Effiziente Prozesssimulation für den 3D-Druck von Metallen mit RISTRA-AM

RISTRA-AM ist eine innovative Simulationssoftware, die den Verzug im Metall-3D-Druck (Laser Powder Bed Fusion, LPBF) zuverlässig und schnell vorhersagt. Dank GPU-beschleunigter Berechnungen läuft sie bis zu 80-mal schneller als vergleichbare Lösungen, spart Zeit und Ressourcen und eröffnet neue Möglichkeiten im Design- und Produktionsprozess.

Herausforderung: Verzug im Metall-3D-Druck

Bei der additiven Fertigung von Metallbauteilen entstehen durch starkes Erhitzen und Abkühlen innere Spannungen, die zu Verformungen führen können. Diese sogenannten Verzüge mindern die Bauteilqualität, verursachen Ausschuss und bergen sogar das Risiko, Drucker zu beschädigen. Herkömmliche Simulationsverfahren können für die Umgehung solcher Probleme zwar schon eingesetzt werden, durch ihre in der Praxis zu langen Simulationszeiten sind sie jedoch oft ungeeignet für den Einsatz in automatisierten (Optimierungs-)Prozessen.

Simulation macht Verformungen berechenbar

Auf Basis unserer langjährigen Expertise in der Entwicklung des GPU-basierten Finite-Elemente Lösers RISTRA haben wir eine Softwarebibliothek entwickelt, die speziell auf die Simulation additiver Fertigungsprozesse ausgerichtet ist. Sie nutzt die Inherent-Strain-Methode, bei der innere Spannungen über kalibrierte Näherungswerte modelliert werden. Dadurch lässt sich der Verzug effizient berechnen, ohne den kompletten thermischen Prozess abbilden zu müssen.

Dank speziell entwickelter Algorithmen und Datenstrukturen kann die Software die parallele Rechenleistung moderner Grafikkarten (graphics processing units – GPUs) voll ausschöpfen. So werden Simulationsläufe bis zu 80-mal schneller durchgeführt als mit etablierten CPU-basierten Verfahren. Das ermöglicht nicht nur eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis, sondern auch neue Arbeitsweisen, wie das virtuelle Testen vieler Bauteilorientierungen oder die Simulation von materialsparenden Stützstrukturen.

Haben wir Ihr Interesse geweckt?

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