Система, которая была разработана в рамках проекта Bionic Aircraft, впервые может полностью отобразить процесс 3D-печати компонентов в одном программном решении - от проектирования до последующей обработки. Благодаря новым бионическим опорным конструкциям для деталей с 3D-печатью на основе элементарных ячеек, разработанным Институтом аддитивных технологий IRAT им. Фраунгофера, пользователи программного обеспечения могут сэкономить материал, время и, следовательно, затраты в будущем - и это с улучшенным качеством. Результаты исследований "Bionic Aircraft" служат основой для межотраслевых решений в области аддитивного производства. Первые курсы обучения программному обеспечению уже начались.
«3D-печать и бионический дизайн сыграли важную роль с самого начала. В конце концов, у нас была амбициозная цель, а именно: снизить вес компонентов самолета и, таким образом, в конечном итоге снизить расход топлива », - объясняет координатор проекта доктор. Филипп Имгрунд из Fraunhofer IAPT, базирующейся в Гамбурге.
Аддитивное производство: замкнутая технологическая цепочка
Благодаря интерфейсу, разработанному компанией Cenit от CAD-системы Catia V5 до 3D-принтера, компоненты теперь могут быть впервые напечатаны непосредственно из программного обеспечения CAD. «В этом контексте крайне важно, чтобы все этапы процесса, включая постобработку, могли отображаться в Catia V5», - говорит Йохен Майкл, старший консультант в Cenit, и добавляет: «Среду разработки больше не нужно выходить, и преобразование данных не требуется, что Экономит время и повышает качество."
Автоматизированный выбор бионических опорных конструкций
Исследовательская работа Fraunhofer IAPT была буквально вдохновлена природой. Будь то крылья бабочки или кроны деревьев, соответствующие сетки и структуры ветвления вдохновили проектную группу на разработку материалов и опорных конструкций с меньшими затратами для трехмерных деталей, которые легче удалить одновременно.
Опорные конструкции обеспечивают опционально изготовленные компоненты в определенных точках в процессе производства и должны быть удалены вручную или путем фрезерования после 3D-печати. В дополнение к новым разработкам команда Fraunhofer IAPT проверила существующие структуры поддержки и присвоила их конкретным приложениям, чтобы в будущем их можно было автоматически выбирать в процессе 3D-печати.
Заключительный этап: элементарная ячейка для проектирования опорных конструкций
В последние месяцы партнеры проекта работали, в частности, над тонкостями цепочки процессов 3D-печати. С созданным набором инструментов структуры поддержки теперь создаются неявно. Это означает, что в Catia V5 создается объем вместо отдельных геометрий. Атрибут прикрепляется к объему в виде цвета. Объем сначала заполняется геометрией элементарных ячеек на одном из следующих шагов. «Благодаря элементарным ячейкам вы можете свободно проектировать геометрию опоры, не влияя на производительность системы CAD. Например, теперь возможны дифференцированные опорные конструкции, которые могут различаться по своей структуре в разных слоях », - объясняет инновация Йохен Майкл.
Подсказка для семинара
Семинар по строительной бионике дает обзор возможностей бионики в разработке новых продуктов. Участники идут на бионический поиск решений и изучают принципы оптимизации бионической формы.
Элементарные ячейки многоразовые
Элементарная ячейка может рассматриваться как куб любого размера, в котором создается геометрия. Можно определить любое количество элементарных ячеек. Эти элементарные ячейки делятся на слои. Цвет (атрибут) связан с соответствующей ячейкой в файле конфигурации. Преимущество: элементарные ячейки создаются только один раз и могут использоваться повторно так часто, как это необходимо. Данные смены хранятся в нейтральном формате XML.
Постпроцессор заполняет области ячейками
На последнем этапе используется постпроцессор, разработанный Cenit. Это генерирует машинно-специфические данные. Он генерирует пути, по которым лазер проходит во время экспонирования, и заполняет области сборными элементарными ячейками. «Только в этот момент создается окончательная геометрия», - объясняет доктор. В принципе.
Производство добавок
Технология 3D печати зависит от 3D моделирования
Проект Bionic Aircraft
Согласованная технологическая цепочка для аддитивного производства
Инструмент CAD
Cenit разрабатывает программный инструмент для автоматизированного бионического дизайна
Подсказка к книге
В книге «Аддитивное производство» описаны основы и практико-ориентированные методы использования аддитивного производства в промышленности. Книга предназначена для дизайнеров и разработчиков, чтобы поддержать успешное внедрение аддитивных процессов в своих компаниях.
Дополнительная информация о Bionic Aircraft: больше ресурсосбережения в авиационной промышленности
Исследовательский проект "Bionic Aircraft" (номер 690689), финансируемый Европейской комиссией, преследовал цель в период с сентября 2016 года по август 2019 года повысить эффективность использования ресурсов в авиационной промышленности. Девять международных партнеров по консорциуму из промышленности, исследований и разработок, в том числе ИТ-специалист Cenit и Институт технологий добавочного производства Фраунгофера IAPT, совместно разработали новые методы, концепции и решения. Основное внимание было уделено аддитивному производству и бионическому дизайну.