Optimierte Datenausgabe und Ausrichtung von Bauteilen für den 3D-Druck
Neben dem bionischen Design gehören auch Aspekte der Druckvorbereitung (dem sog. Pre-processing) zum Aufgabenpaket der CENIT. Wesentliche Schwerpunkte dabei: Die CAD-basierte Erzeugung von für den 3D-Druck notwendigen Stützstrukturen eines Bauteils sowie die optimale Ausrichtung der Bauteile für den Druck.
Zur Programmierung der Stützstrukturen im CAD griff die CENIT auf Ergebnisse des Forschungspartners Fraunhofer IAPT zurück: Das Institut führte dazu systematische Untersuchungen zu Kriterien wie Zugfestigkeit, Pulververbrauch sowie Entfernbarkeit der Stützstrukturen und deren Beeinflussung der Oberfläche durch und entwickelte Ansätze für neuartige Stützstrukturen, wie z.B. einer gradierten Gitterstruktur oder einem Gyroid.
Anhand einer Vielzahl an Parametern, die die Ausrichtung eines Bauteils für die additive Fertigung bestimmen, schufen die CENIT Experten auf Basis von CATIA zudem Funktionalitäten für die optimale, automatisierte Bauteilausrichtung, inklusive entsprechender Stützstrukturen. Das weiterführende Ziel der Projektarbeit der CENIT besteht aktuell darin, nicht nur Geometriedaten, sondern auch Attribute der Geometrie (z.B. Außenkontur, Oberflächengüte etc.) an die Fertigung auszugeben und in diesem Zug auch die Methoden des Drucks zu definieren. In Abstimmung mit der Aconity GmbH erarbeitet die CENIT hierzu aktuell eine direkte CATIA Schnittstelle.
Diese und weitere Ergebnisse werden die zehn Partner des Konsortiums zur Halbzeit des Projekts Bionic Aircraft im April 2018 der EU Kommission präsentieren.
ÜBER DAS PROJEKT BIONIC AIRCRAFT
Das Projekt BIONIC AIRCRAFT entwickelt neue Technologien, Methoden und Konzepte für die additive Fertigung (ALM) von Flugzeugen. Mit einer erfolgreichen Implementierung von ALM-Technologien soll die Ressourceneffizienz der Luftfahrt in allen Phasen eines Flugzeuglebenszyklus erhöht werden – von der Herstellung über den Betrieb und die Wartung bis hin zum Recycling. Mit neuen bionischen Designansätzen und der Entwicklung von hochfesten Aluminiumlegierungen werden Bauteilgewichtseinsparungen von mehr als 50% im Vergleich zur traditionellen Titanherstellung erwartet. Während der Herstellung soll die Ausbeute für die ALM-Pulverproduktion für Aluminium um 30% erhöht werden. Aufgrund der durchschnittlichen Gewichtsreduktion von mehr als 30% für topologie- und bionisch optimierte ALM-Komponenten wird eine signifikante Reduzierung der Emissionen während des Betriebs angestrebt.