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Stratasys und nTopology: Halterungen schnell entwickeln und 3D-drucken

Sie fristen ein Nischendasein, sind aber aus der Konstruktion und Produktion nicht wegzudenken: Spannvorrichtungen und Halter, im englischen Jigs and Fixtures. Ob es darum geht, ein Bauteil für die CNC-Bearbeitung zuverlässig zu fixieren oder in einem Flugzeug die Innenverkleidungen am Skelett zu befestigen, Halter sind allgegenwärtig. Wenn man sich allerdings vor Augen führt, dass in einem Flugzeug zehntausende dieser Halter verbaut sind, wird schnell klar, welche Potentiale in Sachen Konstruktionsautomatisierung, aber auch Gewichts- und Materialeinsparung hier schlummern. Engineering-Softwarehersteller nTopology und 3D-Druckerhersteller Stratasys haben sich zusammengetan, um eine entsprechende Lösung zu entwickeln: FDM Assembly Fixture Generator.

-gedruckte Vorrichtung für einen Gastank
Sehr schnell lassen sich 3D-gedruckte Vorrichtung mit der neuen DfAM-Software entwickeln (Alle Bilder: Stratasys).

Bei FDM denkt man oft zuerst an Hobbygeräte wie die RepRap-Drucker. Dabei hat FDM-Erfinder Stratasys das Verfahren in seinen Fortus-Druckern zu einem zuverlässigen Fertigungsverfahren weiterentwickelt und mit Kohlefaserangereichertem Nylon zudem extrem feste Werkstoffe im Programm. Damit hat diese Technologie ein Niveau an Genauigkeit und Zuverlässigkeit erreicht, das für den Einsatz in kommerziellen Flugzeugen und sogar auf der Internationalen Raumstation erforderlich ist.

Aber das Entwerfen mit den vorhandenen Engineering-Software-Tools führt immer noch zu langen Vorlaufzeiten und verlangsamt den Prozess der additiven Fertigung bis hin zur Anwendung. Die neue Zusammenarbeit zwischen Stratasys und nTopology kombiniert das Fachwissen von Stratasys mit der schnellen Modellherstellung, dem praxisorientierten Design und den wiederverwendbaren Arbeitsabläufen der nTopology Engineering-Software ‘nTop Platform‘. Es entsteht ein echter Design for Additive Manufacturing (DfAM)-Prozess.

Der FDM Assembly Fixture Generator, welcher der erste von mehreren geplanten DfAM-Workflows ist, automatisiert die Konstruktion von Werkzeugen und Vorrichtungen und ermöglicht es Ingenieuren, eine Bauteil-Datei durch einfaches Ziehen und Ablegen schnell in eine druckfertige Vorrichtung zu verwandeln.

Bradley Rothenberg, Gründer und CEO von nTopology, zeigte mir, wie schnell man in seiner neuen Software eine Vorrishtung entwickelt: Er importierte eine Bauteilgeometrie in die Software und diese erzeugte auf Knopfdruck eine kastenförmoige Halterung. Über eine Leite mit einer Vielzahl von Optionen lässt sich das Design verfeinern, beispielsweise der Abstand zwischen Halterung und Bauteil oder auch die Aushöhlung des Blocks mit einer Gittergeometrie zur Versteifung – der sogenannte „fractal infill“. Dank der Partnerschaft mit Stratasys lassen sich Druckmaterialien auswählen und das Ergebnis der Entwicklung direkt auf den Drucker schicken.

Fertigungsvorrichtung aus dem FDM Assembly Fixture Generator
Der FDM Assembly Fixture Generator automatisiert das Design von Vorrichtungen wie dieser aus Stratasys Nylon 12CF.

„Die Software von nTopology für additives Design ist eine leistungsstarke Kombination mit unseren additiven Fertigungssystemen, daher war es klar, dass wir zusammenarbeiten sollten“, sagte Pat Carey, Senior Vice President of Products and Solutions bei Stratasys. „Unsere Analyse zeigt, dass Fertigungsanwendungen derzeit das stärkste Wachstum in unserer Branche verzeichnen, von 2,8 Milliarden USD im Jahr 2015 auf 25 Milliarden USD im Jahr 2025, sodass wir unsere erste Zusammenarbeit auf die Bedienung dieses Segments konzentriert haben. Unternehmen wollen schneller vorankommen – um sich an Veränderungen anpassen zu können – und die rein digitale Fertigung gibt ihnen diese Flexibilität.“

„Wir freuen uns, die Stratasys-Additiv-Community mit der nTop-Platform zu bereichern, indem wir die Stratasys-Expertise mit unserer leistungsstarken Plattform kombinieren und unseren Anwendern verbesserte Designs mit kürzeren Herstellungszeiten bieten“, sagte Bradley Rothenberg. „Die Fertigung durchläuft den tiefgreifendsten Wandel, den sie seit 100 Jahren erlebt hat, und die Zusammenarbeit von Stratasys und nTopology bringt diese einzigartige kombinierte Innovation, um diesen Wandel zu beschleunigen.“

Die erste Version des FDM Assembly Fixture Generator ist ab sofort auf der nTop Platform als kostenlose Testversion verfügbar. Zusätzlich zum Workflow stellen Stratasys und nTopology auch eine Vielzahl von Schulungsvideos und Ressourcen zur Verfügung.

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