Einfluss von 3D-Druckern und Simulationssoftware auf den Design- und Entwicklungsprozess
3D-Drucker und Simulationssoftware in der Anwendung
3D-Drucker und Simulationssoftware in der Anwendung
3D-Drucker werden zunehmend zur Prototypen-Evaluierung eingesetzt, sind jedoch auf die Verwendung bestimmter Werkstoffe beschränkt. Sie bieten daher keinen vollständigen Ersatz für das klassische Prototyping mit seinen maschinell bearbeiteten, temporären Modellen und den mittels Simulationssoftware (CAE) durchgeführten Analysen. Wichtig ist, die Möglichkeiten der Hilfsmittel genau zu verstehen und sie richtig einzusetzen. Prototypen-Evaluierungen lassen sich grob in die folgenden drei Typen untergliedern.
- Designevaluierung
Aussehen, Abmessungen und Funktionsfähigkeit - Formevaluierung
Montierbarkeit, Funktionsweise und Kollisionsprüfungen - Leistungsevaluierung
Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Fließeigenschaften
Für diese Prototypen-Evaluierungen zeigen die folgenden Grafiken spezifische Szenarien, bei denen 3D-Drucker, Analysen mithilfe von Simulationssoftware (CAE) und Prototyping basierend auf maschineller Bearbeitung und temporären Formen verwendet werden können.
Designprozess unter Verwendung von Hilfsmitteln
- 3D-Drucker
- Simulationssoftware (CAE)
- Zerspanen
- Temporäre Form
Jedes Hilfsmittel hat seine eigenen Merkmale und wird bei unterschiedlichen Designprozessen eingesetzt. Die richtige Verwendung dieser Hilfsmittel kann die Effizienz des Designprozesses verbessern und beträchtliche Vorteile hinsichtlich Zeit und Kosten ermöglichen.
Klassischer Designprozess
Designmethode unter Verwendung von Hilfsmitteln
Im Vergleich zur klassischen Designmethode erhöht sich durch die Verwendung von 3D-Druckern und Simulationssoftware (CAE) tendenziell der Zeit- und Kostenaufwand für den Designprozess. Unter dem Strich kann damit jedoch der für die Massenproduktionsprüfung erforderliche Zeit- und Kostenfaktor reduziert werden.
Richtige Verwendung von Simulationssoftware (CAE) und 3D-Druckern
Da für 3D-Drucker nur bestimmte Werkstoffe verwendet werden können, eignen sich die damit erstellten Modelle nicht, um beispielsweise Eigenschaften wie die Festigkeit zu evaluieren. Für Funktionsevaluierungen, bei denen die Festigkeit nebensächlich ist, sind sie jedoch ideal.
Hierzu zählt beispielsweise die Evaluierung der Wärmeableitung bei Haushaltsgeräten. Um Simulationssoftware (CAE) zum Überprüfen von Lüftern und Luftstromauslässen von Gehäusen zu nutzen, werden vor der Analyse zahlreiche Designideen erstellt. Durch die Visualisierung von Flussphänomenen, die sich mit realen Modellen nicht klären lassen, können Sie Einflussfaktoren auf die Produktleistung ermitteln.
Hierfür sind jedoch exakt reproduzierbare Analysen mittels Simulationssoftware (CAE) erforderlich, um eine umfassende Menge an Zuständen und Daten berücksichtigen zu können. Dies verkompliziert das Analysemodell, wodurch sich die Berechnung verzögert. Da es sich hierbei häufig um äußerst komplexe Analysen handelt, sind umfassende Fachkenntnisse und computerunterstützte Techniken erforderlich.
Die mit 3D-Druckern erstellten Modelle liefern in diesem Fall mitunter schnell wertvolle Testergebnisse.
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