Additive Fertigungsverfahren ermöglichen es lastpfadgerecht optimierte und somit oft organisch anmutende Strukturen mit hohem Leichtbaugrad zu fertigen. Die hinzugewonnenen konstruktiven Freiheiten sind prozessbedingt jedoch noch eingeschränkt, weil Prozesswärme kontrolliert abgeführt werden muss. Und weil dünnwandige Überhänge im Druckprozess durch Stützstrukturen abgesichert werden müssen.

Um diese Prozessanforderungen direkt im Design zu berücksichtigen, werden Gittergeometrien in das Tragverhalten additiv gefertigter Bauteile integriert. Dieser Simulationsschritt eröffnet weitere Potenziale für leichtbaugerechtes Strukturdesign.

Als ein erstes Beispiel für die Zuverlässigkeit und das Potenzial einer maßgeschneiderten Simulationsstrategie wurde mit Partnern am Entwicklungsstandort Dresden ein additiv gefertigter Tankhalter aus der Legierung AlMgSi10 konzipiert und im SLM-Prozess (Selective Laser Melting) realisiert. Die inneren Stützstrukturen ermöglichen dabei eine leichte und stabile Bauweise.

Eine Fachveröffentlichung (kostenpflichtig) der Autoren Matthias Berner (Leichtbau-Zentrum Sachsen) und Ulf Martin, die in der Fachzeitschrift lightweight.design, Ausgabe 5/2018 erschienen ist, beschreibt anhand dieses prozessoptimal ausgelegten Tankhalters die Möglichkeiten einer effizienten, in den Designprozess integrierten Simulationsstrategie.

Bild oben: Modellierungsstrategie vom Basismaterial zum additiv gefertigten Bauteil (Quelle: LZS)

Quelle und weitere Infos: Leichtbau-Zentrum Sachsen