EOS und Additive Works: simulationsgestützte additive Fertigung mit Amphyon

EOS und Additive Works sind eine Partnerschaft eingegangen, in deren Mittelpunkt die Prozessvorbereitungssoftware Amphyon steht. Diese Software wurde von dem Ende 2015 gegründeten Start-Up Additive Works entwickelt, EOS bietet seinen Kunden diese Softwarelösung im Rahmen der Partnerschaft an. Zusätzlich treiben beide Unternehmen die Weiterentwicklung von Amphyon gemeinsam voran. Ziel ist es, die Ampyhon-Funktionalitäten für Orientierung-, Simulation- und Supportgenerierung in Eosprint 2, die Datenvorbereitungs- und Prozessmanagementsoftware von EOS, zu integrieren.

Amphyon von Additive Works

Amphyon von Additive Works berechnet die optimale Ausrichtung und andere 3D-Druckparameter – jetzt auch für EOS-Maschinen (Bild: EOS).

Amphyon ermöglicht es, den AM-Bauprozess im Vorfeld zu simulieren und so mögliche Problembereiche des zu fertigenden Bauteils frühzeitig – vor dem eigentlichen Bauvorgang – zu erkennen und zu lösen. Dank der benutzerfreundlich und intuitiv zu bedienenden Software können Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität sowie Produktivität und Stabilität des AM-Prozesses signifikant erhöht werden. Damit können Anwender Zeit und Kosten bei der Entwicklung von Bauteilen für die additive Fertigung erzielen.

Virtuelle Prozessvorbereitung vor dem eigentlichen Aufbauprozess

Dr. Nils Keller, CEO von Additive Works dazu: „Trotz der hohen technologischen Reife der additiven Fertigung kann es insbesondere für unerfahrene Anwender schwierig sein vorherzusagen, ob ein Bauteil wie erwartet gefertigt werden kann. Wenn nun ein Bauteil Probleme bereitet, etwa mit Oberflächendefekten oder starkem Verzug, bedeutet dies eine Verschwendung von Maschinenkapazität und Material. Eine Antwort auf diese Herausforderung ist unsere Software Amphyon.“ Weiter führt er aus: „Im Bereich konventioneller Fertigungsverfahren ist die Nutzung von Simulationssoftware Stand der Technik. Mit Amphyon wird die Simulation nun auch Teil der Lösung für die additive Fertigung. Das unterstreicht die wachsende Etablierung des industriellen 3D-Drucks und die sich verändernden Anforderungen an eine additive Serienfertigung.“

Amphyon unterstützt den Anwender dabei, potenzielle Herausforderungen eines Baujobs vorherzusagen und zu adressieren. Dabei werden zahlreiche, bislang erfahrungsbasiert und manuell ausgeführte Schritte der Prozessvorbereitung automatisch erledigt. So können Unternehmen ihre Bauaufträge im Vorfeld des eigentlichen additiven Fertigungsvorgangs optimieren, das Risiko von Fehlbauten minimieren und von einem stabilen und effizienten Bauprozess profitieren. Um einen klaren und einfachen Workflow zu ermöglichen, werden die Schritte der Prozessvorbereitung dabei gemäß dem „ASAP“-Prinzip (Assessment – Simulation – Adaption – Process) angeordnet, einem neuartigen Prozessvorbereitungs-Workflow für das Direkte Metall-Laser-Sintern (DMLS).

Im Assessment führt der Anwender im Examiner-Modul eine schnelle Geometrieanalyse durch, dabei untersucht die Software jede mögliche Aufbauorientierung eines Bauteils. Diesen Prozess manuell durchzuführen, verlangt zum einen ein tiefes Prozessverständnis vom Anwender. Zum anderen muss die Applikation selbst berücksichtigt werden, um von der Aufbauorientierung abhängige Kriterien wie die Bauzeit, das benötigte Stützvolumen, den Nachbearbeitungsaufwand und die Verzugsanfälligkeit ideal auf diese abzustimmen. Mittels der der Amphyon Software lässt sich die optimale Aufbauorientierung im Bauraum des industriellen 3D-Druckers für jeden Anwender mit wenigen Mausklicks berechnen.

In einem nächsten Schritt findet die Simulation auf Basis von zwei weiteren Modulen statt: Das derzeit im Beta-Stadium befindliche Support-Modul sowie das MPS-Modul (Mechanical Process Simulation). Mit dem Support-Modul lassen sich automatisch optimierte Stützstrukturen generieren. Diese verbinden ein additiv zu fertigendes Bauteil mit der Bauplattform und haben maßgeblichen Einfluss auf das Prozessergebnis. Die innovativen Optimierungsalgorithmen der Amphyon Software passen die Stützstrukturen selbst sowie deren Anbindung an das Bauteil entsprechend den errechneten Prozesskräften an.

Dadurch können nicht nur die Kosten der manuellen Supportgenerierung, sondern auch unnötiges Stützmaterial eingespart werden. Darüber hinaus wird die Prozessstabilität maßgeblich erhöht und Fehlbauten durch abgerissene Stützstrukturen lassen sich vermeiden. Das MPS-Modul bietet Anwendern eine schnelle und intuitiv zu bedienende Simulation des Aufbauprozesses und die Berechnung von prozessinduzierten Spannungen und Bauteilverzügen. Durch die Erstellung und den Aufbau einer „vordeformierten“ STL-Datei kann Amphyon solche Verzüge eliminieren.

Partnerschaft zur Optimierung des industriellen 3D-Drucks

Um eine einfache und gleichzeitig präzise Simulation zu ermöglichen, wurden im Rahmen der neuen Partnerschaft bereits die Materialeigenschaften der wichtigsten EOS-Metallwerkstoffe in der Amphyon Software verfügbar gemacht, mit der Zeit allen auch alle anderen Metallwerkstoffe von EOS zu kalibrieren und in die Datenbank aufzunehmen. Zudem sollen die Ampyhon-Funktionalitäten in Eosprint 2, die Datenvorbereitungs- und Prozessmanagementsoftware von EOS, zu integrieren.

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