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Von der Formnext 2019: CAD und 3D-Druck in engem Zusammenhang



Vom 19. bis 22.11.19 fand die Messe Formnext in Frankfurt statt. Die Veranstaltung ist gegenüber den Vorgängermessen geradezu "explodiert", aus ehemals zwei halben Hallen (zwei Ebenen) wurden nun vier, mit rund 850 Ausstellern und 36500 Bessuchern. Frankfurt ist somit endgültig zum Nabel der 3D-Druck-Welt geworden.

Einerseits: Wer sich einen Überblick über die Additiven Verfahren und alles was dazu gehört verschaffen wollte, konnte sicher keinen besseren Platz finden als die Formnext 2019.

Andererseits: Mit dem gemütlichen "Schlendern", vorbei letztlich an Allem, wie man es kannte, war es vorbei. Nur eine gute Vorbereitung konnte einen zu jenen Ausstellern bringen, die man sehen wollte. Der Rest? Na ja, Nobody is perfect, blieb liegen.

Im Übrigen waren jene Besucher glücklich, die Stullen dabei hatten. Es waren einfach zu wenige Restaurants, oder auch nur "Fressbuden", vorhanden. Wenn nachmittags um 15.00 Uhr noch immer 50 Personen lange Schlangen vor den einzelnen Buden standen, dann stimmt was nicht. Da sollte die Messegesellschaft, Mesago, was ändern.


Beliebig komplexe Teile, auch aus Metall, sind heute per 3D-Druck herstellbar Genauigkeit und Dimensionen steigen.

Die Aussteller selbst, das kann man schon sagen, haben ein Feuerwerk an Neuheiten und aufwändigen Präsentationen abgebrannt. Schlaglichtartig sei der Stand von Stratasys genannt: Groß wie ein Schiff hat er alles gezeigt, was das Unternehmen so zu bieten hatte - bis hin zu Kundenpräsentationen. Andere waren ähnlich aufgestellt.

Insgesamt hat die Formnext 50.000 m2 Fläche belegt, mit rund 800 Ausstellern.

Die Themen reichten von der Konstruktion und Optimierung von Teilen über mögliche (und immer neue) Materialien, bis zur Additiven Fertigung. Überhaupt hatte man den Eindruck, dass viele gerade den Fertigungsaspekt betonen wollten. In der Praxis hält sich das aber noch in einem engen Rahmen, von Ausnahmen abgesehen. Limitierungen gibt es durch die möglichen Genauigkeiten, durch die zu erreichenden Oberflächen oder die Werkstückgrößen sowie die Kosten! Über letztere wurde auf der Messe wenig gesprochen. Wenn man das Thema darauf brachte, sind die Gesprächspartner schnell abgebogen.

Für Konstrukteure, insbesondere wichtig, war und ist, der Weg von der Konstruktionsidee bis zum Datensatz für den Drucker: "Welche neuen Wege der Gestaltung kann ich gehen? Welche Software hilft mir dabei, wie kann ich mein Teil optimal für den 3D-Druck vorbereiten (etwa nötige Verzugskompensation?). Wie können die Teile bestmöglich auf der Bauplatte geschachtelt werden?" Hierzu gab es ebenfalls einiges wichtiges auf der Messe zu sehen. Bleibt festzuhalten: CAD und 3D-Druck rücken immer enger zusammen.


Einer der Hingucker in der Halle 12.1 war der „riesige“ Stand von Stratasys.
Helfer beim Standrundgang waren Melissa John und Michael Anton.


Nun zu einigen konkreten Produkten:

Neue Design und Simulationslösung

Altair gab in Frankfurt eine neue Sim-Lösung für die Additiver Fertigung bekannt.

Inspire Print3D bietet eine Reihe an schnellen und genauen Werkzeugen für das Design und die Simulation des Fertigungsprozesses für die mit selektivem Laserschmelzen (SLM - Selective Laser Melting) gefertigten Bauteile. Die benutzerfreundliche, moderne thermomechanische Lösung ermöglicht es Konstrukteuren, fertigungsgerechte Bauteile für die Additive Fertigung zu entwickeln. Konstrukteuren bietet das Werkzeug einen idealen Weg zu Entwürfen, die den Leistungsanforderungen gerecht werden. Dabei können wesentliche Prozessvariablen in einer einzigen immersiven Umgebung bewertet und einfach verändert werden. Inspire Print3D ermöglicht Designs mit minimalen Stützstrukturen und einer optimalen Orientierung auf beliebigen 3D-Druckern und reduziert Trial-and-Error Versuche durch die Simulation der Bauteileerstellung inklusive Kühlung, Zuschnitt und Rückfedern.


