Herausforderungen in der additiven Fertigung
Die additive Fertigung gewinnt mit jährlich zweistelligen Marktwachstumsraten in Industrie und Handwerk zunehmend an Bedeutung. In der additiven Fertigung mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen von Metallen (PBF-LB/M) werden Stützstrukturen benötigt, um komplexe Geometrien erfolgreich herstellen zu können. Die aktuell verfügbaren Stützstrukturen erfüllen ihre Aufgaben nicht optimal. In der Einzel- und Kleinserienfertigung von Bauteilen führt das entweder zur Überdimensionierung der Stützstrukturen oder zu Fehldrucken. Hinzu kommt: Der erhöhte Materialverbrauch steigert die Kosten und verlängert die Druckzeiten. Das stellt insbesondere kleine und mittlere Unternehmen vor große Hindernisse.
Lösungsansatz: Algorithmische Botanik
Um Unternehmen in der additiven Fertigung die Sicherheit einer „first-time-right“-Produktion zu ermöglichen, ist die Gestaltung optimaler Stützstrukturen auf Basis von Simulationen von großer Bedeutung. Eine Lösung stellen Baumstrukturen dar: Sie sind hochgradig ressourceneffizient und können durch Ansätze aus der algorithmischen Botanik beschrieben werden. Die algorithmische Botanik hat Methoden entwickelt, um biologisches Wachstum durch Algorithmen zu beschreiben. Vorarbeiten haben gezeigt, dass die optimalen Strukturen eine baumähnliche Geometrie aufweisen.
