Eines der interessantesten Features der 3D-Drucktechnologie ist die Möglichkeit, das Innere von Bauteilen zu gestalten. Während in der subtraktiven Fertigung nur von außen bearbeitet werden kann, lässt sich im 3D-Druck jeder Bereich des Bauteils gestalten, eben auch das Innere. Beispielsweise können genau definierte Kanäle eingebracht werden, noch verbreiteter sind allerdings Gitterstrukturen oder Lattices, die unter anderem Material und Gewicht einsparen, ohne die Festigkeit zu verringern. Doch mit Gittern lassen sich noch weitere Effekte erzielen, beispielsweise Veränderung der Elastizität eines Werkstoffs – feinere Gitter ergeben ein weicheres, gröbere Strukturen ein festeres Material. Mit dem neuen Gitterstrukturen in 4D_Additive 1.5 ermöglicht es Core Technologies, individualisierte Strukturen zu erzeugen. Diese erlauben bei mechanischen Leichtbauteilen und Gebrauchsgegenständen eine maßgeschneiderte Fertigung.
Gitterstrukturen haben allerdings bei der Modellierung einen großen Nachteil: Werden sie als Volumen modelliert, bremsen sie das System durch die riesige Anzahl von Elementen. Manche CAD-Systeme integrieren die Gitterstruktur deshalb als Netzgeometrie, beispielsweise im STL-Format. Dadurch ist sie allerdings kaum zu bearbeiten. 4D_Additive erlaubt in der neuen Version 1.5 ein elegantes Bearbeiten der Gitter und ermöglicht es damit, die interessanten Möglichkeiten, die Gitterstrukturen ermöglichen, voll auszunutzen.
Mithilfe der neuen Funktionen werden komplexe Geometrien für die additive Fertigung von mechanischen Leichtbauteilen und Gebrauchsgegenständen schnell, einfach und individualisiert erzeugt. Additiv gefertigte Bauteile mit zusätzlichen Eigenschaften wie progressiver Dämpfung, hocheffizientem Wärmetausch oder Leichtbau können schnell entwickelt und optimiert werden. Funktionen einer ganzen Baugruppe lassen sich in ein einziges Bauteil integrieren.
Beispielsweise kann die Zellgröße und die Gitterstärke der Strukturen dem Belastungsprofil durch eine Farbgrafik angepasst werden, sodass die Bereiche mit höherer Belastung adaptiv mit dichterer Struktur erzeugt werden. Die Nastran-Schnittstelle der Software erlaubt die nahtlose Übergabe der Daten an CAE-Berechnungssysteme zur Validierung der in Sekunden erzeugten Geometrien.
Mit 22 verschiedenen Gittertypen werden innen- und außenliegende Gitter auf Basis der originalen 3D/CAD-Modelle erzeugt. Einzelne Flächenbereiche oder Teile des Bauteilvolumens werden schnell und einfach durch leichte und hochfeste Strukturen wie zum Beispiel Gyroide oder Stochastk Voronoi ersetzt und das CAD-Modell so für den jeweiligen Anwendungszweck optimiert.
Die einfache Erzeugung von Perforationsmustern ist mit Hilfe neuer Boolscher Funktionen möglich. Hierbei werden Tausende von Löchern beliebiger Größe automatisch so erzeugt, dass sie normal zur Fläche des CAD-Modells stehen. Interessante Anwendungsfäll für die Technologie sind zum Bespiel additiv gefertigte Formen für Vakuum-Tiefzieh-Verfahren oder Katalysatoren.
Funktionen zur Erzeugung von Gitterstrukturen verschiedener Dichte, die mit additiven Verfahren gefertigt werden, verändern künftig die Art und Weise der Produktentwicklung und definieren die Leistungsfähigkeit von Produkten neu. So werden beispielsweise Schuhe und Fahrradsättel für den individuellen Kundenbedarf maßgeschneidert gefertigt. Mit 4D_Additive 1.5 ist Core Technologie auf diesem Weg einen wichtigen Schritt weitergegeben und erschließt den Anwendern mit einfach bedienbaren Funktionen die Power der Gitterstrukturmodellierung.