Altair hat in Frankfurt besonders die Prozesse bis zum perfekten 3D-Teil dargestellt.

Die wichtigsten Funktionen umfassen:

  • Entwurf von Bauteilen und Stützstrukturen – Erstellung von Stützstrukturen direkt im Konstruktionsprozess; erstellen und bearbeiten Sie Stützen interaktiv innerhalb der gleichen Umgebung wie das entworfene Bauteil.
  • Einfach zu erlernende Umgebung - Das intuitive, prozessgetriebene Anwendererlebnis ermöglicht es, schnell tiefe Einblicke in die Fertigung zu gewinnen, umso schnellere und bessere Designentscheidungen zu treffen.
  • Druckanalyse – Verwendung des integrierten thermomechanischen Solver, um den gesamten Druckprozess zu durchlaufen - von der Erstellung, Kühlung bis hin zu Zuschnitt und Rückfederung.
  • Fehlerermittlung - Ermitteln und Visualisierung, auf einfache Weise Defekte wie große Verformungen, Überhitzung und Delamination, um bei notwendigen Design- und Prozessänderungen zu unterstützen.
  • Druckfertig- Bewertungen zur Validierung der Geometrie die Bauteile Schicht für Schicht bereits vor der 3D-Druckanalyse und exportieren Sie dann eine Datei, die vorbereitete Bauteile und Stützen enthält.

www.altair.com

Software für den 3D-Druck weiterentwickelt

Core Technologie (CT) präsentierte die neueste Version seiner Software "4D-Additive". Die weiterentwickelte Variante umfasst u. a. ein Batchnesting Tool.
Mit Hilfe der neuen Funktion werden die in der systemeigenen Datenbank hinterlegten CAD-Modelle wie in einem Webshop bestellt und automatisch an den Printer gesendet. Die Anordnung und Orientierung der Bauteile, das sogenannte Nesting, findet hierbei automatisch statt und bedarf keinerlei 3D-Printing Knowhow des Anwenders. Hierdurch wird der bis dato aufwendige manuelle Vorgang der Maschinenbeschickung deutlich vereinfacht und beschleunigt.

Das System ist in den sogenannten Partfinder integriert, der das Auffinden und Sortieren geeigneter Teile für bestimmte Verfahren und Maschinen ermöglicht.
Durch die intelligenten Nesting-Funktionen mit Multiprozessorberechnung wird eine zuverlässige und schnelle automatische Füllung sowie die optimale Ausnutzung der Bauvolumen und hundertprozentige Kollisionssicherheit gewährleistet. Für die vollautomatische Orientierung der Teile auf der Bauplattform sind Funktionen verfügbar, die Kriterien wie bestmögliche Oberfläche, minimale Kosten und Platzbedarf sowie minimales Volumen der Stützgeometrie als Prioritäten berücksichtigen.

www.coretechnologie.com

Siemens präsentiert in NX integrierte AM-Path-Optimizer-Technologie für die additive Fertigung

Siemens Digital Industries Software stellt den Additive Manufacturing (AM) Path Optimizer vor. Der AM Path Optimizer ist eine Beta-Technologie, die in die NX Softwareintegriert ist. Sie soll Kunden bei der Lösung von Überhitzungsproblemen helfen, dazu beitragen, Ausschuss zu reduzieren sowie die Produktionsleistung zu erhöhen.

Auf diesem Weg wird die Industrialisierung von AM oder der Einsatz von AM im industriellen Maßstab erreicht. Siemens hat diese fortschrittliche Simulationstechnologie der nächsten Generation entwickelt, um die Produktionserträge und Qualität von Komponenten zu maximieren, die im Pulverbett-Schmelzverfahren hergestellt werden.


