Von Sandwich-Strukturen inspirierte Infill-Muster für nachhaltigen Materialeinsatz in der Additiven Fertigung
Mitarbeiter des Lehrstuhls für Konstruktionstechnik (KTmfk) haben in der Fachzeitschrift Materials eine neuartige Methode zur Verbesserung von Infill-Strukturen bei der additiven Fertigung veröffentlicht. Der Artikel mit dem Titel A New Slicer-Based Method to Generate Infill Inspired by Sandwich-Patterns for Reduced Material Consumption bietet einen innovativen Ansatz zur ressourcenschonenden Herstellung von 3D-gedruckten Strukturen.
Das vorgestellte Verfahren basiert auf der Idee, die Materialnutzung und die Steifigkeit durch ein sandwichähnliches, wellenförmiges Infill-Design zu optimieren. Anders als bei herkömmlichen Füllmustern, die häufig uniform, gleichverteilt und lastunabhängig sind, wird hier eine geometriebewusste Lösung verfolgt. Durch Aushöhlen der zu druckenden Bauteile und anschließender Platzierung von periodischen Bahnstrukturen zwischen den resultierenden Innen- und Außenhüllen, wird die Biege- und Torsionssteifigkeit erhöht und gleichzeitig der Materialverbrauch und die Druckzeit drastisch reduziert. In Simulationen konnte das neue Infill-Muster den Materialverbrauch um bis zu 77 % und die Druckzeit um bis zu 78 % senken. Die entwickelte Methode kann direkt in die zu verwendende Slicer-Software integriert werden und ist damit zugänglich für eine breite Nutzergruppe – von Forschungseinrichtungen bis hin zur industriellen Praxis.