Experteninterview:CEO von nTopology zur Förderung des AM-Potenzials mit generativer Designsoftware

Ingenieure verfügen heute über ein Arsenal fortschrittlicher Softwaretools, mit denen sie komplexe technische Probleme in der additiven Fertigung lösen können. Ein solches Werkzeug ist generative Designsoftware, die leistungsstarke Berechnungen verwendet, um innovative Designvariationen zu erzeugen.

Generatives Design hilft in Verbindung mit AM, die Herstellungskosten zu senken und gleichzeitig hochkomplexe Leichtbaustrukturen zu schaffen, die mit herkömmlichen Verfahren nur schwer, wenn nicht gar nicht herstellbar wären.

Um mehr über generative Designsoftware zu erfahren, sprachen wir mit Bradley Rothenberg, CEO von nTopology, einem in New York ansässigen Unternehmen, das Engineering-Software nTop Platform sowohl für AM als auch für konventionelle Fertigung anbietet. Wir haben diskutiert, was generatives Design für AM entscheidend macht, Software-Interoperabilität und spannende Trends im Design für AM.

Können Sie mir etwas über nTopology erzählen?

nTopology ist ein Engineering-Softwareunternehmen und wurde 2015 gegründet. Es hat seinen Hauptsitz in New York City im Herzen von Manhattan.

2019 haben wir die nTop-Plattform eingeführt, um Ingenieuren die Entwicklung revolutionärer Produkte zu ermöglichen.

Heute wird unsere Software in Hunderten von Engineering-Unternehmen von Tausenden von Ingenieuren bei ihren fortschrittlichsten Projekten in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil-, Medizin- und Konsumgüterindustrie eingesetzt.

Wie unterscheidet sich die nTop-Plattform von anderen bereits auf dem Markt befindlichen 3D-Design-Softwarelösungen?

nTopology verfolgt einen völlig anderen Ansatz, wie wir Geometrie darstellen, nämlich als Gleichung anstelle eines BRep oder eines Netzes.

Bestehende CAD-Tools wurden ursprünglich entwickelt, um Zeichnungen von Teilen zu erstellen, während unsere Software von Grund auf für die Herstellung von Teilen basierend auf technischen Anforderungen entwickelt wurde.

Die Geometrie in der nTop-Plattform, die als Gleichung dargestellt wird, ermöglicht es uns, unglaublich komplexe Geometrien extrem schnell zu erstellen, und dann können wir aus diesem "Design" einen wiederverwendbaren Workflow erstellen, sodass wir bei einer Designänderung einen wiederverwendbaren Workflow erstellen können erforderlich können wir die Gleichung und die Geometrie-Updates ohne Neuaufbaufehler ändern.

Warum sind Tools wie Topologieoptimierung und generatives Design so entscheidend für den additiven Fertigungsprozess?

Generatives Design ermöglicht es dem Ingenieur, den Designraum auf eine Weise zu erkunden, die mit manuellem Versuch und Irrtum nicht möglich wäre. Es ermöglicht dem Ingenieur auch, Lösungen zu erkunden, die aufgrund ihres Verständnisses von Materialien und Physik möglicherweise nicht intuitiv waren.

nTopologys Ansatz für das generative Design ermöglicht es dem Ingenieur, jeden Parameter der generativen Designgleichung zu sehen und zu bearbeiten. Es ist kein „Black-Box“-System, bei dem Sie einige Konstruktionsbeschränkungen hochladen und eine „Lösung“ herunterladen, ohne zu sehen, was die Geometrie antreibt oder wie sie modifiziert werden kann.

Wir glauben, dass generatives Design ein Werkzeug ist, das Ingenieuren bei der Erkundung und Zusammenarbeit hilft, und keine Ein-Klick-Lösung.

Design for Additive Manufacturing (DfAM) eröffnet sowohl neue Chancen als auch Herausforderungen. Können Sie einige Tipps geben, die Ingenieuren und Designern, die neu in AM sind, beim Einstieg in DfAM helfen können?

Wir empfehlen, sich von denen beraten zu lassen, die den Prozess der Einführung von AM durchlaufen haben.

Die Branche hat eine Reise vom Prototyping über den Austausch vorhandener Teile bis hin zum tatsächlichen Design für AM hinter sich, und wir sehen, dass die meisten unserer Kunden den gleichen Weg gegangen sind und sich jetzt in der Phase des Designs für AM befinden .

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass jeder Prozess völlig unterschiedliche Designbeschränkungen hat. Daher ist es entscheidend, den Prozess zu kennen, für den Sie entwerfen.

Jennifer Bracken von Penn State hat die GAPS-Arbeitsblatt für die Laser-Pulverbett-Fusion, das ein großartiges Beispiel dafür ist, ob Ihr Design für den Prozess geeignet ist. Dies deckt die Geometrie ab, aber um einen Business Case zu erstellen, empfehlen wir Ihnen, sich von jemandem mit Erfahrung beraten zu lassen.

