Computergestützte Optimierung der Dämpfungseigenschaften additiv gefertigter Bauteile

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Hofmann, Andreas:
Computergestützte Optimierung der Dämpfungseigenschaften additiv gefertigter Bauteile.
In: Rieg, Frank ; Kleinschrodt, Claudia (ed.): Tagungsband : 21. Bayreuther 3D-Konstrukteurstag. - Bayreuth , 2019
ISBN 978-3-00-062532-9

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Die additive Fertigung bietet nahezu uneingeschränkte Freiheiten in der Gestaltung und Konstruktion von Bauteilen. Dies ermöglicht die Fertigung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und Strukturen, die durch formative oder subtraktive Verfahren nicht realisierbar wären. Die Konstruktion von Bauteilen kann daher nahezu vollständig funktionsorientiert erfolgen. Hieraus ergeben sich verschiedene Möglichkeiten zusätzliche Funktionen ohne fertigungstechnischen Mehraufwand in Bauteile zu Integrieren oder bestehende Funktionen zu verbessern.
Besonders relevant für die Optimierung der Funktionen von Bauteilen sindin diesem Zusammenhang computerbasierte Simulationen, die in der Konstruktion unterstützen und vorhandene Optimierungsmöglichkeiten aufzeigen.
Als Anwendungsbeispiel für die computergestützte Funktionsoptimierung wird ein konkretes Bauteil mittels verschiedener Simulationssoftware hinsichtlich seiner Dämpfungseigenschaften optimiert. Hierfür werden verschiedene Füllstoffe und innere Strukturen mittels Diskrete-Elemente-Methode und Modalanalysen auf deren Auswirkungen auf die Dämpfungseigenschaften des Bauteils untersucht.
Auf Basis der Simulationsergebnisse wird die Konstruktion des Bauteils unter Berücksichtigung der Konstruktionsrichtlinien für das Laser Beam Melting (LBM) Verfahren angepasst.
Für eine experimentelle Untersuchung der Optimierungsergebnisse wird ein entsprechender Prüfkörper mit dem LBM Verfahren gefertigt. Die experimentelle Untersuchung erfolgt mittels Anschlagversuch.