikgerechte Auslegung des 3D-Druckkörpers liefert.
Das Ergebnis ist ein optimal gestalterter 3D-Druckkörper mit den geforderten mechanischen Eigenschaften bei minimalem Materialeinsatz.
In den nachfolgenden Bildern werden Anwendungen unserer Verfahrenstechnik gezeigt.
Mit einem Klick auf das jeweilige Bild erscheint eine vergrößerte Darstellung.
Im rechten Bild ist ein SIMP-optimierter Sockel unter Flächenlast mit eingeschränkten Auflagepunkten bei einer Materialreduktion von 75% dargestellt und zeigt die Vorteile der Optimierung zur Materialreduktion auf. Im mittleren Bild wird die Topologieoptimierung eines MBB-Beam nach herkömmlichen Optimierungsverfahren gezeigt. Bei herkömmlicher Optimierung werden die keramikspezifischen Eigenschaften nicht berücksichtigt, insbesondere die Anforderung, dass Keramik auf Druck und nicht auf Zug belastet werden soll. Der Unterschied zur keramikspezifischen Optimierung wird im rechten Bild deutlich. Bei der keramikgerechten Topologieptimierung (rechtes Bild) wird klar ersichtlich, dass die Bereiche, die auf Zug belastet werden, deutlich verstärkt und die druckbelasteten Bereiche deutlich schlanker sind im Vergleich zur herkömmlichen Optimierung (mittleres Bild).
Falls Sie an weiteren Informationen interessiert sind, nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf, wir freuen uns auf Sie.