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Am 28. August findet am Fraunhofer IGD der fünfte CAxMan-Workshop der diesjährigen internationalen Roadtour statt. CAxMan (“Computer-Aided technologies for Additive Manufacturing“) ist ein Projekt für Forschung und Innovationen, das cloudbasierte Toolboxes, Workflows und einen One-Stop-Shop für computergestützte Konstruktion, Simulationen und Prozessplanung in Additiven Fertigungsverfahren umfasst.
Die Ziele von CAxMan sind:
- Reduzierung des Materialeinsatzes und höhere Gewichtsersparnis durch Integration von Hohlräumen
- Optimierte Verteilung und Sortierung des Materials für generative Fertigungsprozesse mit unterschiedlichen Materialien
- Produktion von Komponenten, die bisher nicht oder nur sehr aufwändig mit subtraktiven Prozessen möglich war
- Verbesserung der analysebasierten Prozessplanung für die additive Fertigung unter Berücksichtigung thermischer und mechanischer Belastungen und entsprechendem Feedback für die Konstruktionsphase
- Herstellung der Kompatibilität von additiven und subtraktiven Prozessen in der Produktion, um die Formenflexibilität Additiver Prozesse mit dem Oberflächenfinish subtraktiver Prozesse zu kombinieren
- Standardisierung in der Additiven Fertigung
Unterstützt wird die Veranstaltung durch die Firma clesgo, die Dienstleistungen für cloudbasiertes Engineering für Unternehmen im fertigenden Gewerbe anbietet.
Programm CAxMan-Workshop
13:00 – 13:30 | Registrierung & Mittagsimbiss, Kaffee |
13:30 – 13:40 | Begrüßung und Einführung |
13:40 – 14:05 | Industrielle Anforderungen an die Additive Fertigung |
14:05 – 14:30 | Additive Manufacturing - eine Herausforderung für kleine und mittelständische Betriebe? |
14:30 – 14:55 | Multi-Material im 3D-Druck – Stand der Technik |
14:55 – 15:10 | Kaffeepause |
15:10 – 15:35 | 10 Punkte zur Wirtschaftlichkeit der Additiven Fertigung |
15:35 – 16:00 | On the convergence of solid modelling, simulation and 3D printing |
16:00 – 16:25 | Cloudbasierte Engineering Anwendungen für Additive Fertigung |
16:25 – 17:00 | Abschlussdiskussion |
Industrielle Anforderungen an die Additive Fertigung
Die additive Fertigung ist in das Bewusstsein vieler Industrien inzwischen nicht nur als Lösung für schnelle Prototypen, sondern auch als Produktionsmethode vorgedrungen.
cirp konzentriert sich seit fast 25 Jahren auf Kunststoffteile ab Stückzahl 1 und engagiert sich intensiv gemeinsam mit Forschungspartnern aus dem In- und Ausland, existierende Grenzen in der Additiven Fertigung zu verschieben.
Um die großen Potentiale der additiven Fertigung, ihrer gestalterischen Freiheit und die wirtschaftlichen Chancen gerade für kleine Stückzahlen und Ersatzteile zu heben, müssen Prozessbeherrschung, Reproduzierbarkeit, Materialeigenschaften und Haltbarkeit hohe Anforderungen erfüllen. Auch die Prozesswelt drumherum bedarf einer intensiven Betrachtung.
In einem vom BMWi geförderten Verbundprojekt kümmert sich cirp mit anderen Partnern darum, wie zu ersetzende Teile für Eisenbahn oder für klassische Automobile schnell erfasst, identifiziert und Ersatzteile mit der additiven Fertigung produziert werden können.
Andere Forschungsaktivitäten widmen sich beispielsweise funktionalisierten, nanoverstärkten Kunststoffen für den Multimaterialdruck oder der Qualitätsüberwachung beim laserbasierten SLS Prozess.
Additive Manufacturing - eine Herausforderung für kleine und mittelständische Betriebe?
Die Additive Fertigung findet in immer mehr Unternehmen Anwendung. Dabei stehen die Mitarbeitern vor einer Vielzahl von Herausforderungen die zumeist ohne externe Hilfe schwer zu bewältigen sind. Entscheidungen im Produktdesign, in der Materialauswahl und in der Produktion müssen richtig getroffen werden, um das Potential der neuen Technologie zu nutzen. Ist dies in vielen Fällen schon schwierig, dann bringen neue Fertigungssysteme weitere Freiheitsgrade in die Produktionskette und verändern die Rahmenbedingungen.
Der Vortrag stellt aktuelle Entwicklungen im Maschinenmarkt dar und zeigt die Herausforderungen im Entwurf und der Herstellung von Bauteilen in der Additive Fertigung.
