Automatisiert zur Mehrzonen-Gitterstruktur

Carbons Designsoftware automatisiert die Erstellung von passgenauen Mehrzonen-Gitterstrukturen für den 3D-Druck und beschleunigt damit den Prozess der Produktentwicklung erheblich. Foto: Carbon

Eine weiterentwickelte Design-Software von Carbon automatisiert die Generierung von leichten und stabilen Mehrzonen-Gitterstrukturen für den 3D-Druck.

Carbon, einer der führenden Anbieter von 3D-Drucktechnologien, hat auf der Formnext die nächste Generation seiner Carbon Design Engine Software vorgestellt, die Produktdesignern dank weitreichender Automatisierung eine schnelle und vereinfachte Herstellung fortschrittlicher, komplexer Mehrzonen-Gitterstrukturen (Advanced Lattice-Module) erlaubt.

Die Softwarelizenzen werden im Frühjahr 2022 auf den Markt kommen und erstmals nicht nur Nutzern der Carbon-Plattform, sondern Designteams weltweit zur Verfügung stehen. Die Ein- und Ausgabe erfolgt auf Basis einer Solid Part STL-Datei, die von den meisten gängigen 3D-Druckern verwendet werden können.

Bislang stand diese Software nur Nutzern der Carbon-Plattform zur Verfügung. Ab Anfang 2022 können auch Einzelpersonen und Teams Softwarelizenzen erwerben, um innovative Mehrzonen Gitterstrukturen zu entwerfen, zu entwickeln und anschließend auf den gängigen 3D-Drucksystemen zu realisieren.

Automatisierung beschleunigt Produktentwicklung

Mit dem erweiterten Zugang zu Carbons Designsoftware wird die Erstellung von passgenauen Mehrzonen Gitterstrukturen automatisiert und damit der Prozess der Produktentwicklung drastisch beschleunigt. Die Design Engine Software wurde bereits von vielen führenden Marken eingesetzt, um innovative und leistungsstarke Produkte wie Fahrradsättel, Sporthelme und -handschuhe zu entwickeln.

Bei der Herstellung von 3D-gedruckten Fahrradsätteln hat sich die neue Software bestens bewährt. Foto: Carbon/Specialized

Mit Carbon Design Engine konnte beispielsweise Specialized Bicycles, einer der führenden Hersteller von Fahrrädern und Fahrradzubehör, den Fahrradsattel neu definieren. „Wir haben viel in Forschung und Innovation investiert, um das Fahrerlebnis auf dem Fahrrad weiterzuentwickeln und zu verbessern. Die Nutzung der Design Engine Software sowie des 3D-Druckverfahrens von Carbon hat es uns ermöglicht, einen Sattel mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften zu entwickeln. So konnten wir den Komfort deutlich verbessern, was mit traditionellem Schaumstoff nicht zu erreichen ist. Unser Ziel war es, an die Grenzen zu gehen, und genau das haben wir dank unserer Partnerschaft mit Carbon erreicht", erklärt Emma Boutcher, Produkt Managerin bei Specialized.

Mit der „Idea-to-Production“-Plattform von Carbon können Designer und Entwickler in kürzester Zeit fortschrittlichere Produkte entwickeln. Die Plattform umfasst eine Vielzahl von Materialien, eine Software-Suite für das Produktdesign, die Definition von Produktionsprozessen sowie eine Auswahl an leistungsstarken 3D-Druckern. Innovative Produkte, die mit der Software entworfen wurden, konnten innerhalb weniger Monate vom Prototypen zur Produktionsreife gebracht und anschließend in großem Umfang in Serie hergestellt werden.

