Ein 3D-gedrucktes Auto erlitt während Stresstests eine innere Delamination, was eine kritische Lücke im Designprozess offenbarte. Seitliche G-Kräfte, die in der Simulationsphase nicht modelliert wurden, führten zur Schichtentrennung in der Struktur. Dieser Vorfall unterstreicht die Notwendigkeit, dynamische Ermüdungsanalysen in die additive Fertigung zu integrieren, wo multidirektionale Belastungen statische Vorhersagen übertreffen können.
Workflow: Von der Simulation zum strukturellen Versagen 🛠️
Das Designteam nutzte Altair Inspire für die erste Simulation, konzentrierte sich auf vertikale und Torsionslasten, ließ jedoch die bei engen Kurven entstehenden Seitenlasten außer Acht. Nach dem Versagen wurde RealityCapture verwendet, um das beschädigte Teil zu digitalisieren und ein hochauflösendes 3D-Modell des delaminierten Bereichs zu erstellen. Dieses Modell wurde in GOM Inspect importiert, um eine Verformungs- und Eigenspannungsanalyse durchzuführen, die bestätigte, dass die inneren Mikrorisse auf unvorhergesehene zyklische Ermüdung zurückzuführen waren. Der Vergleich zwischen dem idealen Design und dem realen Teil zeigte, dass die Ausrichtung der Druckschichten anfällig für seitliche Scherkräfte war.
Lehren für die Pipeline der additiven Fertigung 📐
Um zukünftige Ausfälle zu vermeiden, sollte die Pipeline multiaxiale Ermüdungssimulationen in Altair Inspire umfassen, die dynamische Seitenlasten berücksichtigen. Die anschließende Überprüfung mit GOM Inspect und RealityCapture sollte nicht nur an fehlerhaften Teilen, sondern als systematische Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Die Integration dieser drei Programme in einen iterativen Workflow ermöglicht die Identifizierung versteckter Spannungspunkte und stellt sicher, dass die Leichtbauweise des 3D-Designs die strukturelle Integrität unter realen Fahrbedingungen nicht beeinträchtigt.
Wie kann die Simulation der Ermüdung durch Seitenlasten in den Design-Workflow von 3D-gedruckten Teilen integriert werden, um Delamination vor physischen Tests vorherzusagen und zu verhindern?
(PS: Materialermüdung ist wie deine nach 10 Stunden Simulation.)