Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGDDigitale Pipeline für gradierte Produkte
Zusammen mit Lithoz ist es uns gelungen mit GraMMaCAD funktional-gradierte Materialien im Keramik-3D-Druck zu realisieren. Über die aktuellen Entwicklungen von GraMMaCAD kann man sich auf der formnext 2022 bei unseren Partner Lithoz informieren.
In den ausgestellten Bauteilen sind Übergänge von porösen nach dichten Strukturen aus Aluminiumoxid gedruckt worden. Dazu verwendet Lithoz das Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) Verfahren. Gedruckt wurden die Bauteile auf dem Lithoz Multi-Material Drucker CeraFab Multi 2M30.
Bilder: Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM)
Eine weitere funktionale Erweiterung von GraMMaCAD stellt die Definition von gradierten Eigenschaftsverläufen im High Speed Sintering (HSS) Verfahren dar. In Kooperation mit der Universität Bayreuth, dem Fraunhofer IPA und voxeljet wurden Bauteile aus thermoplastischen Pulyurethan (TPU) auf der Anlage VX200 HSS gefertigt. Dies ermöglicht die Integration neuer Funktionen und reduziert die Rissbildung.
Bilder: High Speed Sintering (HSS)
Intuitive und elegante Definition von Materialverläufen an einem CAD Modell
CAD-Modelle mit lokal variierenden Eigenschaften zu versehen ist für Designer, Konstrukteure und 3D-Druck-Dienstleister heute schwierig und zeitaufwendig.
Gängige Praxis ist, entweder das Modell in Teilmodelle zu unterteilen, denen dann verschiedene Materialien zugewiesen werden, oder die Materialzuweisung anhand von Bildern (Texturen) in einem Vorbereitungsschritt für den 3D-Druck vorzunehmen. Ersteres erlaubt i.d.R. nur diskrete Materialübergänge, während bei dem zweiten Verfahren die Gradierung als Variation der Texturinformation erzeugt werden muss.
Herausforderungen bestehen darin, einfach und schnell kontinuierliche, der Geometrie folgende Materialgradienten zu generieren, wie sie mit modernen Multimaterialdruckern hergestellt werden können.
Werkzeug zur vereinfachten Definition von Materialverteilung
Mit unserer Software stellen wir dem Benutzer ein Werkzeug zur Verfügung:
- das intuitive und flexible Interaktionsmethoden zur Definition von Materialverteilung auf beliebiger CAD-Geometrie bietet,
- mit dem Anwender zugleich CAD-Oberflächen verwenden oder Hilfsgeometrien nutzen können,
- bei dem Hilfsgeometrien Materialverläufe in die CAD-Geometrie einfügen können
- bei dem auch Kombinationen aus CAD-Oberflächen und Hilfsgeometrien möglich sein werden und
- mit dem der Materialverlauf angepasst werden kann, d.h. der Bereich, über den sich der Materialgradient erstreckt, kann beeinflusst werden.
