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Restriktionsgerechte Gestaltung innerer Strukturen für das Selektive Laserstrahlschmelzen

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Additive Manufacturing Quantifiziert

Zusammenfassung

Im vorliegenden Beitrag wird der Einsatz von inneren Strukturen zur Gestaltung von gewichtsoptimierten Bauteilen untersucht. Basierend auf grundlegenden Untersuchungen von mechanisch belasteten inneren Strukturen, wird ein Prozess zur Reduzierung des Bauteilgewichts von technischen Systemen durch die Substitution von Wirkräumen mit inneren Strukturen beschrieben. Anhand eines Demonstrators wird die spannungs- und fertigungsgerechte Bauteilgestaltung der inneren Strukturen untersucht. Durch den Einsatz einer strukturmechanischen Simulation (FEM) sowie der Beachtung von Gestaltungsrichtlinien, welche die Maschinen- und Prozessmöglichkeiten abbilden, werden iterativ neue Modellgenerationen aufgebaut. Das resultierende Produktmodell, welches durch den Einsatz von inneren Strukturen neue Leichtbaupotentiale im Vergleich zu konventionelle gefertigten Modellen erschließt und unter Beachtung von Gestaltungsrichtlinien den Möglichkeiten des Selektiven Laserstrahlschmelzens entspricht, wird abschließend aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg gefertigt und hinsichtlich Abweichungen gegenüber dem digitalen Modell bewertet. Rückschlüsse eines Soll-Ist-Vergleichs des physikalischen sowie digitalen Modells werden weiterhin in den Gestaltungsprozess zurückgeführt.

Zusammenfassung

Durch das Selektive Laserstrahlschmelzen können Leichtbau potentiale erschlossen werden, welche mit konventionellen Fertigungsverfahren nur mit einem hohen technischen sowie wirtschaftlichen Aufwand umsetzbar sind. Im vorliegenden Beitrag wird der Einsatz von inneren Strukturen zur Gestaltung von gewichtsoptimierten Bauteilen untersucht. Basierend auf grundlegenden Untersuchungen von mechanisch belasteten inneren Strukturen, wird ein Prozess zur Reduzierung des Bauteilgewichts von technischen Systemen durch die Substitution von Wirkräumen mit inneren Strukturen beschrieben. Anhand eines Demonstrators wird die spannungs- und fertigungsgerechte Bauteilgestaltung der inneren Strukturen untersucht. Durch den Einsatz einer strukturmechanischen Simulation (FEM) sowie der Beachtung von Gestaltungsrichtlinien , welche die Maschinen- und Prozessmöglichkeiten abbilden, werden iterativ neue Modellgenerationen aufgebaut. Das resultierende Produktmodell, welches durch den Einsatz von inneren Strukturen neue Leichtbaupotentiale im Vergleich zu konventionelle gefertigten Modellen erschließt und unter Beachtung von Gestaltungsrichtlinien den Möglichkeiten des Selektiven Laserstrahlschmelzens entspricht, wird abschließend aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg gefertigt und hinsichtlich Abweichungen gegenüber dem digitalen Modell bewertet. Rückschlüsse eines Soll-Ist-Vergleichs des physikalischen sowie digitalen Modells werden weiterhin in den Gestaltungsprozess zurückgeführt.

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  1. Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG), Leibniz Universität Hannover, Hannover, Deutschland

    Rene Bastian Lippert

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  1. Rene Bastian Lippert
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  1. Institut für Produktentwicklung und Gerätebau, Leibnitz Universität Hannover, Hannover, Germany

    Roland Lachmayer

  2. Institut für Produktentwicklung/Gerätebau, Leibniz Universität Hannover, Hannover, Germany

    Rene Bastian Lippert

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Lippert, R.B. (2017). Restriktionsgerechte Gestaltung innerer Strukturen für das Selektive Laserstrahlschmelzen. In: Lachmayer, R., Lippert, R. (eds) Additive Manufacturing Quantifiziert. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54113-5_3

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