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Hexagon und Stratasys erschließen das Leichtbaupotenzial von 3D-gedrucktem PEKK für Luft- und Raumfahrtingenieure durch Simulation

Der Geschäftsbereich Manufacturing Intelligence von Hexagon und Stratasys, ein führender Anbieter von 3D-Drucklösungen für Polymere, haben die Simulationstechnologie von Hexagon eingesetzt, um das Verhalten der hochleistungsfähigen, ultraleichten Antero™-verstärkten Polyetherketonketon (PEKK)-Materialien von Stratasys und deren additive Herstellungsprozesse zu erfassen.

Diese streng validierten Simulationen bieten den Kunden von Stratasys einen einzigartigen Einblick, so dass sie leichtere Komponenten und neue nachhaltige Luft- und Raumfahrzeuge schneller einführen können.

3D-gedruckte Kunststoffteile bieten eine transformative Leichtbauweise für die Luft- und Raumfahrt, die den Energieverbrauch reduziert und die Reichweite neuer Flugzeuge erhöht. Wenn das Material und die Verfahren von den Produktdesignern voll ausgeschöpft werden, lassen sich auch die durch Overengineering verursachten Kosten sowie der Abfall und die Vorlaufzeiten der herkömmlichen Fertigung reduzieren. Die Einführung von Kunststoffen und additiven Verfahren für Strukturbauteile ist jedoch aufgrund der sicherheitskritischen Natur und der Vorschriften in der Branche nur langsam vorangekommen. Die Bereitstellung von Simulationswerkzeugen für Ingenieurteams, mit denen sich überprüfen lässt, ob diese Werkstoffe bei der Herstellung die geforderte Bauteilleistung erbringen, ist das fehlende Glied", das den Konstrukteuren heute die Anwendung dieser bahnbrechenden Verfahren ermöglicht.
Streng validierte Multiskalenmodelle dieser neuen, für die Luft- und Raumfahrt zugelassenen Hochleistungswerkstoffe - Stratasys Antero 840CN03 und Antero 800NA - wurden jetzt in das Digimat-Materialaustausch-Ökosystem von Hexagon aufgenommen, zusammen mit den zugehörigen Druckprozessparametern der für die Luft- und Raumfahrt geeigneten 3D-Drucker von Stratasys. Mithilfe dieser detaillierten proprietären Modelle können Ingenieure digitale Zwillinge erstellen, die genau vorhersagen, wie Teile, die mit dem gewählten Material und einem für die Luft- und Raumfahrt zugelassenen Stratasys-Drucker gedruckt werden, in einer digitalen Realität mit realen Anwendungsfällen und Zertifizierungstests funktionieren werden, bevor physische Prototypen hergestellt werden.
Die Digimat-Software wurde offen entwickelt und gibt Herstellern die Möglichkeit, leichtere Teile zu entwerfen, die in ihrer Leistung mit Metallen mithalten können, und kostspieliges Overengineering zu vermeiden, indem sie ihre bevorzugten Finite-Elemente-Analysen (FEA) und Computer-Aided-Engineering-Tools (CAE) verwenden. Darüber hinaus können Unternehmen, die Digimat in Verbindung mit MSC Nastran und MSC Apex von Hexagon verwenden, die Zertifizierung und Dokumentation ihrer Arbeit beschleunigen.
Die Antero™-Materialien werden bereits an vorderster Front in der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt, um wichtige Innovationen rechtzeitig in die Realität umzusetzen, wie z. B. Lockheed Martin, das Antero 840CN03 zur Herstellung der Abdeckung der Orion-Raumschiff-Andockluke der NASA verwendet. Indem diese neuen Simulationswerkzeuge rigoroses digitales Engineering und virtuelle Fertigung ermöglichen, können mehr Produktentwicklungsteams die additiven Fertigungslösungen von Stratasys für die Luft- und Raumfahrt anwenden und das Risiko reduzieren.
Aziz Tahiri, Vice President Global Aerospace and Defence bei Hexagon's Manufacturing Intelligence Division, sagte: "Da die Luft- und Raumfahrtindustrie weiterhin auf nachhaltigere Konstruktionen drängt, ist die Erschließung des Leichtbaupotenzials von Thermoplasten und 3D-Druck von entscheidender Bedeutung. Durch die Nutzung unserer Simulationstechnologie erhalten die Hersteller Zugang zu geschützten Informationen, so dass ihre Ingenieure das Problem mit zuverlässigen Informationen bearbeiten können. Wir freuen uns darauf, zu sehen, wie dieses nächste Kapitel mit Stratasys der Industrie helfen wird, leichtere und stärkere Konstruktionen in jedem Konstruktionswerkzeug mit mehr Vertrauen und geringeren Kosten zu erstellen und die Flugzeuge der nächsten Generation schneller auf den Markt zu bringen."
Foster Ferguson, Aerospace Business Segment Leader, Stratasys, sagte: "Die Thermoplaste Antero 840CN03 und Antero 800NA bieten eine noch nie dagewesene Festigkeit, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit. Die Fähigkeit dieser 3D-gedruckten Materialien, bestimmte Aluminium- und Stahlanwendungen zu ersetzen, deutet in Kombination mit den Simulationserkenntnissen und verwertbaren Daten von Hexagon eindeutig auf eine zunehmende Verwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie hin. Wir sind davon überzeugt, dass sie die immer komplexeren Leistungsanforderungen der Hersteller erfüllen und durch die Kombination von innovativer Modellierungssoftware und 3D-Druck die Produktionszeiten von Monaten auf Tage verkürzen können."
Im Rahmen der Partnerschaft zwischen Stratasys und Hexagon, die sich über mehr als ein Jahrzehnt erstreckt, wurden mehrere thermoplastische Hochleistungswerkstoffe - darunter Ultem™ 9085, Ultem 9085 CG, Ultem™ 1010 und Nylon12CF - charakterisiert und in die Materialmodellierungssoftware Digimat von Hexagon aufgenommen.

www.hexagon.com

 

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