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CAx-Toolbox am SKZ

Damit ein Bauteil mittels Additiver Fertigung hergestellt werden kann wird ein 3D-Datensatz benötigt der die Geometrie als vollständiges Volumenmodell abbildet. Dieses kann auf unterschiedlichste Weise erzeugt werden. In Abbildung 1 sind dazu die unterschiedlichen Möglichkeiten des Datenflusses dargestellt.

Worklflow Additive Fertigung SKZAbbildung 1: Workflow in der Additiven Fertigung nach VDI 3405

Bei einem Großteil der industriellen Anwendungen werden die virtuellen Modelle mit Hilfe eines 3D-CAD-Systems erzeugt. Existiert ein Produkt bereits, so kann mit Hilfe eines taktilen oder optischen Messsystems ein digitales Abbild geschaffen werden. Hierzu zählen Koordinatenmesssysteme und 3D-Scanner. Die Überführung der Messpunkte in ein 3D-Modell übernimmt das CAD-System. Weiterhin ist es auch möglich 3D-Daten auf Basis von CT- bzw. MRT-Messungen zu generieren. Dieser Ablauf ist häufig im Bereich der Medizin- bzw. Medizintechnik zu finden. Sind diese, auf Basis von Messungen, erstellten Datensätze fehlerfrei können diese theoretisch direkt, in Form eines Facettenmodells (z.B. .stl-Datei), der Prozesskette der Additiven Fertigung zugeführt werden. „Reverse Engineering“ bezeichnet die Überführung der gemessene Punktdaten in ein mathematisch beschreibbares Flächen- oder Volumenmodell unter zu Hilfenahme eines 3D-CAD-Systems. Ist das so erstellte Modell nach den Wünschen des Anwenders modifiziert, so muss dieses im Anschluss wieder in ein Facettenmodell umgewandelt werden. Der „Reverse Engineering“ Prozess kann sich als sehr aufwendig gestalten und ist – je nach Anforderung – nicht zwingend notwendig um ein Bauteil mittels Additiver Fertigung herzustellen.

CAx_Toolbox_1.0

Abbildung 2: Die CAx-Toolbox am SKZ-CAP

Die so generierten Facettenmodelle werden anschließend mit prozessspezifischer Software so aufbereitet, dass die Additive Fertigungsanlagen die Produkte nach den Wünschen des Anwenders herstellen.

Für das Datenmanagement können entlang der unterschiedlichen Datenflüsse diverse CAD-Systeme sowie weitere prozess- bzw. anlagenspezifische Software (Überbegriff: CAx-Software) zum Einsatz kommen.

Am SKZ-CAP steht eine große Auswahl an CAx-Systemen zur Verfügung die es uns ermöglicht die gängigsten Datenformate für die Additiven Fertigungsverfahren bei uns im Haus optimal vorzubereiten. Eine Übersicht der wesentlichen Softwarelösungen ist in Abbildung 2 sowie in folgender Auflistung dargestellt.

Eingesetzte Software am SKZ – CAP:

1. Solidworks (parametrisches CAD-System)

2. Rhino V6 (CAD System)
a. Mesh2Surface (Rhino Addon für die Flächenrückführung)
b. Grasshopper (Rhino Addon für parametrische Modellierung und generatives Design)

3. VISI (CAD/CAM für den Werkzeug- und Formenbau)

4. Blender (CAD-Modellierung sowie Video- und Bildbearbeitung)

5. Meshmixer (.stl-Bearbeitung sowie Druckvorbereitung)

6. Magics (Bearbeiten von .stl-Daten, Generierung von Stützgeometrien sowie Druckvorbereitung bei diversen Additiven Verfahren)

7. Cura (Generierung von Schichtinformationen für das FLM-Verfahren)

8. Simplify3D (Generierung von Schichtinformationen für das FLM-Verfahren)

9. RepetierHost (Kommunikation zwischen PC und Fertigungsanlage im FLM-Verfahren)