Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGDMit funktional veränderten (gradierten) Materialien lassen sich Bauteile anforderungsgerecht auslegen. Deshalb entwickeln Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IGD die Anwendung GraMMaCAD, um Materialverteilungen elegant und intuitiv an CAD-Modellen definieren zu können. So erschließen sie neue Möglichkeiten von Multimaterial-3D-Druck und setzen komplexe Bauteilanforderungen um.
Mit der Software GraMMaCAD (Graded Multi-Material CAD) gibt das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD der Industrie ein passendes Werkzeug an die Hand. Damit lassen sich im Prozess der virtuellen Produktentwicklung CAD-Modelle schnell und einfach anreichern, und zwar hinsichtlich dessen, wie sich Material verteilt und wie es verläuft.
Bisher verbringen Designschaffende, Konstrukteure oder 3D-Druck-Dienstleister viel Zeit damit, lokal variierende Eigenschaften auf CAD-Modellen zu definieren. Für diesen umständlichen Prozess existiert keine elegante Lösung, die eine interaktive und intuitive Definition lokal variierender Eigenschaften erlaubt. Daher stellt sich die Frage: Wie lassen sich mit geringem Aufwand lokal variierende Materialinformationen innerhalb eines virtuellen dreidimensionalen Bauteils erzeugen?
Hier setzt GraMMaCAD an. Die Software des IGD kann volumetrische Materialverteilungen und Materialverläufe interaktiv erzeugen und bietet der Benutzerin und dem Benutzer dafür einen graphisch-interaktiven Editor an, der dies auf elegante und benutzerfreundliche Art unterstützt. Ausgangspunkt ist ein CAD-Modell, das mit einem beliebigen CAD-Werkzeug modelliert wurde. Die Lösung unterstützt dabei zahlreiche gängige CAD-Formate, wie z. B. STEP, CATIA, JT, Pro/E und SolidWorks. Die Benutzer können in GraMMaCAD zwischen drei Ansätzen auswählen, um Materialverteilungen an dem CAD-Modell zu generieren. Mit dem ersten Ansatz können sie eine oder mehrere CAD-Flächen des CAD-Modells auswählen. Den zweiten Ansatz bilden sog. Hilfsgeometrien. Dabei kann der Benutzer z. B. eine oder mehrere neu erzeugte Ebenen wählen. Die ersten beiden Möglichkeiten bewirken einen gradierten Materialverlauf, welcher von den gewählten Flächen ausgeht, wobei die Benutzer die Art des Materialverlaufs graphisch-interaktiv beeinflussen können. Der dritte Ansatz bietet sich an, wenn der Benutzer Gradierungen zwischen Teilen eines CAD-Modells erreichen möchte. Dazu muss das CAD-Modell im CAD-System unterteilt werden. GraMMaCAD kann dann dazu verwendet werden, um zwischen diesen Teilen einen Gradienten zu schaffen, der der Geometrie des Bauteils folgt.