Verbundwerkstoff-Designfunktionen in Creo 10
Mit Creo 10 hat PTC ein brandneues Modul für die Konstruktion von Verbundwerkstoffen eingeführt. Das neue Modul bietet Konstruktions- und Fertigungsfunktionen für Produktentwicklungsorganisationen in allen vertikalen Branchen. Schauen wir uns an, was Verbundwerkstoffe für Sie tun können und wie die Lösung von Creo funktioniert.
Vorteile von Verbundwerkstoffen
"Sind die Flügel aus Carbonfaser? Das würde das Verhältnis von Steifigkeit und Flexibilität erklären, und ich muss sagen, das ist fantastisch." - Spider-Man zu Falcon in "Captain America: Civil War"
Unternehmen setzen seit Jahrzehnten Verbundwerkstoffe in ihren Produkten ein, weil sie viele Vorteile bieten, unter anderem:
- Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, d. h. Verbundwerkstoffe können im Vergleich zum gleichen Gewicht von Stahl oder Aluminium mehr Belastungen standhalten.
- Stärke, wo Sie sie brauchen. Die Festigkeit von Verbundwerkstoffen kann je nach Einsatzumgebung des Produkts in bestimmte Richtungen ausgelegt werden.
- Verbundwerkstoffe können so konstruiert werden, dass sie korrosions-, rost- und feuchtigkeitsbeständig sowie elektrisch leitfähig sind.
- Wie bei der additiven Fertigung können Verbundwerkstoffe die Anzahl der Teile in Baugruppen im Vergleich zur traditionellen subtraktiven Fertigung wie CNC-Bearbeitung und Gießen reduzieren.
- Da Verbundwerkstoffe für eine größere Vielfalt an Formen geeignet sind, können die resultierenden Produkte aerodynamischer, ergonomischer und ästhetisch ansprechender sein als Metalle..
Verbundwerkstoffe haben auch einige Nachteile. Sie können teuer in der Herstellung sein, aber die Kosten sind gesunken. Außerdem ist die Entwicklung von Teilen aus Verbundwerkstoffen in CAD-Werkzeugen (Computer Aided Design) eine Herausforderung. Sehen wir uns an, wie Creo 10 die Konstruktion, Simulation und Fertigung Ihrer Produkte besser unterstützt.
Verbundwerkstoff-Design
Die Verbundwerkstoff-Konstruktionsfunktionalität von Creo 10 ist direkt in die Teilemodellierungsumgebung integriert. Creo 10 unterstützt die folgenden Funktionen für die Konstruktion von Verbundwerkstoffteilen:
- Einrichtung einschließlich Materialien, Rosetten (Koordinatensysteme, die die Bezugsrichtungen für die Lagen- und Kernausrichtung festlegen) und Standardabfallwerte zwischen den Lagen
- Erstellung von Kernen und Laminatlagen, einschließlich Übergängen zum Verkürzen oder Verlängern der Lagengrenzen und Spleißen zwischen Lagen
- Erzeugung der Volumengeometrie für das Endergebnis
Während des Konstruktionsprozesses können Sie einen Laminatabschnitt erstellen, der den Aufbau des Kerns und der Lagen mit repräsentativer Dicke anzeigt. Dies gibt Ihrem Konstruktionsteam die Gewissheit, dass Ihre Teile so aussehen werden, wie sie es wünschen.
Simulation von Verbundwerkstoffen
Analyse- und Simulationstools sind direkt in die Verbundfunktion integriert, so dass Sie Ihre Ergebnisse bereits während der Modellierung überprüfen können.
Drapiersimulation: Einer der wichtigsten Bestandteile der Creo-Lösung für die Konstruktion von Verbundwerkstoffen ist das Tool Draping Simulation, mit dem Sie die Scherung in den Lagen während des Aufbaus berechnen können. Es zeigt auch die Längs- und Querwinkel sowie die Lagenstärke an. Die Simulation von Creo unterscheidet sich von anderen CAD-Produkten, da sie die Auswirkungen der darunter liegenden Lagen berücksichtigt. Dies führt zu genaueren Drapierungssimulationen und flachen Mustern.
Strukturelle und thermische Analyse: Die Verbundwerkstoffmodelle von Creo sind vollständig in Creo Simulate integriert, so dass Sie Ihre strukturellen und thermischen Analysen in einer integrierten Umgebung durchführen können. Wenn Sie ein anderes Simulationspaket verwenden, kann das Modell in NASTRAN oder das Open-Source-Dateiformat HDF5 (Hierarchical Data Format) exportiert werden.
Masseneigenschaften: In Creo basieren die Berechnungen der Masseneigenschaften auf Lagen. Das bedeutet, dass Sie die Gewichte Ihrer Verbundwerkstoffkonstruktion berechnen und überwachen können, bevor irgendwelche Volumenkörper erzeugt werden. Genau wie bei der Drapiersimulation macht das Verständnis der zugrundeliegenden Lagen die Berechnungen der Masseneigenschaften sowohl intelligenter als auch genauer.
Fertigung von Verbundwerkstoffen
Wie bei allen Konstruktionsbemühungen ist einer der wichtigsten Schritte die Erstellung der Zulieferungen, damit die Fertigung Ihre Teile mit der Gewissheit herstellen kann, dass sie gleich beim ersten Mal richtig gebaut werden. Zwei gängige Ergebnisse sind das flache Muster und die Lagenbuch-Zeichnung.
Flaches Muster: In der Fertigung wird für jede Lage ein flaches Muster benötigt, damit das Material zugeschnitten werden kann. Die flachen Muster von Creo werden aus der Drapiersimulation generiert. Die flachen Muster können in die branchenüblichen DWG- und DXF-Dateiformate exportiert werden. Jede Lage kann in eine separate Datei exportiert werden, oder alle Lagen können in dieselbe Datei exportiert werden. In letzterem Fall können die Lagen übereinander, versetzt zueinander oder auf einem separaten Blatt platziert werden, je nach den Wünschen Ihres Fertigungsteams.
Lagenbuch-Zeichnung: Creos Zeichnungsvorlagen wurden aktualisiert und unterstützen nun die Erstellung von Lagenansichten und flachen Lagenansichten. Dies bedeutet, dass Benutzer mit wenigen Mausklicks eine komplette Lagenbuchzeichnung mit einem Blatt, das jede Lage dokumentiert, automatisieren können. Die Informationen für jede flache Lage umfassen:
- Spitze und Rosette
- Drapierrichtung, feste Kett- und Schusslinien
- Winkellinien für konstituierende Fasern
- Angaben zu Breite, Länge und Fläche
Mit diesen Ergebnissen kann Ihr Entwicklungsteam schnell und einfach alles erstellen, was Ihre Lieferkette für die Herstellung von Verbundwerkstoffen benötigt.
Wie geht es weiter?
Das Debüt der nativen Verbundwerkstoff-Konstruktionsfunktionalität von Creo 10 stellt eine spannende Gelegenheit für Produktentwicklungsorganisationen in einer Vielzahl von Bereichen dar, darunter Windenergie, Luft- und Raumfahrt, Sport/Freizeit, Automobilspritzguss, Druckbehälter, Medizin und Unterhaltungselektronik. Creo 10 bietet eine Komplettlösung für die Konstruktion, Analyse und Fertigung Ihrer Teile aus Verbundwerkstoffen.