Leistungsfähigkeitvon Bauteileneffizient steigern

Wie kann die Leistungsfähigkeit von Bauteilen bei gleichem Gewicht um ein vielfaches gesteigert werden? Durch Kombination von Simulation und 3D-Druck kann der gesamte Optimierungsprozess stark verkürzt werden.

Aufwendige und kostenintensive Materialtest werden durch Simulation ersetzt und der Prototyp kann schnell und kostengünstig mithilfe innovativer 3D Drucktechnologie hergestellt werden. Ein Radträger ist unter Last Verformungen ausgesetzt, die die Spurstabilität des kompletten Fahrwerks beeinflussen können. Daher ist die Steifigkeit dieses Bauteils besonders wichtig.

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Die Herausforderung war, das Design des bestehenden Radträgers so zu optimieren, dass der Radträger bei gleichem Gewicht um ein Vielfaches steifer ist. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte erklärt, wie der Radträger durch Simulation und 3D-Druck effizient optimiert wurde. Die für das Bauteil nötigen Feingussformen wurden im 3D-Druckverfahren BInder Jetting hergestellt. Dank Strukturoptimierung und nahezu unbegrenzter Gestaltungsfreiheit im Formenbau durch 3D-Druck konnten deutlich verbesserte Leistungsmerkmale erzielt werden.

Gusssimulation

Die Gusssimulation wurde zwei Mal verwendet – zu Beginn und am Ende des Designprozesses. In der frühen Phase ermöglichte es den Konstrukteuren, die Herstellbarkeit des Bauteildesigns zu überprüfen und zu optimieren, um so innere Schäden zu vermeiden und kritische Bereiche analysieren zu können, während gleichzeitig die Iterationen zwischen Design- und Entwicklungsabteilung reduziert werden konnten. Am Ende der Designphase wurde dann noch einmal der Füllprozess und der Erstarrungsvorgang simuliert.

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Vorteile des 3D-Druck im Überblick

  • Zeitersparnis: Kurze Durchlaufzeiten
  • Kostenersparnis: Werkzeuglose Fertigung
  • Hohe Flexibilität, bezüglich Stückzahl, Formdesign und Varianten
  • Geometrien beliebiger Komplexität
  • Keine Lagerkosten
  • Keine Stützstrukturen nötig
  • In der Regel keine Expansion beim Ausbrennen

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