Der CEO von nTopology verrät, wie generatives Design die Innovation in der additiven Fertigung vorantreibt

Ingenieure verfügen heute über eine Reihe hochentwickelter Softwaretools, die komplexe Lösungen in der additiven Fertigung ermöglichen.

In Kombination mit der additiven Fertigung senkt generatives Design die Kosten und ermöglicht die Schaffung hochkomplexer, leichter Strukturen, die mit herkömmlichen Methoden nicht realisierbar wären. In diesem Interview erklärt Bradley Rothenberg, CEO von nTopology mit Sitz in New York, wie seine nTop-Plattform Ingenieure in der AM- und traditionellen Fertigung unterstützt und Einblicke in die Zukunft des generativen Designs gibt.

Können Sie mir etwas über nTopology erzählen?

Bradley Rothenberg, CEO von nTopology

nTopology ist ein 2015 gegründetes Engineering-Softwareunternehmen mit Hauptsitz in Manhattan. Im Jahr 2019 haben wir die nTop-Plattform eingeführt, die mittlerweile von Hunderten von Ingenieurbüros und Tausenden von Ingenieuren für hochmoderne Projekte in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin und Verbrauchermärkte genutzt wird.

Was unterscheidet die nTop-Plattform von herkömmlichen 3D-Designtools?

Im Gegensatz zu herkömmlichem CAD, das Geometrie als B-Reps oder Netze speichert, behandelt nTop Platform Geometrie als mathematische Gleichung. Dieser Design-First-Ansatz ermöglicht es Ingenieuren, komplexe Formen schnell zu erstellen und zu iterieren. Jede Änderung an der Gleichung wird sofort durch das Modell übertragen, wodurch Fehler bei der Neukonstruktion vermieden werden.

Warum sind Topologieoptimierung und generatives Design für die additive Fertigung unverzichtbar?

Mit generativem Design können Ingenieure den Designraum über manuelles Ausprobieren hinaus erkunden. Das System von nTopology legt jeden Parameter der Designgleichung offen und bietet Benutzern vollständige Transparenz und Kontrolle – weit entfernt von einer Black-Box-Ein-Klick-Lösung.

Welchen Rat würden Sie Designern geben, die neu bei DfAM sind?

Arbeiten Sie frühzeitig mit erfahrenen Praktikern zusammen. Die Branche hat sich vom Prototypenbau zum Austausch vorhandener Teile und nun zum echten Design für AM entwickelt. Es ist wichtig, die spezifischen Prozessbeschränkungen zu verstehen – ob Laser-Pulverbettschmelzen, Binder-Jetting oder gerichtete Energieabscheidung. Jennifer Bracken von der Penn State hat das GAPS-Arbeitsblatt für das Laser-Pulverbettschmelzen entwickelt, einen praktischen Leitfaden, der beurteilt, ob ein Design für diesen Prozess geeignet ist. Die Kombination dieser technischen Erkenntnisse mit einer Business-Case-Analyse gewährleistet einen robusten Übergang.

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

[Bildnachweis:nTopology]

Unsere Kunden setzen generatives Design im Wesentlichen auf drei Arten ein. Zunächst generieren sie über Skripte tausende Designvarianten und werten diese dann per Simulation oder physikalischem Test aus. Zweitens formt die Topologieoptimierung die Oberflächengeometrie so, dass Gewicht, Festigkeit und Steifigkeit ausgeglichen werden. Drittens entwickeln sie Materialeigenschaften, indem sie Mesostrukturen entwerfen – indem sie die Knochendichte in medizinischen Implantaten nachahmen oder die Wärmeleitfähigkeit für die Wärmeableitung anpassen. Die Fähigkeit der additiven Fertigung, Geometrie und Material gleichzeitig zu steuern, macht diese Anwendungen besonders leistungsstark.

Wie geht nTopology mit den Herausforderungen der Interoperabilität im 3D-Druck-Ökosystem um?

Wir haben die nTop-Plattform so entwickelt, dass sie nahtlos mit einer Vielzahl von Anbietern zusammenarbeitet. Obwohl kein einzelnes Dateiformat alle Anforderungen erfüllt, unterstützen wir aktiv 3MF für einen effizienten Datenaustausch, exportieren Slice-Formate wie CLI und CLF, Bitmap-Stacks und CSV-Dateien, die Informationen zu Lasergeschwindigkeit und -leistung übertragen können. Wir übernehmen auch native CAD-Dateien, Netze, Simulationsdaten von Tools wie ANSYS und Abaqus und sogar benutzerdefinierte Formate wie Voxelgitter. Die Befehlszeilenintegration mit ModeFRONTIER, Python und Excel optimiert den Arbeitsablauf zusätzlich. Kurz gesagt, der Datenaustausch steht im Mittelpunkt unserer Arbeit.

Welche Trends in der additiven Fertigung begeistern Sie am meisten?

Am meisten freuen wir uns, wenn die Entwürfe von Laborprototypen zu kritischen Endverbrauchsteilen übergehen. Die Geometrie-First-Funktionen von nTopology ermöglichen Leistungssteigerungen, die herkömmliche CAD-Systeme nur schwer erreichen können. Darüber hinaus signalisiert die zunehmende Akzeptanz von Designansätzen, die die einzigartigen Freiheiten und Einschränkungen jedes AM-Prozesses berücksichtigen, eine Reifung des Fachgebiets.

Was kommt als nächstes für nTopology?

Die jüngste Finanzierung wird die Entwicklung der nTop-Plattform beschleunigen und unsere internationale Präsenz im AM-Markt und darüber hinaus erweitern. Während die ersten Anwender uns hauptsächlich für das Design für AM nutzten, nutzen unsere größten Kunden nTop jetzt im gesamten Fertigungsspektrum – von der Spritzgusskonstruktion und dem Aufbau von Verbundwerkstoffen bis hin zum Stanzen von Millionen Löchern in Metallplatten.

Abschließende Gedanken von Bradley Rothenberg

Wir sind dankbar für die Unterstützung der Community und das unschätzbare Feedback, das unsere Roadmap prägt. Wenn Sie sehen möchten, was es Neues gibt, besuchen Sie unsere Website für wöchentliche Demos, ausführliche Webinare mit Partnern und eine regelmäßige DfAM-Reihe mit Experten aus aller Welt. Vielen Dank an AMFG für die Gelegenheit, diese spannenden Themen zu diskutieren.