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Simulationsbasiertes Design für den industriellen 3D-Druck

Die effiziente Verwendung additiver Fertigungsverfahren erfordert ein Umdenken in der Art wie wir konstruieren. Altbekannte Richtlinien der Konstruktion für herkömmliche Verfahren wie Gießen oder Schmieden haben im 3D-Druck von Metallen keine Relevanz. Die additive Fertigung bietet ein bisher ungeahntes Maß an Freiheiten in der Konstruktion, doch ganz ohne Richtlinien kommt auch diese Fertigungsmethode nicht aus.

Dieses Seminar richtet sich an alle Anwender, welche neue Wege durch simulationsgetriebene Designvorschläge und additive Fertigung beschreiten wollen.

Dabei zeigt Ihnen die EOS GmbH und die CADFEM GmbH die komplette Prozesskette der Konstruktion für die additive Fertigung von Metallen. Ausgehend von einem freien Designraum wird mit der ANSYS Topologieoptimierung ein lastgerechter Bauteilentwurf errechnet. Dieser Designvorschlag wird mit Hilfe des Prozess Know-Hows der EOS GmbH unter Berücksichtigung der Konstruktionsrichtlinien interpretiert und mit ANSYS SpaceClaim in eine CAD-Geometrie rückgeführt. Anschließend wird das Design durch die numerische Simulation verifiziert und der Druck geplant. Dies beinhaltet die notwendige Konstruktion von Stützstrukturen sowie Platzierung und Orientierung im Bauraum des 3D-Druckers. Abschließend werden die wirtschaftlichen Aspekte der additiven Fertigung betrachtet sowie ein Ausblick auf weitere Zukunftsthemen gegeben.

Kurzvorstellung EOS
EOS ist der weltweite Technologie- und Qualitätsführer für High-End-Lösungen im Bereich der Additiven Fertigung (AM). Wir ermöglichen unseren Kunden, hochqualitative und innovative Produkte auf Basis von industriellem 3D Druck herzustellen. Bereits 1989 gegründet, sind wir Pionier und weltweit führend im Bereich des Direkten Metall Laser Sinterns (DMLS), gleichzeitig auch Anbieter einer führenden Polymertechnologie.

Kurzvorstellung Referenten
Durch dieses Seminar begleitet Sie ein Mitarbeiter der CADFEM GmbH sowie Herr Alejandro Herrera Cervantes der EOS GmbH. Herr Alejandro Herrera Cervantes ist Experte auf dem Gebiet der Strukturmechanik und der Additiven Fertigung mit Metall bei der Firma EOS GmbH. Zuletzt war Herr Cervantes im Bereich der Strukturoptimierung von Luft-und Raumfahrtapplikationen tätig. Sein Fokus bei EOS liegt auf Projekten, welche berechnungsgestützte Konstruktionsmethoden und Topologieoptimierung mit der Additiven Fertigung kombinieren.


  • Material entlang der Lastpfade
    • Die Kombination von Topologieoptimierung und additive Fertigung
    • Konzept der Topologieoptimierung
    • Einführung in die GUI & Workflow innerhalb der ANSYS Workbench
  • Funktionen der Topologieoptimierung
    • Ziele und Restriktionen für statische und dynamische Aufgabenstellungen
    • Berücksichtigung von Fertigungsrestriktionen
    • Ergebnisbewertung und Export als STL
  • Virtuelle Überprüfung des Designvorschlags
    • Bearbeitung des topologieoptimierten Ergebnisses (Glätten und Modifizieren des STL)
    • Schnelle Validierungsrechnung zur Überprüfung des Strukturverhaltens
  • Einführung Direct Metal Laser Sintering
    • Verfahrenstechnik
    • Materialien & Systeme
    • Prozessgrundlagen der additiven Fertigung
  • Konstruieren für die additive Fertigung (Teil 1)
    • Aufgreifen der Richtlinien für Bauteil und Stützstruktur
    • Hinweise zur AM-gerechten Rekonstruktion des Bauteilvorschlags
    • Optimierung der Konstruktion für den Prozess
  • Konstruieren für die additive Fertigung (Teil 2)
    • Aufgreifen der Richtlinien für Bauteil und Stützstruktur
    • Hinweise zur AM-gerechten Rekonstruktion des Bauteilvorschlags
    • Optimierung der Konstruktion für den Prozess
  • Der Weg zurück in die Konstruktion
    • Strategie I → Reverse Engineering:
      • Oberflächennahe Rekonstruktion der NURBS-Flächen und Validierungsrechnung
    • Strategie II → Rekonstruktion:
      • Topologieoptimierung als Vorlage zur Erzeugung von Regelgeometrien und Validierungsrechnung
  • Datenaufbereitung für AM
    • Bauteilorientierung -Platzierung
    • Ausgestaltung von Stützstrukturen
    • Zuweisung der Fertigungsparameter
  • Beurteilung und Auswertung
    • Vergleich konventionelles und optimiertes Bauteil
    • Wirtschaftliche Aspekte des AM
    • Diskussion von Potentialen zur weiteren Optimierung
  • Einführung von Flexibilität in CAD Modelle
    • Flexible Modelle durch nachträgliche Parametrisierung
    • Einführen von Ausgangsparametern zur Beschreibung des Produktverhaltens
  • Parametrische Optimierung zur weiteren Verbesserung des Produktverhaltens
    • Gegenüberstellung von Topologieoptimierung und parametrischer Optimierung
    • Parametrische Optimierung des Entwurfs der Topologieoptimierung
  • Zusammenfassung, Ausblick und Diskussion
    • Der gesamte Ablauf im Überblick
    • Ausblick: Lattice Optimierung
    • Abschließende Diskussion offener Fragen
Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Deutsch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Mitarbeiter EOS GmbH
Dauer
3 Tag(e)

Termine, Preise und Anmeldung
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Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 3: 09:00 - 17:00 Uhr

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