Dienstag, 23. August 2016

SOLIDWORKS Simulation bei der ZmartPart GmbH

Die Rosenheimer Unternehmer von ZmartPart wandeln herkömmlich hergestellte Bauteile zu bionisch geformten Teilen, die im Lasersinterverfahren gedruckt werden. Was für viele noch eine Zukunftsvision sein mag, ist bei ZmartPart gelebte Realität.



Die Rosenheimer Ingenieure begeistern sich für die Technologien und das Potential der additiven Fertigung bzw. des 3D-Drucks. Als Dienstleister haben sie es immer wieder mit verschiedenen, spannenden Projekten zu tun, bei denen sie ihr Können für ihre Kunden einsetzen und große Erfolge erzielen. Die weitreichenden Möglichkeiten dieser Technik erklärte uns Herr Krapfl am Beispiel eines Hebels, der als Taktgeber in einer Automationsanlage zum Einsatz kommt.



Ursprünglich wurde der Hebel, der pro Anlage etwa 50-mal zum Einsatz kommt, aus Aluminium gefräst. Die Kosten für das fertigungsgerecht konstruierte Bauteil waren jedoch zu hoch, weshalb der Konstrukteur die Aufgabe bekam, eine günstigere Lösung zu suchen.
Schlussendlich sollte der Hebel gedruckt werden – dazu wurde das Bauteil mit Wandungen und Rippen versehen. Es entstand ein Design mit dem Charakter eines Kunststoffspritzteils, angelehnt an die ursprüngliche Fräskonstruktion.


Das Bauteil konnte aufgrund der Volumenreduzierung, im Vergleich zum gefrästen Bauteil, etwas günstiger im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Leider versagte es aufgrund der filigranen Ausprägung mechanisch im Testbetrieb. Der Versuch galt als gescheitert.

Nun kam das Team um Markus Krapfl und Vitus Zeller zum Einsatz. Deren Wissen und Erfahrung um die Möglichkeiten des 3D-Drucks, kombiniert mit einer alternativen Denkweise, die frei von traditionellen Fertigungsmethoden ist, lies ein bionisch designtes Bauteil entstehen.

Zur Designfindung kam eine Software zur Topologie-Optimierung zum Einsatz. Anschließend wurde das Bauteil mit SOLIDWORKS modelliert und mit SOLIDWORKS SIMULATION optimiert und verifiziert.

Das Bauteil hielt nun der mechanischen Belastung stand und wog aufgrund der Hohlbauweise nur mehr halb so viel wie das ursprünglich gedruckte Bauteil. Dies führte zu einer deutlichen Reduzierung des Preises.

Der Hebel stellt nur eines von zahlreichen Beispielen dar, die von ZmartPart beeindruckend bearbeitet wurden. Mechanische Baugruppen mit zahlreichen Komponenten konnten schon unter Einbehaltung der Funktion zu einem 3D-Druckteil entwickelt werden.

"Die 3D-Druckerbranche erwartet", so berichtet Herr Zeller, "dass sich die Druckkosten innerhalb der nächsten zwei bis drei Jahre halbieren werden - in zehn Jahren wird erwartet, dass sie auf ein Zehntel reduziert sind. Somit ist es für die Konstrukteure an der Zeit, sich in der Breite mit dem Druckverfahren zu befassen." Wie wichtig eine losgelöste Denkweise ist, zeigt dieses Beispiel auf. FEM-Simulationssysteme werden unverzichtbare und selbstverständliche Begleiter sein. Und ZmartPart steht gerne als Begleiter für einen ersten Sprung in diese Welt zur Verfügung.


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