Welche Anwendungen können am meisten von der Kombination von generativem Design und AM profitieren?

Bei nTopology sehen wir die Einführung des generativen Designs in mehreren verschiedenen Streams. Eine davon ist das Design von Experimenten, das Ausführen von Skripten, um Tausende von Designs zu erstellen, um sie dann zu simulieren oder physisch zu testen.

Ein weiterer Bereich ist die Untersuchung der Oberflächengeometrie, beispielsweise bei der Topologieoptimierung, um den Kompromiss zwischen Gewicht und Festigkeit oder Steifigkeit auszugleichen.

Der dritte Fall ist die Erzeugung von Materialeigenschaften durch Mesostrukturen, sei es zur Nachahmung der Knochendichte in medizinischen Implantaten oder zur Optimierung der thermischen Eigenschaften bei der Wärmeableitung.

Während einige davon von unseren Kunden mit anderen Fertigungstechniken verwendet werden können und werden, eignet sich die additive Fertigung am besten mit der zusätzlichen Freiheit (oder Einschränkung), gleichzeitig Materialeigenschaften und Geometrie zu definieren.

Eines der Probleme, die wir im Ökosystem der 3D-Drucksoftware sehen, ist der Mangel an größerer Interoperabilität. Was sind Ihre Gedanken dazu?

Wir bei nTopology haben hart daran gearbeitet, mit so vielen Software- und Hardwareanbietern wie möglich zusammenzuarbeiten.

Es gibt keine Lösung für alle Dateiformate, aber angesichts der Komplexität der Daten, die wir an den Fertigungsprozess übermitteln, ist es für uns von entscheidender Bedeutung, einen möglichst reibungslosen Datenfluss für unsere Kunden zu schaffen.

Wir haben das 3MF-Format übernommen, das in immer mehr Austauschszenarien sehr effizient ist, und exportieren Slice-Formate wie CLI und CLF sowie Bitmap-Stacks und sogar CSV, die Informationen wie Lasergeschwindigkeit und Power.

Wir akzeptieren auch natives CAD, Meshes, Simulationsdaten direkt von Tools wie ANSYS und ABACUS sowie obskurere und benutzerdefinierte Formate wie Voxel-Grids. Und was immer wichtiger wird, ist der Zugriff auf die Befehlszeile, um eine Verbindung zu Tools wie ModeFRONTIER, Python und nun Excel herzustellen.

Datenaustausch steht bei allem, was wir tun, im Mittelpunkt.

Gibt es irgendwelche AM-Trends, auf die Sie sich am meisten freuen?

Wir freuen uns am meisten, wenn wir sehen, dass Designs aus Prototypen- und F&E-Labors in kritische Endanwendungsteile gelangen.

Wir freuen uns, dass nTopology dabei hilft, die Geometriebeschränkungen zu überwinden, mit denen Ingenieure bei herkömmlichen CAD-Systemen konfrontiert waren, um leistungsfähigere Produkte mit viel höherer Effizienz zu realisieren.

Schließlich freuen wir uns über die zunehmende Akzeptanz neuer Ansätze in Design und Technik, die die Freiheit UND Einschränkungen jedes der verschiedenen Prozesse in AM berücksichtigen.

Was steht für nTopology am Horizont?

Wir planen, unsere jüngste Finanzierung zu verwenden, um die Entwicklung der nTop-Plattform zu beschleunigen und unsere internationale Präsenz auf dem AM-Markt und darüber hinaus auszubauen.

Während viele unserer ersten Kunden uns als DfAM-Tool verwendet haben, haben einige unserer größten Kunden setzen uns bereits für andere Fertigungsprozesse ein, von der Spritzgussformkonstruktion über den Verbundaufbau bis hin zum Stanzen von Millionen von Löchern in eine Metallplatte.

Gibt es noch abschließende Gedanken, die Sie unseren Lesern mitteilen möchten?

Wir möchten uns bei allen für ihre bisherige Unterstützung bedanken. Wir haben so viel großartiges Feedback erhalten, das direkt die Roadmap für unsere Softwareentwicklung beeinflusst hat, um sicherzustellen, dass wir den größtmöglichen Wert aus ihren fortschrittlichen Herstellungsprozessen erschließen.

Wir vermissen es, Sie alle persönlich zu sehen, aber wenn Sie ein Update zu unseren Aktivitäten sehen möchten, besuchen Sie bitte unsere Website, da wir ständig jede Woche schnelle Demos, ausführlichere Webinare mit einigen unserer Kunden und Partner und veranstalten regelmäßig DfAM-Reihen, in denen Experten aus der ganzen Welt zu ihren Ansätzen für AM-Design präsentieren.

Und schließlich danke AMFG für die Möglichkeit, Themen zu diskutieren, die uns am Herzen liegen.