Auswahl der richtigen Volumenpackungs- und Teileorientierungswerkzeuge

Eine kürzlich durchgeführte Umfrage ergab eine Reihe faszinierender Entwicklungen in der Entwicklung der langfristigen Ziele von Unternehmen der additiven Fertigung:

• Die Steigerung der Projektdurchlaufzeit wurde für die meisten Unternehmen zum Hauptziel, dicht gefolgt von der Senkung der Betriebskosten
• Mehr als 50 % der befragten Unternehmen wollten AM aktiv als Produktionswerkzeug und nicht als reines Prototyping-Tool entwickeln

Die Antworten, wie diese Ziele am besten erreicht werden können, sind jedoch schwer fassbar. Es sind zahlreiche Elemente zu berücksichtigen, und die Anforderungen und Erwartungen der Kunden ändern sich von Jahr zu Jahr. Ein wesentliches Element zur Geschwindigkeitssteigerung, Kostensenkung und Entwicklung effektiver Produktionsprozesse ist jedoch die Implementierung einer effektiven Volumenpackungs- (auch „Nesting“ genannt) und Teileorientierungsstrategie.

Die Grundlage für effektive Verschachtelungs- und Teileorientierungsprozesse legen

Ein gut durchdachter Ansatz bei der Volumenverpackung und der Teileausrichtung hilft Ihnen, die bestmöglichen Ergebnisse aus Ihren Maschinen zu erzielen, indem Sie mehr Teile in jeder Druckauflage liefern, während die Qualitätsstandards eingehalten und Materialverschwendung minimiert werden. Beim Verschachteln und Ausrichten gibt es jedoch keine Einheitslösung. Bei additiven Fertigungsprojekten gibt es einfach zu viele Variablen – die alle berücksichtigt werden müssen.

Bevor Entscheidungen bezüglich Volumenverpackung und Teileausrichtung getroffen werden, sollte festgelegt werden, wofür jedes Teil in der Druckauflage verwendet wird und welche Oberflächenanforderungen bestehen. Dies wirkt sich auf die Teileausrichtung und damit auf die Build-Verschachtelung aus, da andere Modelle um Teile herum verschachtelt werden müssen, deren Ausrichtung gesperrt werden muss. In Bezug auf die Teileorientierung hängt ihre Bedeutung weitgehend vom verwendeten Druckverfahren ab. Zum Beispiel hat die Teileausrichtung bei SLS-Druckmethoden weniger Einfluss auf das Endprodukt (obwohl sie sich immer noch auf die Gesamtbauzeit auswirkt), aber einen großen Einfluss auf die Bauqualität bei SLA- und FDM-Projekten.

Der Wert strategischer Automatisierung

Die schrittweise Entwicklung der AM-Branche in Richtung strategischer Automatisierung durch den Einsatz softwarebasierter Produktivitätsplattformen bietet hier unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren eine Reihe von Chancen. Software-Suiten für die additive Fertigung, die Werkzeuge zur Verwaltung der Verschachtelung und der Teileausrichtung enthalten, werden immer ausgefeilter und verwenden streng überwachte Algorithmen, um die Volumenpackung und -ausrichtung zu optimieren. Zur Weiterentwicklung effektiver Volumenpackungsalgorithmen wird laufend geforscht, insbesondere an der University of Nottingham.

Zwei der angesehensten Plattformen für diesen Zweck sind Materialise Streamics und Autodesk Netfabb:

Streamics materialisieren

Vorteile:

• Interagiert direkt mit ausgewählten Maschinen unter Verwendung mehrerer Dateiformate
• Integriert in andere Tools der Magics-Softwaresuite
• Build-Optimierungs- und Shape-Sorter-Funktionen, die es ermöglichen, Builds nach der Ausrichtung eines "Master"-Teils zu organisieren
• Hochgradig anpassbar:6 Elemente zur Bestimmung der Teileausrichtung und benutzerdefinierter Koordinatensysteme verfügbar

Nachteile:

• Teuer im Vergleich zu anderen Softwarepaketen

Autodesk Netfabb

Vorteile:

• Einstellbare Verpackungsparameter (Dichte, Geschwindigkeit etc.)
• Ausrichtung kann relativ zum Begrenzungsrahmen oder anderen Teilen angeordnet werden
• Teile können automatisch nach Postausgang oder realen Konturen angeordnet werden — hochflexibel
• Integriert Monte Carlo Packer als alternatives Packwerkzeug

Nachteile:

• Verschachtelungswerkzeuge sind im Standardpaket nicht verfügbar.

Die richtige Investition tätigen

Unabhängig davon, in welche Plattform Sie investieren, muss im Voraus sichergestellt werden, dass sie auf Ihren Systemen effektiv läuft. Für industrielle Anwendungen wird sich die Desktop-Version beider Programme als unzureichend erweisen, da keines der Produkte für die groß angelegte Prototypenerstellung und -produktion ausgelegt ist und einige der Spezialwerkzeuge für die Verschachtelung und Ausrichtung fehlen, die mit den industrieorientierten Versionen geliefert werden. Dies erfordert entweder leistungsstarke Desktop-Workstations oder einen Netzwerkserver mit ausreichender Kapazität, um die Software zu verwalten.

Die Geschwindigkeit, mit der Ihre Systeme die von Ihnen gewählte Softwareplattform ausführen können, beeinflusst wahrscheinlich Ihre Build-Zeiten. Verschachtelungs- und Orientierungswerkzeuge benötigen Zeit für die Ausführung und sollten so viel Zeit eingeräumt werden, wie es für die Erzielung optimaler Ergebnisse erforderlich ist. Wenn Sie sicherstellen, dass Ihre Systeme die minimalen Anforderungen der Software erfüllen, können Sie diese Zeit verkürzen und Ihre Gesamteffizienz steigern.

Wenn all diese Faktoren berücksichtigt werden, hilft Ihnen die Investition in die richtige additive Fertigungssoftware bei der Entwicklung eines robusten Verschachtelungs-/Orientierungsprozesses mit der Flexibilität, eine Vielzahl von Projekten zu verwalten. Dies wiederum hilft Ihnen, das Beste aus den Fähigkeiten Ihrer Maschinen herauszuholen, egal ob Sie sich auf Prototyping oder Produktion konzentrieren.