„Damit Unternehmen erfolgreich innovative Produkte in kürzester Zeit auf den Markt bringen können, benötigen sie eine Plattform, die Produktdesign, Entwicklung und Fertigung vereint“, sagt Phil DeSimone, Chief Product and Business Development Officer bei Carbon. „Das Softwarepaket von Carbon, angefangen mit der Design Engine, unterstützt alle Arbeitsschritte, die Unternehmen für die Entwicklung leistungsstarker Produkte vornehmen und verkürzt zudem die Zeit bis zur Markteinführung.“

Mehrzonen-Gitterstrukturen für anpassbare mechanische Eigenschaften

Gitterstrukturen (Lattice) erfordern weniger Material und behalten gleichzeitig ihre anpassbaren mechanischen Eigenschaften. Einzelne Teile der Gitterstruktur bieten daher viele Performance-Vorteile, wie beispielsweise geringes Gewicht, Flexibilität, verbesserte Dämpfung, Wärmeableitung und einzigartige Ästhetik.

Komplexe Berechnungen werden über die Cloud ausgeführt und unterstützen Designingenieure dabei, extrem schnelle Konstruktionszyklen durchzuführen. So können Gitterstrukturen in Minutenschnelle optimiert und mit einem gängigen 3D-Drucksystem direkt gefertigt werden. Mit diesem zuverlässigen und leistungsstarken Tool können Entwickler innerhalb von Stunden, anstatt von Tagen, eine Idee in ein funktionales Bauteil verwandeln.

Mehrere Zonen kombinierbar

Zu den wichtigsten Merkmale der Design Engine zählt Multi-Zone: Die Pro-Version von Design Engine erlaubt dabei die Kombination mehrerer Zonen, indem verschiedene Gitterformen, Zellengrößen oder Verstrebungsdurchmesser integriert werden können, um verschiedene Leistungszonen in einem einzigen Teil zu erzeugen, wobei dasselbe Material verwendet wird.

Selbst solche verdrehte Multizonen-Gitterstrukuren lassen sich mit der Design Engine von Carbon einfach und schnell programmieren. Foto: Carbon

Eine weitere Besonderheit sind leistungsstarke Zonenübergänge: Die Pro-Version der Software verwendet eine zum Patent angemeldete Technologie für einen nahtlosen Übergang von Zonen und schafft so attraktive, funktionale Gitterstrukturen, die für den Einsatz in realen Anwendungen geeignet sind.

Mit der Desing Engine entfällt auch der aufwendige Abstimmungsprozess: Wie Carbon erklärt, erfordert das Design einfacher Gitterstrukturen oft mühsame, manuelle Arbeit, die fehleranfällig ist und die Leistung des Bauteils erheblich beeinträchtigen kann. Die Design Engine Software bietet hier die Möglichkeit, sowohl große als auch kleine Gitterstrukturen zu entwerfen und dabei nahtlos zwischen verschiedenen Zonen innerhalb eines Bauteils zu wechseln, um so die Leistung anzupassen.

Vielfältige Optimierungen möglich

Dank einer präzisen Steuerung können die in Design Engine generierten Gitterstrukturen für eine Vielzahl von Leistungsmerkmalen optimiert werden, einschließlich des Bauteilvolumens und des steuerbaren mechanischen Verhaltens.

Design Engine ist mit den meisten gängigen Fertigungstechniken kompatibel und gibt die generierten Gitter im STL-Dateiformat aus.

„Die Entscheidung von Carbon, seine Design-Software für alle Designer zugänglich zu machen, ist ein Game-Changer für den Entwicklungsprozess von Produkten. Wir haben gesehen, welche innovativen Designs mit Design Engine möglich sind, und wir haben von konkreten Anwendungsfällen gehört, in welchen der Prozess von der Idee bis zur Produktion effizienter gestaltet werden konnte“, sagte Tim Greene, Research Director bei IDC. „Zudem wird die Möglichkeit, Designs unabhängig von den zahlreichen Druckertechnologien zu erstellen, mehr Designteams in die Lage versetzen, funktionale Gitterbauteile in kurzer Zeit zu entwickeln.“

Design Engine wird in drei Stufen erhältlich sein – Standard, Pro und Enterprise – und erlaubt Ingenieuren entsprechend ihren individuellen Anforderungen zwischen Einzel- und Teamlizenzen zu wählen.

gk

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