back

Additive manufacturing design

Forschung & Entwicklung

Engineering für die Additive Fertigung als Dienstleistung

Die Additive Fertigung ermöglicht die Generierung von komplexen Geometrien, die mit konventionellen Methoden nicht herzustellen sind. Die Technologie des schichtweisen Aufbaus birgt ein großes Potential Bauteile nicht nur besser, leichter sondern auch kostengünstiger zu fertigen. 

Wie können Sie das Potential der additiven Fertigungstechnologie vollkommen ausschöpfen? Wie erhalten Sie ein optimal gestaltetes Bauteil, dass durch die Technologie der Additiven Fertigung hergestellt wird? Wie können Sie sich aus alten Denkmustern der konventionellen Konstruktion lösen und sich für das funktionsorientierte Konstruieren öffnen?

Gerne unterstützen wir Sie bei der Klärung dieser Fragestellungen.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

Ihre Vorteile im Überblick

  • Mehrjährige Erfahrung in der Konstruktion von additiv gefertigten Maschinenkomponenten
  • Verwendung von Berechnungs- und Optimierungssoftware für die optimale Bauteilgestaltung
  • Junges und dynamisches Team
  • Sehr gut vernetzt im Umfeld der additiven Fertigung

Unsere Kompetenzen

  • Bauteilidentifizierung
  • Potentialanalyse
  • Bauteildesign
  • Bauteiloptimierung
  • Prozesssimulation

Bauteilidentifizierung und Potentialanalyse

Welche Bauteile eignen sich für die additive Fertigung? In welchem Verhältnis steht der Aufwand zum Nutzen? Welche Optimierungen oder zusätzliche Funktionen können an Ihren Bauteilen durchgeführt, bzw. integriert werden? Sollte ein konventionelles durch ein additiv zu fertigendes Bauteil eins zu eins ersetzt werden? Unsere Experten können Sie bei der Klärung dieser Fragestellungen unterstützen und greifen dabei auf die mehrjährige Erfahrung zurück. 

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

Bauteildesign

Die Additive Fertigung erfordert ein Lösen von dem konventionellen fertigungsorientierten hin zum funktionsorientierten Denken und Konstruieren. So bestimmt letztlich die Funktion, welche Geometrie das Bauteil nach dem Designprozess aufweist. 
Der Prozess der additiven Fertigung untersteht Gestaltungsrestriktionen, die während des Konstruktionsprozesses bereits zu berücksichtigen sind. Beispielsweise Mindestwandstärken, kleinste Kanaldurchmesser sowie Winkel von überhängenden Flächen sind je nach Verfahren und Werkstoff unterschiedlich und sind unbedingt zu beachten. Somit bieten wir Ihnen funktionsoptimierte Designlösungen, welche die Restriktionen der Additiven Fertigung einbeziehen.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

Bauteiloptimierung

Der Designprozess wird durch vielseitige Analyse- und Optimierungstools unterstützt, die unseren Experten zur Verfügung stehen. So kann das Strömungsverhalten von Medien in Kanälen untersucht und die Komponentenkonstruktion entsprechend angepasst werden. Durch eine Topologieoptimierung wird die Geometrie eines Bauteils hinsichtlich der vorliegenden Lasten optimiert womit sich das Bauteilgewicht reduzieren lässt.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

Prozesssimulation

Um den Teileausschuss in der additiven Fertigung möglichst gering zu halten, verwenden unsere Experten eine Software zur Simulation des thermischen Aufbauprozesses. Mithilfe der Simulation können kritische Bereiche identifiziert werden, noch bevor der Druckauftrag gestartet ist. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch Geld.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

Praxisanwendungen

SIS Injektor

Der SIS-Injektor ist eine Komponente in einem Elektrolichtbogenofen. Mit einer Brennerleistung von 300kW wird Stahl und Schrott zum Schmelzen gebracht. Dazu wird Sauerstoff über eine Lavaldüse beschleunigt und mit Brenngas gemischt und gezündet.

Additive Manufacturing Design
Um die Anzahl der Teile zu verringern und die Größe des SIS-Injektors zu ändern, wurde ein neues Design entwickelt. Das AM-Design besteht aus einem einzigen monolithischen Teil. Zuvor wurde das Bauteil aus 18 Einzelteilen zusammengeschweißt. Durch die Verwendung der Additiven Fertigung konnte der notwendige Einbauraum für den SIS-injektor um 50% reduziert werden. Die strömungsoptimierte Kanalführung und die konturnahe Kühlung sind Vorteile, die durch den schichtweisen Aufbau entstanden sind. Ebenfalls ist eine ideale Zuführung von den einzelnen Medien möglich. In Bezug auf den Bauprozess im laser-basierten Pulverbettverfahren ist die Geometrie selbsttragend, sodass beim Fortschreiten des Aufbaus keine Stützstrukturen innerhalb des Bauteils notwendig sind.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image

PSM®-Walzenkühlring

Die PSM® Dreiwalzentechnologie dient als Fertigwalzlösung für High-End-Stabwalzanwendungen. Der PSM®-Walzenkühlring wird zur Kühlung der Walzen eingesetzt, die den Stahlstab bei Temperaturen bis zu 1.000 °C in die endgültige Form walzen.

Additive Manufacturing Design
Insbesondere in diesem Fall ermöglicht die additive Fertigung nicht nur die Kombination der Methoden der konventionellen und der Additiven Fertigung, sondern auch die Anwendung zweier völlig unterschiedlicher Werkstoffe. So besteht das AM-Design aus einem geschweißten Stahlring und drei additiv gefertigten Sprühelementen aus Kunststoff. Der Schweißring besteht aus einem Edelstahlrohr und weist drei Bohrungen zur Verbindung der Sprühelemente auf. Mit Hilfe von Schellen können die Elemente am Rohr befestigt werden.

SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image SMSgroup Image
Kontakt
SMSgroup Banse, Robert

Robert Banse

SMS group GmbH
Research & Development / Additive Manufacturing
Ohlerkirchweg 66
41069 Mönchengladbach
Germany

Telefon : +49 2161 350 2609
Fax : +49 2161 350 1863

SMSgroup Hornickel, Sarah

Sarah Hornickel

SMS group GmbH
Research & Development / Additive Manufacturing
Ohlerkirchweg 66
41069 Mönchengladbach
Germany

Telefon : +49 2161 350 2510
Fax : +49 2161 350 1863

SMSgroup Uppenkamp, Nina

Nina Uppenkamp

SMS group GmbH
Research & Development / Additive Manufacturing
Ohlerkirchweg 66
41069 Mönchengladbach
Germany

Telefon : +49 2161 350 2470
Fax : +49 2161 350 1863