Bauteildesign

Als Einstiegspunkt für Kunden mit spezifischen Anwendungen in der Additiven Produktion (AM) bietet unser Bauteildesign-Team umfassende Unterstützung in jeder Phase des Designprozesses. Wir beraten Experten in Bezug auf AM-Design und -Anwendungen und helfen Kunden, die besten Strategien für ihre Bedürfnisse zu identifizieren.

Unsere Dienstleistungen umfassen praxisnahe Design-Workshops, in denen wir die Kunden Schritt für Schritt zu einem erfolgreich hergestellten Bauteil führen. Darüber hinaus bieten wir eine Reihe von Designservices an – von kleinen Anpassungen für die Druckbarkeit bis hin zu kompletten Neugestaltungen und vollständig originellen Bauteildesigns. Dies schließt funktionale Integration, fortgeschrittene Simulationen, die Vorbereitung von Build-Jobs und Designautomatisierung ein.

Für diejenigen, die erkunden möchten, wo AM implementiert werden kann, bieten wir Bauteilprüfungen und -bewertungen für einzelne Komponenten sowie großflächige CAD-Datenbankprüfungen in Zusammenarbeit mit unseren Expertenpartnern an. Unser Ziel ist es, Kunden zu helfen, informierte Entscheidungen zu treffen und die Vorteile der Additiven Produktion zu maximieren.

Neue Technologien

Am Fraunhofer IAPT setzt sich das Bauteildesign-Team dafür ein, das Feld der additiven Fertigung voranzutreiben, indem es neueste Technologien entlang der gesamten Prozesskette erkundet. Unser Fokus liegt auf der Untersuchung von Prozessgrenzen und technologischen Einschränkungen, um über die aktuellen Fähigkeiten hinauszuwachsen.

Durch die Analyse jedes Aspekts – von der Herstellung über die Nachbearbeitung bis hin zur Bauteilhandhabung – leiten wir modernste Designrichtlinien ab, um einen „First-Time-Right“-Ansatz für die Anwendung des Endnutzers zu ermöglichen. Parallel dazu entwickeln wir innovative Designmethoden, die auf diese neuen Technologien abgestimmt sind, und stellen so sicher, dass unsere Lösungen an der Spitze der industriellen Fortschritte bleiben.

Funktionale Optimierung

Aufbauend auf unseren Erkenntnissen zu neuen Technologien und unserem proprietären Wissen über Designrichtlinien wenden wir dieses umfangreiche Know-how an, um hoch effiziente, optimierte Designs für die additive Fertigung zu erstellen. Technologien der additiven Fertigung ermöglichen es uns, komplexe, integrierte Bauteile zu schaffen, wodurch wir verschiedene Optimierungsziele wie Gewichtsreduktion, Flussoptimierung und optimalen Wärmeübergang innerhalb eines einzigen Designs erkunden und kombinieren können.

Unser Ansatz verbessert nicht nur die traditionellen Designfähigkeiten, sondern fördert auch die Entwicklung innovativer, integrierbarer Funktionen, die die Grenzen des Möglichen im modernen Design verschieben. Durch die Einbeziehung komplexer Freiformdesigns, filigraner Gitterstrukturen oder biomimetischer Designs – inspiriert von biologischen Prinzipien aus der Natur – übersetzen wir diese Lösungen in technische Anwendungen und treiben so die funktionale Optimierung von Komponenten für eine Vielzahl von Industrien voran.

Designautomatisierung

In der heutigen Produktentwicklung werden Bauteile häufig auf der Grundlage individueller technischer Kriterien wie Masse oder Festigkeit optimiert. Dieser Ansatz gewährleistet jedoch nicht immer wirtschaftliche Effizienz, da die Rentabilität von drei Schlüsselfaktoren abhängt: Qualität, Zeit und Kosten, wobei Nachhaltigkeit als zusätzlicher, zunehmend wichtiger Faktor hinzukommt. Manuelle Optimierung ist weit verbreitet, was den Prozess zeitaufwendig und kostspielig macht.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickelt das Fraunhofer IAPT fortschrittliche Designautomatisierungs-Workflows. Unsere Lösungen digitalisieren unser umfangreiches Wissen über Designrichtlinien für die additive Produktion, funktionale Integration und Simulation, was die Effizienz der Produktentwicklungsprozesse erhöht und schnelle Designiterationen ermöglicht. Die digitalisierten Workflows können auch als Werkzeug betrachtet werden, um unsere Kernfunktion als Fraunhofer zu erfüllen: den effizienten Wissenstransfer von der Forschung in die Industrie sicherzustellen. Die vollständig automatisierten Workflows können beispielsweise zur Optimierung von Bauteilen in Bezug auf Qualität, Zeit, Kosten und Nachhaltigkeit eingesetzt werden und liefern ein optimiertes Bauteildesign, das bereit für die additive Fertigung ist. Darüber hinaus können sie nahtlos in die Designprozesse der Kunden integriert werden, sodass Benutzer das wirtschaftlichste Bauteil für ihre Anwendung in kürzester Zeit erstellen können.