Simulation 3D-Druck Kunststoffbauteile (Additive Fertigung)

TISAX-konforme Datensicherheit bei M.TEC

3D-Druck-Simulation bei M.TEC TISAX-konform
Sämtliche Dienstleistungen von M.TEC sind TISAX-konform (TISAX ist ein Informationssicherheitsstandard in der Automobilindustrie). M.TEC setzt ausschließlich hauseigene Server am Unternehmenssitz in Deutschland ein, ein Garant für die höchsten Sicherheitsstandards bei M.TEC. Seit vielen Jahren ist M.TEC zudem ISO9001-zertifiziert.

Sebastian Raffauf, M.TEC ENGINEERING GmbH von Sebastian Raffauf, Experte für Simulation, Team Manager

Der 3D-Druck von technischen Kunststoffteilen bietet in der industriellen Anwendung zahlreiche Vorteile, denen jedoch auch viele Herausforderungen gegenüberstehen. So gibt es bisher kaum Möglichkeiten zur Simulation des 3D-Drucks im Vorfeld der Bauteilfertigung. Um die additive Fertigung für die industrielle Anwendung besser zu erschließen bietet M.TEC seinen Kunden zur Ermittlung der optimalen Prozessparameter eine eigens entwicklete Simulationsmethode für 3D-gedruckte Kunststoffbauteile als Dienstleistung an.

3D-Druck technischer Kunststoffbauteile – aktuelle Herausforderungen

Aktuelle Herausforderungen beim 3D-Druck von technischen Kunststoffteilen bestehen vor allem in folgenden Bereichen:

Bewertbarkeit der Verbindungsfestigkeit – Die Verbindungsfestigkeit zwischen den Lagen sollte als quantifizierbare Größe ermittelt werden können, um eine Grundlage für die mechanische Auslegung zu besitzen und Schwachstellen vorherzusagen
Formstabilität beim Drucken – Aufgrund hoher Temperaturen beim Materialauftrag und der damit je nach Kühlung länger verbleibenden Restwärme im Bauteil können während des Druckens Verformungen im Bauteil auftreten, was zu möglichen Fehldrucken führen kann.
Maßhaltigkeit der Bauteile – Verformungen des Bauteils sollen ebenfalls vermieden werden, um die Entstehung von Eigenspannungen im Bauteil nach dem Abkühlen und dadurch mögliche Rissbildungen zu verhindern
Ermittlung optimaler Druckzeiten – Die Druckzeiten in der Serienfertigung sollen aus wirtschafltlichen Gründen möglichst weit reduziert werden. Die Formstabilität und die Maßhaltigkeit beim Drucken stehen diesem Ziel jedoch entgegen, weil durch noch nicht abgeführte Wärme die mechanische Festigkeit im Bauteil zu gering ist und es sich daher unter Eigengewicht verformt. Hingegen beeinflusst eine aktive Kühlung des Druckprozesses wiederum die Verbindungsfestigkeit auf negative Weise. Diesen Gegensatz optimal aufzulösen ist das Ziel der Simulation des 3D-Drucks von Kunststoffbauteilen.

Simulation 3D-gedruckte Kunststoffbauteile – Lösungen von M.TEC

Um den aktuellen Schwierigkeiten im 3D-Druck von Kunststoffbauteilen zu begegnen und um die industrielle Produktion Ihrer additiv gefertigten technischen Kunststoffbauteile zu optimieren, bietet Ihnen M.TEC folgende Lösungen:

Simulation des gesamten 3D-Druckvorgangs
Simulation der zeitlichen Temperaturverteilung (als Grundlage zu weiteren Ermittlung der mechanischen Bauteileigenschaften)
Darstellung der Temperaturdifferenzen bei Materialablage über M.TEC-eigene Routinen (erlaubt Rückschlüsse auf die Verbindungsfestigkeit)
Ermittlung der Verzüge und der inneren Spannungen des Bauteils
M.TEC berücksichtigt die Molekül- und Faserorientierung in Abhängigkeit der Prozessparameter beim Druckprozess und bei der mechanischen Analyse

Ihre Vorteile für den 3D-Druck mit M.TEC

Ihre Vorteile durch die Simulation des 3D-Drucks von Kunststoffteilen mit den einzigartigen, hochinnovativen Methoden von M.TEC bestehen vor allem in folgenden Punkten:

Beurteilung der mechanischen Bauteileigenschaften (bei unterschiedlichen Kühlungskonzepten, Druckgeschwindigkeiten etc.)
Beurteilung von Maßhaltigkeit und inneren Spannungen des Bauteils
Weitestgehender Wegfall von Testdrucken (Reduzierung von Projektlaufzeiten und Einsparung von Kosten)

3D-Druck Simulation: Projektbeispiel Automotive-Interieur-Bauteil

Simulationen einer 3D-gedruckten Mittelkonsole aus technischem Kunststoff

Bild: M.TEC ENGINEERING GmbH

Simulation eines 3D-gedruckten Automotive-Interieur-Bauteils; im Bild zu sehen:
1. Modellerstellung in mehreren Schritten für ein möglichst hochauflösendes FE-Netz
2. Simulation der Temperraturverteilung am Ende des Druckvorgangs
3. Simulation Bauteilverzug

Häufige Fragen – 3D-Druck Simulation von M.TEC

Warum 3D Druck-Simulation von M.TEC?

Wie läuft ein Projekt zur 3D Druck-Simulation bei M.TEC ab?

Was braucht M.TEC, um ein Angebot zur Simulation zu erstellen?

Was braucht M.TEC für die Projektdurchführung?

Hintergrund – Optimale Prozessparameter für Ihr 3D Druck-Bauteil ohne Testdrucke

Ein großer Vorteil des 3D-Drucks von technischen Kunststoffteilen (auch „additive Fertigung“) liegt darin, dass für sehr geringe Losgrößen ab Stückzahl Eins weder Werkzeugkosten noch Rüstzeiten anfallen. Die Qualität technischer Bauteile aus dem 3D-Drucker hängt jedoch stark von optimalen Prozessparametern ab, die meist über mehrere Testdrucke ermittelt werden müssen. Das wiederum macht die Kostenvorteile häufig zunichte, gerade bei langen, mehrstündigen Druckzeiten.

Simulation des 3D-Drucks von Kunststoffbauteilen

Die Simulation des 3D-Drucks/der additiven Fertigung von Kunststoffbauteilen und Metallbauteilen stellt die Grundlage dar, um sich den optimalen Prozessparametern vorab anzunähern. M.TEC hat ein Simulationsverfahren entwickelt, mit dem hochbelastete technische Bauteile für den 3D-Druck ausgelegt werden können.

Sprechen Sie uns gerne an, wir unterstützen Sie bei der Fertigung Ihres technischen 3D-Druck Bauteils – als erfahrene Ingenieure und engagierte Entwicklungspartner!

Dienstleistungen Prozesssimulationen