• TOPOLOGIE STUDIE ERMÖGLICHTE 50% GEWICHTSREDUZIERUNG

Topologie Studie ermöglichte 50% Gewichtsreduzierung

Dank SOLIDWORKS Simulation und der enthaltenen Topologie Studie wandeln die Rosenheimer Unternehmer von ZmartPart GmbH herkömmlich hergestellte Bauteile zu bionisch geformten Teilen, die im Lasersinterverfahren gedruckt werden. Was für viele noch eine Zukunftsvision sein mag, ist bei ZmartPart gelebte Realität.

Herausforderung

  • Umstellung der Fertigung eines Hebels von Fräsen auf 3D Druck, um Kosten zu sparen
  • Erhaltung oder Verbesserung der qualitativen Eigenschaften
  • Gewichtsreduzierung

Lösung

  • SOLIDWORKS 3D CAD
  • SOLIDWORKS Simulation Professional

“SOLIDWORKS Simulation ist für unsere Designentwicklung ein unverzichtbarer Helfer!”

Markus Krapfl & Vitus Zeiler, ZmartPart GmbH

Die Rosenheimer Ingenieure begeistern sich für die Technologien und das Potential der additiven Fertigung bzw. des 3D-Drucks.

Als Dienstleister haben sie es immer wieder mit verschiedenen, spannenden Projekten zu tun, bei denen sie ihr Können für ihre Kunden einsetzen und große Erfolge erzielen.

Die weitreichenden Möglichkeiten dieser Technik erklärte uns Herr Krapfl am Beispiel eines Hebels, der als Taktgeber in einer Automationsanlage zum Einsatz kommt.

Vom Stahl zum Kunststoff

Die Ausgangssituation

Ursprünglich wurde der Hebel, der pro Anlage etwa 50-mal zum Einsatz kommt, aus Aluminium gefräst. Die Kosten für das fertigungsgerecht konstruierte Bauteil waren jedoch zu hoch, weshalb der Konstrukteur die Aufgabe bekam, eine günstigere Lösung zu suchen.

Von Metal zu Kunststoff

Schlussendlich sollte der Hebel gedruckt werden – dazu wurde das Bauteil mit Wandungen und Rippen versehen. Es entstand ein Design mit dem Charakter eines Kunststoffspritzteils, angelehnt an die ursprüngliche Fräskonstruktion.

Das Bauteil konnte aufgrund der Volumenreduzierung, im Vergleich zum gefrästen Bauteil, etwas günstiger im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Leider versagte es aufgrund der filigranen Ausprägung mechanisch im Testbetrieb. Der Versuch galt als gescheitert.

Die Topologie Studie

Nun kam das Team um Markus Krapfl und Vitus Zeller zum Einsatz. Deren Wissen und Erfahrung um die Möglichkeiten des 3D-Drucks, kombiniert mit einer alternativen Denkweise, die frei von traditionellen Fertigungsmethoden ist, lies ein bionisch designtes Bauteil entstehen.

Zur Designfindung kam eine Software zur Topologie-Optimierung zum Einsatz. Anschließend wurde das Bauteil mit SOLIDWORKS modelliert und mit SOLIDWORKS SIMULATION optimiert und verifiziert.

Das Bauteil hielt nun der mechanischen Belastung stand und wog aufgrund der Hohlbauweise nur mehr halb so viel wie das ursprünglich gedruckte Bauteil. Dies führte zu einer deutlichen Reduzierung des Preises.

Der Hebel stellt nur eines von zahlreichen Beispielen dar, die von ZmartPart beeindruckend bearbeitet wurden. Mechanische Baugruppen mit zahlreichen Komponenten konnten schon unter Einbehaltung der Funktion zu einem 3D-Druckteil entwickelt werden.

Hawle SOLIDWORKS Simulation

Verwendete SOLIDWORKS Lösungen

SOLIDWORKS 3D-CAD

SOLIDWORKS 3D CAD

SOLIDWORKS 3D CAD Software – vom Konzept bis zur Detailkonstruktion setzt SOLIDWORKS seit Jahren den 3D-CAD-Standard. Teilekonstruktion, Baugruppen, Zeichnungsableitungen, Blech- und Schweißkonstruktionen sowie eine umfassende Funktionskontrolle sind nur einige von zahlreichen Standardfunktionen, welche die Basis für das gesamte Produktportfolio bilden.

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