Neue Infill-Methode sorgt für stabilere 3D-gedruckte Teile

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Wissenschaftlern der Technischen Universität Delft und der Technischen Universität Dänemark ist es gelungen eine neuartige Füllstruktur zu entwickeln, die für eine bessere Stabilität bei 3D-gedruckten Teilen sorgt.

In einer vorangegangenen Studie hat das Team bereits nach Möglichkeiten geforscht um die Füllstruktur 3D-gedruckter Objekte durch knochenähnlichen Aufbau zu optimieren. Im Rahmen einer weiterführenden Studie zu dem Thema (Minimum Compliance Topology Optimization of Shell-Infill Composites for Additive Manufacturing) wurde die Methode nun durch die zusätzliche Optimierung der Füllstruktur-Begrenzungen verfeinert.  Dabei wird einerseits eine gleichmäßig gefüllte äußere Hülle als Basis generiert, das Innere des Objekts besteht hingegen aus einer unregelmäßigen Struktur, die hinsichtlich ihrer Topologie bestmöglich gestaltet wurde.

Mit dieser Technik wird die Hülle eines Objekts zusammen mit dem Inneren einheitlich betrachtet, um eine voneinander abhängige, optimierte Gesamtstruktur zu schaffen. Somit lassen sich Teile mit der strukturellen Stabilität von Knochen herstellen, die speziell für ihren Einsatzbereich oder auf bestimmte Prozesse angepasst sind. Je nach Form und Größe eines Objekts werden dabei verschiedenste Füllmuster automatisch generiert.

„Wir haben eine Methode zur Topologieoptimierung präsentiert, bei der sich die Hülle sowie eine ungleichförmige Füllstruktur gleichzeitig gebildet wird. Diese Zusammenstellung hält sich an eine vorab festgelegte Dicke der äußeren Hülle, während das Innere mit ungleichförmigen groben Strukturen mit vorgegebenem lokalen Volumsanteil gefüllt ist.“

Die Effektivität dieser Methode haben die Forscher durch zahlreiche Test belegt. Die Ergebnisse zeigten, dass eine optimierte, ungleichmäßige Füllstruktur bei gleichem Materialverbrauch besser abschneidet.