Multi-Material im 3D-Druck – Stand der Technik
3D-Druck ermöglicht eine bisher ungekannte geometrische Designfreiheit und die Herstellung von Objekten, die mit traditionellen Verfahren nicht herstellbar sind. Multimaterial-3D-Druck erweitert diese Designfreiheit, um die Möglichkeit Objekte mit partiell konduktiven/nicht-konduktiven oder gradierten optischen und mechanischen Eigenschaften mittels hochaufgelöster Druckmaterialanordnung zu produzieren.
In diesem Vortrag werden die wichtigsten in der Industrie eingesetzten Multimaterial-3D-Drucktechnologien vorgestellt. Es wird auf die informationstechnologischen Herausforderungen in der Ansteuerung der Maschinen eingegangen. Schließlich wird am Beispiel des graphischen Multimaterial-3D-Drucks der am Fraunhofer IGD entwickelte streamingfähige, voxelbasierte 3D-Druckertreiber „Cuttlefish“ zur Reproduktion von gradierter Farbe und Transluzenz vorgestellt.
10 Punkte zur Wirtschaftlichkeit der Additiven Fertigung
Viele Unternehmen stellen die Wirtschaftlichkeit in Frage und zögern noch bei der praktischen Umsetzung zu additiv gefertigten Produkten. In der Tat sind auch nicht jedes Produkt oder Bauteil additiv besser oder günstiger herzustellen als auf klassischen Wegen. Auf dem Holzweg sind jedoch diejenigen, die ein viele Jahre durchoptimiertes und durch den Einkauf nah an die Grenzkosten der Fertigung geprügeltes Projekt alleine durch einen Wechsel des Fertigungsverfahrens noch günstiger produziert haben wollen. Der Schlüssel zum Erfolg ist, das Projekt umfassender, ganzheitlicher zu betrachten und alle vor- und nachgelagerten Prozesse in die Optimierung einzubeziehen. Wir haben 10 Punkte, die innovative Ingenieure in ihre Gedanken einbeziehen sollten.
Cloudbasierte Engineering - Anwendungen für Additive Fertigung
Die Additive Fertigung ist eine vielversprechende Technologie, die die Produzierbarkeit und die Vielseitigkeit produzierender Unternehmen ergänzt. Obwohl die Entwicklung der 3D-Drucker in den letzten 10 Jahren signifikant vorgerückt ist, unterstützen erst wenige digitale Tools das Design für Additive Fertigung vollumfänglich. Produzierende Unternehmen, die Additive Fertigung anwenden, kämpfen mit der Ungewissheit des ressourcenintensiven „Trial & Error“-Prozesses. Der „Trial & Error“-Prozess wird durch die fehlende Übereinstimmung der Wechselwirkung zwischen Materialeigenschaften, innere Strukturen und das 3D-Druckverfahren ausgelöst. Cloudbasierte Engineering Anwendungen („Engineering Apps“) unterstützen die produzierenden Unternehmen bei der Umwandlung der Konstruktionsanforderungen in eine optimale 3D-Repräsentation für Additive Fertigung. Engineering Apps erhöhen die Zuverlässigkeit in der Planung und der Aufwandsschätzung, und helfen damit mehr Zeit für Innovation und Wettbewerbsfähigkeit freizuschalten.
On the convergence of solid modelling, simulation and 3D printing
Geometric modelling, simulation and 3D printing traditionally work on different representation schemes and data/file formats (BRep-NURBS, finite elements, STL). They all have their history, strengths and weaknesses. Working with different incompatible and – when mapped to each other - lossy representation schemes, hinders smooth integration along the work flow and, today, requires a lot of user intervention and tweaking to master this process in manufacturing value chains.
The research community has recognized these challenges and is working towards integration of a) modelling and simulation on the one hand and b) designing for 3D printing on the other hand. One of the preferred approaches is the so-called iso-geometric analysis (IGA) approach. Although, theoretically not bound to any particular representation scheme, the majority of research and development done in this field is directed towards tri-variate spline volumes.
This talk will present an alternative approach to representing volumetric shapes for manufacturing including 3D printing of parts with graded material properties and its simulation based on subdivision schemes. Challenges, opportunities, current state-of-the-art, limitations and future research directions are being presented and discussed to converge to the vision of seamlessly integrating modelling and simulating for the design of additive manufacturing parts.
Der Anmeldeschluss für die Veranstaltung ist abgelaufen (20.08.2018).
Sie haben noch weitere Fragen zu der Veranstaltung?
Dann schicken Sie bitte eine E-Mail an events@igd.fraunhofer.de.