22/02/2016

© Verlag Stahleisen GmbH

Mit Topologieoptimierung zum ausgezeichneten Gussteil

Ein Gemeinschaftsprojekt der Gießerei Precision Casting Centre und voxeljet, Friedberg, wurde nun mit dem begehrten Flagship Award „Component of the Year“ der britischen Gießereivereinigung CMF (Cast Metals Federation) ausgezeichnet. Bei dem Gemeinschaftsprojekt handelt es sich um einen optimierten Aluminiumradträger, der bei gleichem Gewicht eine bis zu fünffache Steifigkeit aufweist. Vor dem 3-D-Druck durch voxeljet erfolgte eine Topologieoptimierung, Lebensdaueranalyse und Gusssimulation mit Partnerunternehmen.


Seinen Anfang nahm das Projekt mit der Anforderung, die Steifigkeit des Radträgers bei gleichem Gewicht und Materialeinsatz signifikant zu erhöhen. Mit Hilfe modernster Simulationstools und unter Ausnutzung aller konstruktiven Gestaltungsfreiheiten durch die 3-D-Drucktechnologie entstand ein Radträger in neuem Design, der – im Vergleich zum Vorgänger – je nach Belastung bis zu fünf Mal steifer ist. Kevin Smith, Sales Director bei voxeljet UK, beschreibt die Vorteile wie folgt: „Die Erschließung der Gestaltungsfreiheit additiver Verfahren in Kombination mit Simulation führt zu einer neuen Generation von Designs, die bisherige konventionelle Konstruktionseinschränkungen in Frage stellen.“ Gussteilgeometrien dieser Komplexität konnte überhaupt erst mithilfe des 3-D-Druckprozesses von voxeljet umgesetzt werden. „Deswegen konnten es die Juroren der CMF zunächst kaum glauben, dass es sich bei dem komplexen Radträger um ein Aluminiumfeingussteil handelt“, so Smith weiter. Dieses Projekt zeigt eindrucksvoll, welches Potenzial in Bezug auf Leistungssteigerung und/oder Gewichtsreduzierung möglich ist.

Ein weiterer Grund für die Verleihung des Awards lag in der besonders wirtschaftlichen Produktion dieses Bauteils durch die Kombination des 3-D-Druckverfahrens von voxeljet und dem traditionellen Feingießverfahrens. Die Jury sah es als erwiesen an, dass dieses Fertigungsverfahren die Herstellung anspruchsvoller Gussteile mit gänzlich neuem Design revolutionieren kann und viele Vorteile für Hersteller und Kunden gleichermaßen bietet.

Der oben beschriebene Radträger wurde in Zusammenarbeit von Altair, Troy, USA, Click2Cast, Barcelona, Spanien, HBM nCode, Rotherham, Großbritannien, und voxeljet, Friedberg, optimiert. Freiheiten der Bauteilgestaltung konnten dank des 3-D Drucks und des simulationsgetriebenen Designs voll ausgeschöpft werden. Für die Simulationen wurde unterschiedliche Software eingesetzt. Zur Topologieoptimierung wurde Inspire verwendet, das auf Altairs Optimierungssolver OptiStruct beruht. Die Bauteilermüdung konnte mit Ncode Designlife simuliert werden und für die Gusssimulationen kam die Software Click2Cast zum Einsatz.

Zeitgleich mit dem Erfolg bei den CMF Awards startet voxeljet sein neustrukturiertes On-Demand Service Center für industrielle 3-D-Druckanwendungen in Großbritannien. Mit den erheblichen Kapazitäten von drei High-Speed-Großformat-Drucksystemen, die jeweils ein Bauvolumen von 1000 X 600 X 500 mm haben, können präzise Formen und Modelle für das Feingießen innerhalb von wenigen Tagen gefertigt werden. James Reeves, Managing Director von voxeljet UK, sagt: "Unsere 3-D-Drucksysteme sind die größten, die für das Feingießen derzeit zur Verfügung stehen. Dies gibt uns die Möglichkeit, schnell zu reagieren, kurze Durchlaufzeiten zu realisieren und dennoch kosteneffizient zu bleiben."

www.voxeljet.de


 


© Verlag Stahleisen GmbH