Fraunhofer IGD e GraMMaCAD

Implementa progetti sofisticati utilizzando la stampa 3D multimateriale

Con materiali funzionalmente classificati , i componenti possono essere ottimizzati in base alle esigenze. Questo è il motivo per cui i ricercatori del Fraunhofer IGD utilizzano l’applicazione GraMMaCAD per definire in modo elegante e intuitivo le distribuzioni dei materiali sui modelli CAD . In interazione con la stampa 3D multi-materiale, sorgono nuove possibilità per implementare requisiti di componenti più complessi.

Rispetto alle tecniche di produzione tradizionali, la produzione additiva consente una maggiore libertà di progettazione. Nuove forme possono essere progettate, funzioni possono essere integrate in forme o diversi materiali possono essere combinati – in un unico processo di stampa. L’utilizzo di più materiali e la loro combinazione in più materiali sta diventando sempre più importante per l’industria. I cosiddetti materiali a gradiente emergono specificamente dalla manifattura additiva, cioè materiali le cui proprietà si sviluppano continuamente lungo una direzione spaziale, eventualmente anche seguendo più direzioni spaziali o seguendo la geometria oi carichi sul componente. Tale cambiamento può essere ottenuto se la composizione del materiale o i parametri di processo vengono modificati nel processo di produzione additiva. Quindi le proprietà del materiale all’interno di un componente possono essere impostate in modo molto specifico. Un esempio di applicazione potrebbe essere un flusso di materiale duro-morbido che scorre su un elemento di smorzamento, che è quindi meno suscettibile alle fessurazioni nella transizione del materiale rispetto a se il materiale cambia bruscamente, come nel nostro esempio della base.

Con il GraMMaCAD (Graded Multi-Material CAD) software , l’Istituto Fraunhofer per Graphic Data Processing IGD fornisce l’industria con uno strumento per le loro geometrie CAD, che può essere utilizzato per definire in modo interattivo le distribuzioni di materiali e flussi di materiali nel processo di sviluppo di prodotti virtuali.

Finora, la definizione di proprietà variabili a livello locale sui modelli CAD è stata un processo laborioso e dispendioso in termini di tempo per progettisti, costruttori o fornitori di servizi di stampa 3D. Non esiste una soluzione elegante che consenta una definizione interattiva e intuitiva di proprietà variabili a livello locale. La pratica comune consiste nel dividere il modello in sottomodelli, a cui vengono poi assegnati materiali diversi. Tuttavia, questo di solito consente solo transizioni di materiale discrete. Oppure puoi assegnare il materiale utilizzando immagini (trame) in una fase di preparazione per la stampa 3D. La classificazione deve essere creata variando le informazioni sulla trama: è necessario prendere precauzioni speciali quando si cambia la geometria o sono necessarie regolazioni manuali.

Sorge quindi la domanda: come possono essere generate informazioni materiali variabili localmente all’interno di una componente tridimensionale con poco sforzo?
È qui che entra in gioco GraMMaCAD. Questo software vuole generare in modo interattivo distribuzioni di materiali volumetriche e processi di materiali e utilizza un editor grafico-interattivo in modo elegante e intuitivo. Il punto di partenza è un modello CAD che è stato modellato con qualsiasi strumento CAD. La soluzione Fraunhofer IGD supporta numerosi formati CAD comuni, come STEP , CATIA, JT, Pro / E e SolidWorks. In GraMMaCAD, gli utenti possono scegliere tra tre approcci per generare distribuzioni di materiale sul modello CAD. Con il primo approccio, è possibile utilizzare una o più superfici CAD del CAD-Seleziona modello. Il secondo approccio è formato dalle cosiddette geometrie ausiliarie. L’utente può ad es. B. selezionare uno o più livelli appena creati. Le prime due possibilità generano un corso materiale graduato, che parte dalle aree selezionate, per cui l’utente può influenzare graficamente e interattivamente il tipo di corso materiale. Il terzo approccio si verifica quando l’utente assegna le informazioni sul materiale ai componenti del modello CAD e attiva il calcolo automatico (interpolazione) delle proprietà del materiale tra di loro. In questo caso, l’utente deve prima scomporre il modello CAD in corpi delle parti nel software CAD e può quindi assegnare un materiale specifico a ciascun corpo della parte o dichiararlo come classificato. GraMMaCAD genera quindi automaticamente il percorso del materiale in base alle informazioni sui dintorni.

Le macchine da stampa 3D in grado di elaborare diversi materiali in uno spazio limitato possono in linea di principio produrre modelli CAD graduati, ad es B. Dispositivi delle serie J7 e J8 di Stratasys . Ma sempre più stampanti 3D multi-materiale stanno entrando nel mercato e implementano oggetti funzionalmente classificati per design sofisticati, come B. Mimaki 3DUJ-553, Arburg Freeformer e la testina di stampa Aerosint Selective Powder Deposition Recoater.

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