Der Weg von der Originalgeometrie bis zum perfekten kompensierten 3D-Druck. Quelle :Siemens

Aufbauend auf der im November 2018 angekündigten Lösung Simcenter Additive Manufacturing Process Simulation ergänzt der AM Path Optimizer die Siemens-Strategie für den digitalen Zwilling des Fertigungsprozesses. Er behebt Fehler, die durch suboptimale Scanstrategien und Prozessparameter verursacht wurden. Diese können zu systematischen Ausfällen durch Überhitzung führen. Das hat Ausschuss und Unstimmigkeiten in der Komponentenqualität zur Folge.

Siemens hat diese Beta-Technologie mit Trumpf als Partner erfolgreich getestet.

www.siemens.com/plm

Verbesserte Qualität beim Laserauftragsschweißen

Simufact, ein weltweit operierendes Softwareunternehmen, das Prozesssimulationslösungen und -dienstleistungen für die Fertigungsindustrie anbietet, veröffentlicht eine spezielle Simulationslösung für Direct Energy Deposition (DED), mit der die Hersteller die Qualität solcher metallbasierten additiven Fertigungsprozesse verbessern können.

DED wird als Modul von Simufact Welding 2020 angeboten. Der Anwender kann schnell und automatisch robuste DED-Simulationsmodelle aufsetzen, indem er Werkzeugwege einfach direkt aus dem G-Code importiert, statt die Schweißpfade manuell zu definieren. Die Software ermittelt die Spannungen, Dehnungen, Verzüge. Temperaturverläufe und Hotspots, sie bei der Fertigung auftreten werden, zeigt klar an, wo die Verzüge außerhalb der Toleranz liegen und empfiehlt einen Ausgleich. Davon ausgehend kann der Anwender den G-Code anpassen, um den DED-Druckprozess zu optimieren und die Qualität zu verbessern.


Durch eine geschickte Platzierung der Teile auf der Bauplatte, können
bereits schon erhebliche eingespart werden. Werkbild: Simufact


DED umfasst verschiedene metallbasierte 3D-Drucktechnologien, bei denen die Oberfläche des Werkstücks aufgeschmolzen, Pulver eingebracht und beides verschmolzen wird. Es ist auch als Laserauftragsschweißen, 3D-Laserplattieren, Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Direct Metal Deposition (DMD) oder Laser Metal Deposition (LMD) bekannt. Typische Anwendungsbereiche sind die Reparatur und Wiederherstellung beschädigter Teile, aber auch die Herstellung neuer großer Metallteile, die mit Pulverbettschmelzen nicht möglich wären.

www.simfact.de

Für die Bahnindustrie

Bei einer Pressekonferenz auf der Fachmesse Formnext 2019 präsentierte Stratasys seine Lösung für die Bahnindustrie, damit Personenzüge – von Langstreckenzügen bis zur U-Bahn – häufiger pünktlich fahren.

Durch den Einsatz des ULTEM 9085 Resin und des Materials Antero 800NA für die Fertigung mit dem Stratays Fortus 3D-Drucker, sind Bahnbetreiber bestens aufgestellt, um additive Fertigung für die bedarfsgerechte Herstellung von Ersatzteilen zu nutzen, die strenge staatliche Zertifizierungsanforderungen hinsichtlich der Brandschutzrichtlinien erfüllen müssen. Beide Materialien entsprechen der EU-Norm EN 45545-2 für Bahnanwendungen.

Blueprint, die Beratungsgesellschaft von Stratasys für die additive Fertigung, schätzt, dass auf einen aus dem Betrieb genommenen Zug einer großen Nahverkehrslinie in den USA täglich Servicekosten in Höhe von 18.000 EUR entstehen. Oftmals ist ein einziges Bauteil, das normalerweise weniger als 100 EUR kosten würde, der Grund dafür, dass ein Zug ausfällt. Die Nutzungsdauer von Zügen liegt in der Regel bei 35-45 Jahren. Deshalb ist es schwierig, Ersatzteile zu beschaffen, was das Problem noch verschärft. Mittels additiver Fertigung erhalten die Bahnbetreiber, die von ihnen benötigten Bauteile innerhalb von ein oder zwei Tagen, egal, wie speziell das Bauteil oder wie alt das Zugabteil ist. Dies verringert die Zeit im Wartungslager und führt zu einer deutlichen Kostenreduzierung. 

- Karl Obermann -
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