Unter dem Namen ROAD3D (Robuste Auslegung und Dimensionierung sicherheitsrelevanter Bauteile für den 3D-Metalldruck) startete Mitte Juli dieses Jahres ein Kooperationsprojekt der Hochschule Aalen und dem Ingenieursunternehmen Merkle & Partner GbR. Ziel ist es, auf Basis neuester Technologien und geeigneter Entwicklungs- und Berechnungsmethoden wirtschaftliche Simulationen für gedruckte Bauteile zu ermöglichen. Im Rahmen der Forschung werden noch 3D-gedruckte Bauteile zur Bewertung angenommen.

Zur Bestimmung von Eigenschaften, Festigkeiten und Belastbarkeiten von 3D-gedruckten Bauteilen liegen bis heute keine wirtschaftlich sinnvollen Simulationsmethoden vor. Denn versucht man Effekte aus dem 3D-Druck rechnerisch und physikalisch genau zu beschreiben, liegt der Aufwand hinsichtlich Software und Rechenzeiten komplexer Bauteile schnell im fünfstelligen Bereich.

„Es ist erstaunlich, dass gedruckte Bauteile teilweise erheblich höhere Festigkeiten zeigen als beispielsweise Gussteile aus dem gleichen Werkstoff. Wir wissen hinsichtlich Belastbarkeiten, Festigkeiten und Materialeigenschaften noch viel zu wenig, um 3D-Druck wirklich gezielt einsetzen zu können“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner aus Heidenheim und ergänzt: „Mit dem Forschungsprojekt ROAD3D möchten wir diese Wissenslücke schnellstmöglich schließen.“

Die Hochschule Aalen ist für Merkle & Partner nicht nur geografisch ein besonders geeigneter Partner. Als eine der führenden Hochschulen für angewandte Wissenschaften in punkto Forschung baut sie auf Know-how und entsprechende Netzwerke, wie unter anderem „SmartPro“, einem Netzwerk, über welches die Hochschule mit über 50 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft smarte Produkte und intelligente Technologien entwickelt.

Die Lösung für die Berechnung der 3D-gedruckten Bauteile sehen Merkle & Partner wie auch die Hochschule Aalen in einem halbempirischen Ansatz; im Rahmen einer Kombination mit Computertomographie, Versuchsergebnissen und Simulation. Dieser Lösungsansatz wird im Rahmen der Kooperation an unterschiedlichsten Bauteilen getestet. Als Bauteile kommen komplexere 3D-gedruckte Bauteile aus Stahl oder Aluminium bis zu einer Größe von circa 100 mm x 100 mm x 100 mm in Frage.

Wer entsprechende Bauteile auf Basis des neuen Lösungsverfahrens bewerten lassen möchte, kann diese in das Forschungsprojekt aufnehmen lassen. Der Bauteil-Geber erhält eine Festigkeitsbewertung gemäß dem neuen Verfahren. Da im Rahmen des Projektes die Kapazitäten begrenzt sind, werden nicht alle Bauteile berücksichtigt werden können. Reale Muster können direkt bei Merkle & Partner eingereicht werden.

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