Realizer Software

Der RDesigner

RDESIGNER

Bild 1: Layer einer Hülse nach einer „Heat Calculation“ Berechnung

 

Mittlerweile wird beim schichtweisen Schmelzvorgang von Metallen mit einer festen Scangeschwindigkeit und Laserleistung gearbeitet. Realizer glaubt, dass dieses Vorgehen grundsätzlich falsch ist. Bei Realizer wurde aus diesem Grund eine neue Belichtungsstrategie erfunden. Diese erlaubt es ein Bauteil völlig dynamisch bezüglich aller prozessrelevanten Parameter, wie Scangeschwindigkeit, Laserleistung und Fokusdurchmesser aufzubauen. Dabei ist es möglich die Prozessparameter mit ca. 20µs Taktrate zu verändern.

Jeder Layer eines Bauteil wird nach dem „Slice“ – Vorgang in kleine rechteckige Volumenbereiche unterteilt (0,1 bis 0,5 mm). Jedes Voxel hat dabei ein Volumen von dx * dy * Schichtdicke. Zu jedem Voxel wird eine Anzahl von benachbarten Voxeln in der betrachteten Schicht und N Schichten darunter bestimmt. Die Menge dieser Voxel bestimmt das vorhandene Materialvolumen in Bezug auf das betrachtete Voxel. Das Materialvolumen beeinflusst über die Wärmeleitung des Materials die zum Schmelzvorgang notwendige Laserleistung. Zum Beispiel dünne waagerechte oder senkrechte Wände benötigen weniger Leistungseintrag als sehr massive Materialanhäufungen.

Die Berechnung „ReaLizer Heat Calculation“ wird vor der eigentlichen Herstellung des Bauteils für alle Layer durchgeführt. Jedes Voxel des gesamten Bauteils bekommt dabei einen umgebungsvolumenabhängigen Belichtungsparametersatz zugeordnet. Graphisch dargestellt wird diese Zuordnung durch eine Farbskala von grün bis rot mit 100-facher Abstufung, siehe z.B. in Bild 1: ein Layer einer Hülse. Dabei bedürfen rote gekennzeichnete Voxel einen höheren Schmelzenergieeintrag als z.B. grün gekennzeichnete Voxel.

Somit werden dünne Wände, typischer weise die Zahnkappenbereiche, grün abgestuft dargestellt und die soliden Brückenbereiche in verschiedene Rotabstufungen. Stützanbindungen werden im Übrigen in die Berechnungen einbezogen. Im späteren Bauprozess werden die unterschiedlich abgestuften Bereiche in jedem Layer mit unterschiedlichen Prozessparametern gescannt. Die Festlegung der Prozessparameter folgt im Wesentlichen der Wärmeleitungsfunktion des benutzen Materials. Durch dieses Vorgehen wird der Energieeintrag in das Bauteil während des gesamten Bauprozesses so gesteuert, dass kein Energieüberschuss entsteht. Damit werden Verformungen und Stressgenerierung während der Bauteilgenerierung vermieden oder sogar völlig ausgeschaltet.

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