Modellieren von Gittern, Rastern & regelmäßigen Materialien
GridGeo
GridGeo erstellt fortschrittliche digitale 3D-Modelle, sogenannte digitale Zwillinge, von periodischen Materialien und sich wiederholenden Mustern, wie z. B. Lochbleche und Metallgitter. Darüber hinaus können beliebige regelmäßige Anordnungen von Zylindern, Kugeln und anderen Objekten erzeugt werden. Oft werden auch gitterbasiert Strukturen erstellt, welche häufig als Metamaterialien in mechanischen Anwendungen eingesetzt werden, sowie dreifach periodische Minimalflächen, die beispielsweise als Wärmetauscher verwendet werden.
Das resultierende digitale 3D-Mikrostrukturmodell (digitale Zwilling), bietet ein beispielloses Detailniveau und ermöglicht präzise Analysen, die mit traditionellen µCT-Scans vergleichbar sind. Beispiele für die Analysefunktionen umfassen die Berechnung der Porengrößenverteilung (mit dem PoroDict-Modul), die Simulation der Permeabilität (mit dem FlowDict-Modul) und die Simulation mechanischer Eigenschaften (mit dem ElastoDict-Modul).
Was die mit GeoDict erzeugten digitalen Zwillinge besonders auszeichnet, ist ihre außergewöhnliche Vielseitigkeit. Im Gegensatz zu einem einzelnen CT-Scan erweist sich ein digitaler Zwilling, der auf einem statistischen Modell basiert, als unerläßlich für das digitale Materialdesign. Ein digitaler Zwilling ermöglicht die Erforschung verschiedener Materialstrukturen durch digitale Anpassung der zugrundeliegenden Parameter.
GeoDict ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen neuen Designs und bestehenden Produkten. Mit den berechneten Materialeigenschaften, die wertvolle Einblicke liefern, wird ein Ansatz geschaffen, der die Entwicklung völlig neuer Materialdesigns ermöglicht.
Wissenschaftliche Publikationen
3D-Mikrostruktur von gitterbasierten
Strukturen (additive Fertigung)*
Einsatz in der additiven Fertigung hauptsächlich
für mechanische Simulationen
a) Kuboktaeder
b) Diamant-(Penta-Mode)
c) stumpfer Würfel
3D-Mikrostruktur von dreifach
periodischen Minimalflächen
(additive Fertigung)*
Einsatz in der additiven Fertigung,
z. B. als Wärmetauscher
a) Gyroid zylindrisch
b) Gyroid quadratisch
c) Neovius zylindrisch
d) Neovius quadratisch
3D-Mikrostrukturmodelle regelmäßiger
Kugel- und Zylinderpackungen
- Definition der Packungsart, des
Kugeldurchmessers, des Kugelabstandes
und der Anzahl der Einheitszellen - Bestimmung der Form, des Abstandes und
des Versatzes der Zylinder
a) Kubisch flächenzentriert
b) Hexagonal
c) Gitter aus Zylindern
3D-Mikrostrukturmodelle von beliebigen Gittern, perforierten Folien und
Metallgittern
- Erstellen frei definierter, regelmäßiger
wiederkehrender Strukturen - Modellieren von perforierten Metallfolien und -gittern
- Entwickeln von Sandfangsieben
a) Wabengitter, b) Metallgitter, c) Perforierte Folie
GridGeo Features
GridGeo enthält mehrere Optionen zur Erstellung von Gittern, Rastern und regelmäßigen Strukturen.
Grid of Spheres ermöglicht das Erstellen dichter, regelmäßiger Kugelpackungen wie einfach kubisch, kubisch innenzentriert, kubisch flächenzentriert und hexagonal. Die Kugeln können sich berühren oder überlappen, und die Größe der Geometrie kann frei angepasst werden.
Gitter paralleler Zylinder erzeugt ein regelmäßiges Muster paralleler Zylinder, deren Profile rund, rechteckig oder ein regelmäßiges Polyeder sein können.
Mit Grid of Parallel Cylinders ist es möglich, jede Art von regelmäßig wiederkehrenden Mustern zu erstellen, bei denen die Einheitszellen des Gitters frei definiert werden können.
Perforated Foil ermöglicht das Erstellen von Folien mit regelmäßigen Perforationen. Der Abstand und das Muster der Perforationen können variiert werden. Die Perforationen können eine runde oder quadratische Form haben, und die Durchmesser können über die Höhe der Folie hinweg variieren.
GridGeo enthält zwei sehr leistungsstarke GeoApps, die die Erstellung von gitterbasierten Strukturen und dreifach periodischen Minimalflächen ermöglichen.
Die GeoApp Strut-Based Lattices erlaubt die Erstellung von 20 gitterbasierten Strukturen, die im Artikel "Architected cellular materials: A review on their mechanical properties towards fatigue-tolerant design and fabrication" von M. Benedetti, A. du Plessis, R.O. Ritchie, M. Dallago, S.M.J. Razavi und F. Berto beschrieben sind.
Die zweite App Triply Periodic Minimal Surfaces erstellt dreifach periodische Minimalflächen, die ebenfalls im obigen Artikel zu finden sind. Eine typische Anwendung solcher Strukturen ist der Einsatz als Wärmetauscher.
*Architected cellular materials: A review on their mechanical properties towards fatigue-tolerant design and fabrication by M. Benedetti, A. du Plessis, R.O. Ritchie, M. Dallago, S.M.J. Razavi, and F. Berto. doi.org/10.1016/j.mser.2021.100606
Diese Module werden oft mit GridGeo kombiniert:
| Bildverarbeitung & Bildanalyse | |||||
| Charakterisierung & Analyse | PoroDict + MatDict | ||||
| Simulation & Vorhersage | AddiDict | ConductoDict | DiffuDict | ElastoDict | FlowDict |
| Modellierung & Design | |||||
| Schnittstellen | ExportGeo-CAD + MeshGeo |
Welche Module für Sie am besten passen, ist abhängig von der Art Ihrer Anwendung.