Entwicklung von "Custom-Fit"-Produkten
Nur wenige Technologien hatten so starke Folgen für die Produktentwicklung wie Schichtfertigungstechniken (layer manufacturing techniques, LMT). Mithilfe dieser Methode können Hersteller Produkte formen, indem sie das Material in Schichten auftragen, anstatt es zu entfernen, beispielsweise durch Fräsen. Das EU-finanzierte Projekt Custom-Fit will ein voll integriertes System für Entwurf, Fertigung und Lieferung individualisierter Produkte mithilfe von "schnellen Fertigungstechnologien" schaffen. Mit einem solchen System könnten Produkte aus geschichtetem Material während eines einzigen Fertigungsprozesses zusammengefügt werden. Die Produkte aus der Schichtfertigung zeichnen sich durch eine Struktur mit mehreren Werkstoffen und Schichten aus, die die mechanischen Eigenschaften verbessert. Wie bei den meisten Fertigungstechnologien ist der Prozess stark automatisiert und verwendet CAD-Technologien (computergestützter Entwurf). Das Team von Custom-Fit hat drei verschiedene Systeme für die Fertigung von Produkten mit einer Schichtstruktur entwickelt, die drei verschiedene Computerprogramme verwenden. Lieve Boeykens von der für die Softwareentwicklung in dem Projekt zuständige Firma Materialise zufolge ist jedes dieser drei Systeme einzigartig: "Dies sind sehr starke Produkte. Sie mögen hinsichtlich der Datengröße leichter sein, aber sie sind in der Lage, die Schichtstruktur zu definieren und das Material entsprechend aufzubringen. Nicht nur unsere Partner in dem Projekt werden von diesen Entwicklungen profitieren, letztendlich können auch andere Marktteilnehmer dasselbe Programm benutzen." Die drei unterschiedlichen Programme wurden wie folgt entwickelt: - InnerSpace, entwickelt von TNO (Niederlande), ermöglicht es dem Entwickler, die Verteilung der Materialeigenschaften sowie das Verteilungsprofil zu definieren. Die Software kann benutzt werden, um die Werkstoffverteilung für das gesamte Objekt oder nur für einen Teil des Objekts zu definieren. - MultiPhase Topology Optimisation, entwickelt von IFAM (Frankreich), ist eine numerische Simulationstechnik, die die optimale Verteilung zweier oder mehrerer unterschiedlicher Werkstoffe in Komponenten unter thermischer und mechanischer Belastung bestimmen kann. Es sucht die optimale räumliche Verteilung mehrerer verschiedener Werkstoffe, um maximale Steifheit zu erhalten. - Finite Element Analysis (FEA), entwickelt von Materialise (Belgien), ist in der Lage, ein geometrisches Modell zu definieren, dass eine große Zahl volumetrischer Element im kleinen Maßstab enthält. Jedes Element kann so viele Eigenschaften tragen, wie sie vom Entwickler definiert werden. Es ermöglicht dem Entwickler auch, die Werkstoffverteilung innerhalb des Objekts zu definieren. Zusammen benutzt das Team von Custom-Fit die Software, um eine große Bandbreite von Produkten zu entwickeln, darunter auch Implantate, Prothesen, Helme und Sitze. Der nächste Schritt ist die Fertigung solcher Produkte und die Verknüpfung der neuen Software mit bestehenden Fertigungsmaschinen.