Anwendung von Hybrid Design für die additive Fertigung metallischer Werkstoffe - Workflow für die Kombination von topologischer Optimierung und Gitterstrukturen für den Strukturleichtbau

Dieser Vortrag zeigt das Zusammenspiel von Autodesk Fusion 360, Autodesk Netfabb Ultimate (inkl. Optimization und Simulation Uitilty) und Autodesk Simulation Mechanical für die Erstellung von Leichtbaukomponenten am Beispiel einer Downhill-Skateboardachse. Der Begriff Hybrid Design umfasst dabei die Kombination verschiedener Designwerkzeuge zur Erreichung eines bestmöglichen Strukturleichtbaus. Die Prozesskette beinhaltet dabei folgende Designschritte: Beginnend mit Autodesk Fusion 360 konnte die Geometrie anhand praxisrelevanter Lastfälle im Designraum mit Hilfe der topologischen Optimierung auf die lasttragende Struktur reduziert werden. Nach teilautomatisierter fertigungsgerechter Ausrichtung der Achse im Bauraum der Laser-Strahlschmelz-Anlage wurden verfahrensbedingt zu unterstützende Überhangbereiche im Inneren des Bauteils mit neuartigen Strukturen (Dripstones und Lattice Dripstones) versehen. Aufbauend darauf wurden die organischen Strukturen aus der Topologie-Optimierung zur weiteren Gewichtsreduktion als Schalenmodell mit innerer Gitterstruktur mit Hilfe von Netfabb Optimization ausgelegt. Die Baudatenvorbereitung für den additiven Fertigungsprozess in der Anlage erfolgte abschließend in Netfabb Ultimate (Supporterstellung, Schichtdaten).Im Rahmen der Präsentation werden die einzelnen Entwicklungsschritte als Fallstudie anwendungsorientiert aufgezeigt.