Topologieoptimierung ermöglicht neues Design

Die Topologieoptimierung wird eingesetzt, um struktureffiziente Leichtbaudesigns zu erstellen. (Bildquelle: Altair)

Eine einzigartige Möglichkeit des 3D-Druckes ist es, mit kleinen Zellen beziehungsweise Gitterstrukturen, Hohlkörper mit einer komplexen externen Geometrie zu erstellen. Hier wurde die Möglichkeiten der Topologieoptimierung erweitert, um eine effiziente Zusammenstellung von Volumen-Gitterstrukturen mit nahtlosen Materialübergängen zu ermöglichen. Die Eigenschaften der Gitter können unter Gesichtspunkten wie Zug, Druck, Scherung, Fließen, Torsion und Lebensdauer untersucht werden. Diese neue Technologie deckt einen bislang offenen Bedarf ab, da den Designern von Gitterstrukturen bisher keine Werkzeuge zur Verfügung standen, die gleichzeitig eine optimale sowie eine struktureffiziente Materialverteilung gewährleisteten. Die Topologieoptimierung wird schon seit langem eingesetzt, um struktureffiziente Leichtbaudesigns zu erstellen. Diese Technologie ist insbesondere für den 3D-Druck geeignet, da mit Topologieoptimierung frei geformte, organische Strukturen erzeugt werden können, die mit traditionellen Fertigungsmethoden meist nur schwierig oder gar nicht herstellbar sind. Daher können optimierte Designkonzepte Effizienzeinbußen aufweisen, wenn es darum geht, die Einschränkungen eines spezifischen Herstellungsprozesses zu berücksichtigen. Der 3D-Druck bietet eine unerreichte Gestaltungsfreiheit. Seine symbiotische Verknüpfung mit der Topologieoptimierung ermöglicht eine noch größere gestalterische Kreativität, während Strukturintegrität und Leistungsattribute erhalten bleiben.