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4D_Additive: 3D-Druck-Software mit Nastran-Schnittstelle für Gitterstrukturenoptimierung

Die neueste Version der 3D-Druck-Software 4D_Additive von CoreTechnologie bringt eine -Schnittstelle mit. Damit unterstützt das Tool einen neuen Ansatz zur Erzeugung, Optimierung und Validierung von Leichtbaustrukturen. Mit dem Advanced Modul werden schnell und einfach Gitterstrukturen erzeugt und zur Optimierung über die neue Schnittstelle direkt an die Berechnungs-Software Nastran übergeben.

Gitterstrukturen mit Nastran optimieren – direkt aus heraus (Bild:

4D_Additive liest CAD-Daten aus 24 verschiedenen Formaten wie Catia, NX, SolidWorks, Creo, Inventor, STEP oder JT als exakte B-Rep Geometrie mit allen Fertigungsinformationen (PMI), Attributen, sowie der Konstruktionshistorie. Sollte es nicht vermeidbar sein, können die Modelle auch aus dem STL-Format eingelesen werden. Die für den 3D-Druck optimierten CAD-Modelle und -Bauräume können in allen gängigen Formaten wie amf-, 3mf- und STL, sowie in gängigen Slicing-Formaten cli, sli, abf, svg, sls, usf und g-code abgespeichert werden.

Die Integration der Schnittstelle als Standardformat in die 4D_Additive-Software ermöglicht es, die mit wenigen Klicks innerhalb von Sekunden erzeugten Gitterstrukturen, alternative Bauteildesigns und komplexe 3D-Geometrien nahtlos an die Berechnungs-Software zu senden.

Um Material einzusparen und Wärmeeintrag zu reduzieren, kann das massive Modell auf Knopfdruck bis auf eine zuvor definierte Wandstärke ausgehöhlt werden. Dazu enthält 4D_Additive eine sogenannte Massive Zone Prüfung, die Materialanhäufungen identifiziert, an denen sich das Aushöhlen anbietet. Diese inneren Leerräume werden dann in der Software mit Gittermustern von frei wählbarer Größe gefüllt. Die Berechnung unter Verwendung von Multiprozessoren erfolgt extrem schnell. Zudem lassen sich Gitterstrukturen bis an die Oberfläche erzeugen, wobei die vorher definierten Bereiche, beispielsweise Funktionsflächen, als Originalgeometrie erhalten bleiben. 4D_Additive bietet Tools zur automatischen Erzeugung von 20 unterschiedlichen 3D-Gitterstrukturtypen.

So lassen sich CAD-Volumenkörper mit internen Strukturen auffüllen sowie Teile der Körper durch externe Strukturen ersetzen. Unter anderen erzeugt 4D_Additive sogenannte Trabecular-Strukturen, die in der Natur beispielsweise in Knochen vorkommen, oder auch Gyroidmuster. Diese neuartigen Strukturen ermöglichen es, Gewicht, Stabilität, Spannungsverteilung und Stoßabsorption von Bauteilen zu optimieren.

Die Verwendung verschiedener Gittertypen und die Variation der Dichte sowie eine über den Bauteilverlauf variable Zellgröße erlaubt die Anpassung der Geometrie an geforderte Eigenschaften bei gleichzeitig optimierten Bauteileigenschaften. Zur Analyse und Validierung der neuen Bauteilgeometrie dient nun die Nastran-Schnittstelle. Die Simulationssoftware berechnet, ob sich die Bauteileigenschaften auf die gewünschte Weise verändert haben und ermöglicht bei Bedarf ein Nachjustieren.

Die neue 4D_Additive-Version mit Nastran-Schnittstelle wird Anfang 2022 ausgeliefert.

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