3D Druckoptimierung

Die am Projekt beteiligten Industriepartner Maier Werkzeugmaschinen GmbH (Maier), Weiss GmbH & Co. KG (Weiss), PeoplePlanetProfit GmbH, TinniT Technologies GmbH (TinniT) und die Forschungspartner Hochschule Karlsruhe – Institut für Digitale Materialforschung (IDM), Karlsruher Institut für Technologie – Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM) und Steinbeis Innovation gGmbH (SIZ) übernehmen jeweils verschiedene Entwicklungsaufgaben. 

Den Bereich der Werkstoffcharakterisierung übernimmt das IAM und untersucht die Stoffeigenschaften der Filamente sowie der Probekörper und führt Viskositätsmessungen von PLA durch. Diese Materialdaten werden dann für den Bereich der Numerik benötigt, den die HSKA und TinniT verantworten. 

Das IDM modelliert die mikrostrukturellen Prozesse bei der Erstarrung bzw. der Aushärtung des PLA, um dadurch die makroskopischen Eigenschaften des PLA vorherzusagen. TinniT analysiert verschiedene Korrelationen für eine Ableitung von angepassten Fließgesetzten des PLA und führt Simulationsstudien über das Fließverhalten des PLA in der Düse des 3D-Druckers durch. Die Erstellung des digitalen Zwillings wird von PeoplePlanetProfit, Maier und SIZ übernommen. Maier entwickelt ein vollständiges, virtuelles Modell des Druckers, PeoplePlanetProfit simuliert den Druckvorgang und SIZ visualisiert den Vorgang. 

Die Prozesstechnologie wird von SIZ, Weiss und PeoplePlanetProfit entwickelt. SIZ entwickelt eine ToF Kamera taugliche Software, mit der ein Live-Monitoring des Drucks möglich wird. Weiss stellt den aktuellen G-Code für verschiedene Bauteile, u.a. auch den Messerhalter des Rotationsmikrotoms bereit und validiert den (durch die Prozessdatenbank erstellten) neuen angepassten G-Code im Feldtest. 

PeoplePlanetProfit übernimmt die Schnittstellenentwicklung zwischen Endnutzern, der KI und Prozessdatenbank. Die Künstliche Intelligenz verantwortet das SIZ. In diesem Entwicklungsbereich wird der G-Code aus den Druckern auf Basis der verfügbaren Informationen und Parametern angepasst und an den Anwender zurück übertragen.