Ent­wick­lung eines addi­tiv ­gefer­tig­ten Multifunktions­bauteils für einen Roll­stuhl in Leichtbauweise

T. Gollmer, St. Pluppins
Der Artikel behandelt die Entwicklung eines additiv gefertigten multifunktionellen Bauteils für individuelle Aktivrollstühle in Leichtbauweise. Zunächst werden Grundbegriffe geklärt, um ein grundsätzliches Verständnis über die Technologie der additiven Fertigung zu vermitteln. Anschließend erfolgt die Konzeption des Bauteils. Dazu wird ein erstes Konzept als Grundlage für das Bauteildesign erstellt. In einem weiteren Schritt wird eine sogenannte Topologieoptimierung durchgeführt, um eine Vorstellung von der optimalen Materialverteilung innerhalb des Bauteils zu erhalten. Dies und besondere Richtlinien, die im „Practical Guide to Design for Additive Manufacturing“ von Diegel et al. festgehalten sind, sind essenzielle Aspekte einer adäquaten Entwicklung additiver Bauteile (Quelle: Diegel O, Nordin A, Motte D. A Practical Guide to Design for Additive Manufacturing. Singapore: Springer Nature, 2020). Nachdem ein entsprechendes Bauteildesign entwickelt worden ist, wird das additive Bauteil per CAD konstruiert und anschließend simuliert. Es folgt eine Optimierung und Weiterentwicklung des Bauteils in mehreren Iterationsschleifen. Abschließend wird ein grundlegender Vergleich mit einem CNC-gefertigten Bauteil gezogen, um die Eigenschaften der beiden Fertigungsverfahren einander gegenüberzustellen. Dabei werden geometrische, mechanische und nachhaltige Aspekte miteinander verglichen.

T. Goll­mer, St. Pluppins
Der Arti­kel behan­delt die Ent­wick­lung eines addi­tiv gefer­tig­ten mul­ti­funk­tio­nel­len Bau­teils für indi­vi­du­el­le Aktiv­roll­stüh­le in Leicht­bau­wei­se. Zunächst wer­den Grund­be­grif­fe geklärt, um ein grund­sätz­li­ches Ver­ständ­nis über die Tech­no­lo­gie der addi­ti­ven Fer­ti­gung zu ver­mit­teln. Anschlie­ßend erfolgt die Kon­zep­ti­on des Bau­teils. Dazu wird ein ers­tes Kon­zept als Grund­la­ge für das Bau­teil­de­sign erstellt. In einem wei­te­ren Schritt wird eine soge­nann­te Topo­lo­gie­op­ti­mie­rung durch­ge­führt, um eine Vor­stel­lung von der opti­ma­len Mate­ri­al­ver­tei­lung inner­halb des Bau­teils zu erhal­ten. Dies und beson­de­re Richt­li­ni­en, die im „Prac­ti­cal Gui­de to Design for Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring“ von Die­gel et al. fest­ge­hal­ten sind, sind essen­zi­el­le Aspek­te einer adäqua­ten Ent­wick­lung addi­ti­ver Bau­tei­le (Quel­le: Die­gel O, Nor­din A, Mot­te D. A Prac­ti­cal Gui­de to Design for Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring. Sin­g­a­po­re: Sprin­ger Natu­re, 2020). Nach­dem ein ent­spre­chen­des Bau­teil­de­sign ent­wi­ckelt wor­den ist, wird das addi­ti­ve Bau­teil per CAD kon­stru­iert und anschlie­ßend simu­liert. Es folgt eine Opti­mie­rung und Wei­ter­ent­wick­lung des Bau­teils in meh­re­ren Ite­ra­ti­ons­schlei­fen. Abschlie­ßend wird ein grund­le­gen­der Ver­gleich mit einem CNC-gefer­tig­ten Bau­teil gezo­gen, um die Eigen­schaf­ten der bei­den Fer­ti­gungs­ver­fah­ren ein­an­der gegen­über­zu­stel­len. Dabei wer­den geo­me­tri­sche, mecha­ni­sche und nach­hal­ti­ge Aspek­te mit­ein­an­der verglichen.

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