Das Herzstück der Fiber Patch Placement (FPP) Technologie ist unsere CAD-CAM-Software ARTIST STUDIO. Es ist das perfekte Tool für die digitale Produktentwicklung, welches ein optimiertes Design des Patchlaminats (PATCH ARTIST) und eine automatisierte Offline-Roboterprogrammierung (MOTION ARTIST) ermöglicht. Da wir unseren Kunden immer die besten Funktionen bieten wollen, entwickeln wir basierend auf dem Feedback unserer Nutzer ständig unsere Software weiter. Wir veröffentlichen regelmäßig Updates und neue Features, sodass unseren Kunden schnellstmöglich davon profitieren können. Unser großes 2022 Release beinhaltet einige neue Funktionen, an denen wir im letzten Jahr gearbeitet haben. Diese möchte wir in dem folgenden Artikel kurz vorstellen.

Unser Software-Team erweiterte das CAM-Modul MOTION ARTIST mit einem Support für zwei 6-Achs-Roboter für unsere SAMBA-Anlagen. Dieses Feature erhöht die Flexibilität der Produktionsanlagen und ermöglicht die Herstellung von noch komplexeren Bauteilen. Der optimierte Support stellt kollisionsfreie Bewegungen des Roboters mit bis zu sechs Freiheitsgraden sicher. Außerdem stehen zusätzliche Punkte zur Vermeidung von Kollisionen bei komplexen Bauteilen zur Verfügung und Roboterkollisionen können signifikant schneller entdeckt werden.

Ein großer Benefit unserer Software ist, dass Patches automatisch erzeugt werden können. Sie sind auf definierten Kurven angeordnet, welche die gesamte Oberfläche des Laminats bedecken. Einige Bauteile, zum Beispiel die Kuppelbereiche von Drucktanks, haben enge geschlossene Kurven, was eine Herausforderung für die gleichmäßige Verteilung der Patches darstellen kann. Unser Team hat die Funktionalität der geschlossenen Kurven verbessert und die Verlängerung des Start- und Endpunkts durch Extrapolation der Kurven ermöglicht. Basierend auf benutzerdefinierten Strategien können nun optimal verteilte Lücken und Überlappungen zwischen den Patches berechnet werden. Unser Team hat außerdem die Darstellung des Kurvenbeginns und -endes sowie der Kurvenverlängerungen verbessert. In der neu verfügbaren Scripting-Umgebung haben Nutzer außerdem die Möglichkeit, händisch die Parameter des „closed curves“-Features anzupassen.

Die Möglichkeit, variable Patchlängen innerhalb eines Laminats zu nutzen, stellt einen zusätzlichen Freiheitsgrad da, den sich Designer zunutze machen können. Die Länge der Patches kann im Laminat innerhalb eines bestimmten Längenbereichs variiert werden. Durch die Minimierung von Materialüberständen an Bauteilgrenzen kann der desing-bedingte Materialverschnitt signifikant reduziert werden. Andererseits können bei geometrisch einfacheren Oberflächen maximal lange Patches eingesetzt werden. Für Hersteller bedeutet dies kürzere Zykluszeiten, weniger Materialverschnitt und bessere strukturelle Bauteileigenschaften.

Das FE-Modul ist unsere neuste Entwicklung. Es gibt viele verschiedene Tools und Methoden für die Erstellung von Composite-Laminaten, jedoch können die meisten nur wenig komplexe Bauteile verarbeiten. In ARTIST STUDIO können Patches und demzufolge auch das ganze Laminat vollautomatisch erstellt werden. Eigenschaften wie Faserorientierung, Dicke und Patch-Überlappungen werden automatisch berechnet und müssen nicht manuell definiert werden. Um das Design mittels FEA zu analysieren und optimieren, kann das Laminatmodell für die Simulation automatisch in ARTIST STUDIO generiert werden. Wenn im Vergleich das Modell manuell erstellt wird, würde das deutlich mehr Zeit und Aufwand kosten. Und für Laminate mit einer sehr hohen Anzahl an Patches wäre die Modellierung ohne dieses Feature gar nicht möglich.

Wir bieten zwei Möglichkeiten für die Erstellung des Simulationsmodells an. Ein Plugin für den gängigen FEA Präprozessor HyperMesh ist derzeit schon verfügbar, was insbesondere für Kunden, die bereits diese Software nutzen und von der nahtlosen Integration in ARTIST STUDIO profitieren möchten, sinnvoll ist.

Außerdem haben wir ein spezielles FE-Modul, welches direkt in ARTIST STUDIO integriert ist, entwickelt, was bedeutet, dass der Nutzer seine bevorzugte FE-Software nutzen kann. Die Patchform, Anordnung und weitere Details wie Patchdicke und Faserorientierung werden innerhalb von ARTIST STUDIO festgelegt. Danach werden das Laminat und das Mesh-Modell, welches ebenfalls vom User definiert wurde, zu einem Simulationsmodell verschmolzen. Dieser Vorgang kostet weniger Zeit als die Modellerstellung in einer gängigen FE-Software, wie beispielsweise HyperMesh. Das Simulationsmodell kann nun in den bevorzugten FE-Solver exportiert werden. Momentan werden die Solver OptiStruct (PCOMPP/G) und Nastran (POMG) unterstützt bzw. weitere Formate auf Anfrage. Nach dem Export kann die Simulation und die Analyse in einer gängigen FE-Software durchgeführt werden.

Das neue FE-Modul sorgt für eine einfache und schnelle Erstellung des FE-Simulationsmodells mit allen erforderlichen Details des Laminats, welches zuvor in PATCH ARTIST designt wurde. Das Feature ist ab sofort für unsere Kunden verfügbar. Wenn Sie an unserer FPP-Software interessiert sind oder bereits ARTIST STUDIO-Nutzer sind und mit dem HyperMesh-Plugin arbeiten, aber auf das neue FE-Modul umsteigen möchten, kontaktieren Sie uns unter advantages@cevotec.com.

Wollen Sie mehr über die neuen ARTIST STUDIO Funktionen erfahren? Sehen Sie sich unser neues Video an:

Über Cevotec

Der Münchner Automations-Spezialist Cevotec bietet mit SAMBA und ARTIST STUDIO eines der modernsten Faserverbund-Produktionssysteme weltweit an. An der Schnittstelle zwischen Faserverbund, Maschinenbau und Software entwickelt das Unternehmen Produktionsanlagen und Software auf Basis der Fiber Patch Placement (FPP) Technologie. Die besonders für die automatisierte Faserablage bei komplexen 3D Geometrien geeigneten Anlagen verarbeiten neben Carbonfasern auch Glasfasern, Klebefilme sowie weitere technische Fasern und sind damit für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar. Die Flexibilität wird insbesondere von Kunden aus der Luftfahrt und Medizintechnik sehr geschätzt, die 20%-60% an Kosten und Zeit sparen beim Wechsel von manuellen Prozessen auf FPP.