Konstruktion für 3D-Druck

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Zentrale Datenbank für alle Prozesse

Einen noch viel größeren Funktionsumfang bietet Dassault Systèmes gerade im Zusammenspiel von Catia mit der datenbankbasierten 3D-Experience-Plattform, die als zentraler Datenbackbone agiert. Das Gesamtpaket für die Additive Fertigung gliedert sich bei Dassault Systèmes in vier sogenannte „Rollen“.

In Catia findet die Konstruktion des Bauteils statt – entweder traditionell oder über den „Function Driven Generative Designer“ (GDE), der ähnlich wie bei Autodesk organische Konstruktionen generiert. Verzichtet man im Vorfeld auf fertigungsspezifische Angaben, erhält man mehrere Varianten der Bauteile, die sich oft nur noch additiv fertigen lassen. Topologieoptimierung und Analysewerkzeuge unterstützen den Konstrukteur bereits in diesem Schritt beim Design und bei der Auswahl der optimalen Bauteilvariante.

Soll schließlich das Bauteil auf einem 3D-Drucker hergestellt werden, hilft der „Additive Manufacturing Programmer“ bei der Prozessplanung, also bei der Druckvorbereitung. Hier lassen sich die Maschinendaten des 3D-Druckers bereits einladen, sodass die Grundplatte vorliegt und Eckdaten des Druckers, beispielsweise der Energieeintrag, bekannt sind. Wie bei einer Nestling-Software werden – unter Berücksichtigung der Druckrichtung – die Bauteile automatisch gruppiert und angeordnet, um den vorhandenen Bauraum optimal zu nutzen. Auch nötige Stützstrukturen werden in diesem Schritt automatisch angelegt. Für diesen Schritt nutzt Dassault Systèmes die Software Delmia.

Den virtuellen Druckprozess macht der „Additive Manufacturing Researcher“ in einer Simulation sichtbar. Die Druck- beziehungsweise Maschinenparameter fließen automatisch in die Simulation mit ein; ebenso werden Energieeintrag, verwendete Materialien und die Stützstrukturen berücksichtigt. Mit der Kompetenz von Simulia-Lösungen wie Abaqus verspricht der Softwareanbieter Simulationen auf Layer-, Bauteil- und Built-Niveau für jedes additive Verfahren. So werden Verformungen und Spannungen, die während des Druckprozesses auftreten (können), schon in der Simulation sichtbar.

Um das Bauteil oder Modell entsprechend nachzuarbeiten, steht der „Reverse Shape Optimizer“ zur Verfügung. Er unterstützt den Konstrukteur bei der Nachbehandlung wie dem Entfernen von der Bauplattform und erstellt hochwertige Oberflächengeometrien. In diesem Schritt werden zudem die Verformungseffekte ausgeglichen und die Leistungsdaten des Bauteils endgültig validiert.

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Das Softwaremodul NX ermöglicht es Kunden, für ihre HP 3D-Druckprojekte Teile in einer einzigen Softwareumgebung zu entwickeln und zu verwalten.

Die automatisierte 3D-Schachtelung von Kunststoff-Bauteilen mit Unterstützung von Materialise-Technik erhöht die Produktivität des 3D-Druckers, denn so kann Material und Zykluszeit eingespart werden.

Eine durchgängige, softwaregestützte Prozesskette von der Konstruktion über Simulation und Druckvorbereitung bis hin zur Nachbearbeitung bietet beispielsweise Siemens NX.

Während der Prozessplanung werden bei Dassault Systèmes die Bauteile automatisch auf der Bauplattform angeordnet und maschinenspezifische Schnitt- und Scanpfade erstellt.

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Download der Broschüre „Additive Fertigung für generatives Design“ von Dassault Systèmes

Die Konstruktion und Simulation, abgestimmt auf das entsprechenden additive Verfahren und den Drucker, erfolgt also durchgängig, denn alle Prozesse sind nahtlos auf Basis der 3D-Experience-Plattform miteinander verbunden. Die Daten liegen zentral für alle Prozesse im Hintergrund, die Datenquelle für das Bauteil das originale CAD-Modell. Für den eigentlichen Druck ist wiederum ein STL-Export zur Maschine erforderlich.