Greenstone-Tech und Partner veröffentlichen bahnbrechende Forschung zur hybriden additiven und subtraktiven Fertigung im computergestützten Design
Greenstone-Tech hat kürzlich zusammen mit sechs akademischen und Forschungseinrichtungen einen gemeinsamen Artikel in der angesehenen internationalen Zeitschrift Computergestütztes Design mit dem Titel “Herausforderungen bei der Topologie-Optimierung für die hybride additiv-subtraktive Fertigung: A Review.” Die Studie stellt die neuesten Forschungsfortschritte auf dem Gebiet der hybriden additiv-subtraktiven Fertigung (HASM) vor.
Was ist hybride additiv-subtraktive Fertigung (HASM)?
Die hybride additiv-subtraktive Fertigung (HASM) ist eine revolutionäre Fertigungstechnologie, die die Vorteile der additiven Fertigung (3D-Druck) und der subtraktiven Fertigung (CNC-Bearbeitung) vereint. Dieser Ansatz ermöglicht die effiziente Herstellung komplex geformter Komponenten in einer einzigen Anlage.
Während sich das HASM bei der Herstellung komplexer Geometrien auszeichnet, steht es bei der Bearbeitung einfacher mechanischer Teile immer noch vor Herausforderungen, die hauptsächlich auf die relativ höheren Kosten und die begrenzte Wirtschaftlichkeit zurückzuführen sind.
Greenstone-Tech's Forschungsschwerpunkt: Topologie-Optimierung bei HASM
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, konzentrierten sich Greenstone-Tech und seine Partner auf Design und Prozessoptimierung für HASM. Ihre Forschung konzentrierte sich auf:
- Optimierung der mechanischen Struktur: Die Entwicklung von Designs, die nicht nur leichter, sondern auch funktionell besser sind als herkömmliche Produkte.
- Integrierter Systemansatz: Kombination von Produktdesign, Softwaresteuerung, additiver Fertigung und subtraktiver Nachbearbeitung in einem nahtlosen Arbeitsablauf.
- Hybride Verarbeitung in einer Maschine: Additive Verfahren ermöglichen eine endkonturnahe Formgebung, während subtraktive Verfahren eine präzise Nachbearbeitung und Oberflächenqualität gewährleisten.
Diese Integration eliminiert Fehler, die durch den Transfer von Teilen zwischen mehreren Maschinen entstehen, erhöht die Fertigungspräzision, verbessert die Effizienz, spart Platz in der Werkstatt und senkt die Gesamtproduktionskosten.
Wichtige Durchbrüche in der Forschung
Die veröffentlichte Arbeit befasst sich mit zwei zentralen Herausforderungen bei der HASM-Topologieoptimierung:
- Eigenspannung und Verformungsbeschränkungen: Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Topologie unter Berücksichtigung von Eigenspannung und Verformung.
- Zugänglichkeit von Werkzeugen in hybriden Prozessen: Einführung von Planungsstrategien, die sicherstellen, dass subtraktive Bearbeitungswerkzeuge komplexe Geometrien, die durch additive Fertigung entstehen, effektiv bearbeiten können.
Das Team schlug innovative Methoden und technische Lösungen vor, die wichtige Anhaltspunkte für die künftige Forschung im Bereich der HASM-Optimierung bieten.
Greenstone-Tech's technologische Errungenschaften im Bereich HASM
Greenstone-Tech hat mehrere Durchbrüche in der Hybridfertigung erzielt, darunter die Entwicklung von proprietäre HASM-Geräte und -Software-Systeme. Diese Innovationen verbessern die Effizienz und Genauigkeit der additiven Fertigung erheblich und werden bereits in industriellem Maßstab eingesetzt.
Zu den wichtigsten Stärken gehören:
- Starke Fähigkeit zum Produktdesign Und fortgeschrittene Prozessentwicklung, und ermöglicht die individuelle Anpassung an hochfeste Stähle, Superlegierungen, Titanlegierungen und mehr.
- Wegweisende fünfachsige hybride Fertigungszentren: Sie sind die ersten ihrer Art in China und gehören zu den fortschrittlichsten der Welt.
Fünf-Achsen-Hybridzentrum für additiv-subtraktive Fertigung
Das fünfachsige Hybrid-Bearbeitungszentrum des Unternehmens ist hochintegriert, kompakt und leistungsstabil. Die wichtigsten Merkmale sind:
- Komplexe Oberflächenbearbeitung: 3D-Druck und Fräsen von komplexen Geometrien mit hoher Präzision.
- Duales Pulverzufuhrsystem: Unterstützt sowohl die Förderung von Einzelpulver als auch von Mischpulver und löst damit die Herausforderungen bei der Formgebung und Präzision komplexer Teile.
- Hervorragende mechanische Eigenschaften: Erzeugt Bauteile mit hervorragender Festigkeit und Haltbarkeit.
- Hohe Materialausnutzung: Erhebliche Reduzierung des Abfalls und Senkung der Produktionskosten, daher geeignet für Präzisionsindustrien wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Energieanlagen.
Auswirkungen auf die Industrie und Zukunftsaussichten
Die Innovationen von Greenstone-Tech markieren einen Sprung nach vorn in der hybriden additiv-subtraktiven Fertigung. Durch die Kombination von Designoptimierung, fortschrittlicher Ausrüstung und industrieller Anwendung treibt das Unternehmen die nächste Generation der intelligenten Fertigung voran.
In der Zukunft wird die HASM weiterhin eine transformative Rolle spielen:
- Reparatur und Wiederaufbereitung hochwertiger Komponenten
- Leichtes und leistungsfähiges Teiledesign
- Industrielle Digitalisierung und grüne Produktion
Lydia Liu
Dr. Lydia Liu – Senior Researcher, Expertin für Markt- und Lösungsintegration. Dr. Lydia Liu ist eine einzigartige Expertin, die erstklassiges technisches Know-how im Bereich der additiven Fertigung mit einem ausgeprägten Gespür für Markt- und Ressourcenintegration verbindet. Als promovierte Wissenschaftlerin und Senior Researcher im Bereich AM verfügt sie über fundiertes technisches Wissen und fungiert gleichzeitig als wichtige Brücke zwischen Spitzentechnologie und Marktbedürfnissen. Ihr besonderer Wert liegt in ihrer Fähigkeit, die komplexesten technischen Herausforderungen ihrer Kunden zu verstehen und, basierend auf einem umfassenden Überblick über das globale AM-Ökosystem, die besten technischen Ressourcen und Lösungen präzise zu integrieren.
