Expertenbeitrag

Wirtschaftsingenieurin (BSc.) Antje Klimmer

Wirtschaftsingenieurin (BSc.) Antje Klimmer

Sales Managerin, CT CoreTechnologie GmbH

Konstruktion Software macht CAD-Daten intelligent

Autor / Redakteur: Antje Heeg / Stefan Guggenberger

Mit der 3D-Druck Software 4D_Additive werden native CAD-Daten als intelligente und exakte B-Rep-Geometrie aufbereitet. Die Software Suite erlaubt sowohl eine Analyse als auch eine Reparatur der CAD-Daten und ermöglicht damit additive Fertigung nach CAD Engineering Standard.

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Mit 4D_Additive können 3D-Druckbauteile mit internen und externen Lattice-Strukturen erzeugt werden.
Mit 4D_Additive können 3D-Druckbauteile mit internen und externen Lattice-Strukturen erzeugt werden.
(Bild: CT Core Technologie)

Mit der 4D_Additive-Software können CAD-Daten wie Catia, NX, Solidworks, Creo, Inventor, STEP, JT sowie Dateien im STL- und 3MF-Format verarbeitet werden. Durch den exakten CAD-Geometriekern ist erstmals bei einer 3D-Druck-Software die Prüfung, Reparatur und Vorbereitung der originalen Volumenkörper beziehungsweise 3D-Modelle nach präzisem CAD-Standard möglich.

Oberflächentexturen für neue Designmöglichkeiten

In der Software sind bereits 5.000 vordefinierte Oberflächenstrukturen hinterlegt. Zudem können Designer selbst Strukturen anlegen.
In der Software sind bereits 5.000 vordefinierte Oberflächenstrukturen hinterlegt. Zudem können Designer selbst Strukturen anlegen.
(Bild: CT CoreTechnologie)

Ein Highlight der Software ist das mit exakten CAD-Daten arbeitende Texturen-Modul, mit dem Designer auf eine Datenbank von über 5.000 vordefinierten Oberflächenstrukturen zurückgreifen oder eigene Designs erstellen können. Die Software ermöglicht die additive Fertigung sehr feiner, völlig neuer Oberflächen, beispielsweise für individualisierte Dekorblenden in Fahrzeugen und anderen Design-Produkten. Das Tool macht es zudem einfacher, Texturen auf dem CAD-Modell zu erzeugen, wobei zunächst die gewünschten Flächen sowie eine passende Textur aus der Datenbank gewählt werden. Danach werden Feinheit und Position der Struktur visuell angepasst, wobei eine gerenderte, fotorealistische Darstellung des Modells direkt die Beurteilung des Druckergebnisses ermöglicht. Die grafische Darstellung und die einfache Bedienung befeuern den kreativen Prozess beim Design neuer Teile.

Das Bauteil wird zum Datenträger

Die Nachvollziehbarkeit der Fertigungsposition sowie die Erzeugung von eindeutigen und sicheren Bauteilnummerierungen ist ein wichtiges Thema bei der produktiven Nutzung der additiven Fertigungstechnologie.

Anwender können unter anderem fortlaufende Seriennummern oder QR-Codes für ein Bauteil generieren.
Anwender können unter anderem fortlaufende Seriennummern oder QR-Codes für ein Bauteil generieren.
(Bild: CT CoreTechnologie)

Mit dem Texturen-Modul werden fortlaufende Nummern und Seriennummern regelbasiert und automatisch als Beschriftung auf den Bauteilen erzeugt. So werden zum Beispiel Prüfkörper ohne aufwendige Handarbeit mit Beschriftungen, die in Abhängigkeit ihrer Bauraumposition stehen, erstellt. Diese Markierungen erlauben Rückschlüsse auf die bauraumspezifische Oberflächengüte oder Materialeigenschaften. Zusätzlich können auch automatisch erzeugte Informationen über das jeweilige Bauteil wie Schwerpunkt, Datum oder Bauteilgröße für die Beschriftung beziehungsweise Erzeugung einer ID-Nummer verwendet werden. Darüber hinaus stehen zahlreiche Parameter zur Ausrichtung, Höhe oder Einprägung und Schriftgröße für individuelle Einstellungen zur Verfügung.

Zur Bauteilidentifikation werden mit dem Texturen-Modul zusätzlich zu den im CAD-Format gespeicherten Attributen auch Bildinformationen wie QR-Codes automatisch auf Bauteilen angebracht.

Effiziente Wärmeverteilung für 3D-gedruckte Teile

Im Sinne der bestmöglichen Wärmeverteilung erfolgt die Analyse des Bauteils auf sogenannten massiven Zonen, also Bereiche mit sehr großen Wandstärken, in denen beim Verschmelzen eine Wärmekonzentration stattfindet. Mit der Hollow-Funktion werden massive Bereiche ausgehöhlt und mit unterschiedlichen Waben- oder Gitterstrukturen gefüllt. Mit dem Advanced Lattice Modul kann man in Sekunden CAD-Volumenbauteile vollständig in beispielsweise Gyroid-Strukturen oder ähnliche Strukturen umwandeln.

Den Bauraum besser nutzen

Durch eine smarte Nesting-Funktionen soll der Bauraum von Druckern besonders effizient genutzt werden. Außerdem soll es möglich sein, die zu druckende Masse gleichmäßig zu verteilen.
Durch eine smarte Nesting-Funktionen soll der Bauraum von Druckern besonders effizient genutzt werden. Außerdem soll es möglich sein, die zu druckende Masse gleichmäßig zu verteilen.
(Bild: CT CoreTechnologie)

Durch intelligente Nesting-Funktionen mit Multiprozessorberechnung wird eine schnelle, automatische Füllung mit optimaler Ausnutzung des Bauvolumens sichergestellt. Speziell für Pulverbettverfahren bietet das automatische Befüllen der Bauplattform beziehungsweise des Bauraums einen hohen Nutzen, da sich der Zeitgewinn durch den Wegfall aufwendiger manueller Tätigkeiten merklich im Bauteilpreis niederschlägt. Analysefunktionen zeigen dem Anwender die Rauigkeiten je nach Orientierung des Bauteils in Echtzeit an und helfen, die bestmögliche Fertigungsposition zu ermitteln.

Das Nesting-Modul der neusten 4D_Additive-Software-Version ist mit der ‚Pack and Optimize‘-Strategie in der Lage, sowohl für eine maximale Füllung des Bauraums sowie für eine gleichmäßige Verteilung der zu druckenden Masse und damit für möglichst konstante Slice-Flächen zu sorgen. Hierbei nutzt das Programm die KI-Technologie und ahmt das Verhalten eines erfahrenen Anwenders nach, indem nach der Vorpositionierung gezielt leere Stellen im Bauraum automatisch gefüllt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch nicht maximal bestückte Bauräume gleichmäßig und ohne sogenannte Wärme-Nester bestückt werden.

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Wirtschaftsingenieurin (BSc.) Antje Klimmer

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Sales Managerin, CT CoreTechnologie GmbH