Neben den konventionellen Herstellungsverfahren für thermoplastische Kunststoffbauteile nimmt der Anteil an additiven Fertigungsmethoden rasant zu. Vor allem selektiv lasergesinterte (SLS) Bauteile werden dabei, zunehmend auch in mechanisch belasteten Strukturen angewendet.
Über Zugversuche zeigt sich, dass die Materialeigenschaften sowohl stark von der Orientierung im Bauraum als auch leicht von der Position abhängen. Diese Erkenntnis deckt sich mit dem allgemeinen Wissensstand [1, 2, 3] und soll nun in eine vereinfachte Methode zur Struktursimulation von SLS-gefertigten Bauteilen überführt werden.
Die derzeitige experimentelle schrittweise Auslegungspraxis führt zu häufigen Iterationsschleifen in der Entwicklung und Unsicherheiten. Für effizientes und leichtbau-gerechtes Bauteildesign ist die Berücksichtigung der vorliegenden Materialeigenschaften – besonders abhängig der Orientierung im Bauraum während des Drucks – in der Auslegung erforderlich. Ein klassisches Konzept für die Abbildung solcher Bauteile in der Struktursimulation existiert bislang nicht und wird im Rahmen des Forschungsprojekts erarbeitet und in diesem Beitrag vorgestellt.
Die aus unterschiedlichen Bauraumpositionen und -orientierungen ermittelten Materialeigenschaften werden in lokale Materialmodelle für die Struktursimulation von Bauteilen überführt. Ziel ist es mittels einer derart erstellten Eigenschaftskarte eine spezifische Simulationsmethodik für Strukturbauteile abzuleiten, die es erlaubt Bauteile präziser auszulegen und Iterationsschleifen zu vermindern.